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2.2 k8s 集群规划

2.2.1 平台规划

• 一主多从(测试环境)

• 多主多从(生产环境)

实际上, k8s 也支持单机部署, 但是一般不用, 一般只用于体验 k8s 的功能

2.2.2 硬件配置

• 一台或多台机器，操作系统 CentOS7.x-86_x64

• 硬件配置：2GB或更多RAM，2个CPU或更多CPU，硬盘30GB或更多

• 可以访问外网，需要拉取镜像，如果服务器不能上网，需要提前下载镜像并导入节点

• 禁止swap分区

如果是虚拟机环境, 则要求更高, 一主多从集群环境在 16G 内存 + SSD 的 MacBook Pro 上偶尔已经可以感受到卡顿

2.2.3 搭建集群的方式

• kubeadm

简单, 快速, 组件自动安装

• 二进制包

过程繁琐, 所有组件都需要自行安装, 并且底层配置复杂, 容易出错且不易排查, 只适用于底层原理学习阶段

2.3 kubeadm 的方式搭建 k8s 集群

2.3.1 环境准备

这里帅帅已经提前准备好了三台虚拟机, 不会安装虚拟机的同学可以参考帅帅前一篇文章

2.3.1.1关闭防火墙

# centos
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# Ubuntu
ufw disable

2.3.1.2 关闭selinux

# centos
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
setenforce 0  # 临时

# Ubuntu 默认没有 selinux

2.3.1.3 关闭swap

sudo swapoff -a  # 临时
sudo sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    # 永久

# 查看 swap 分区是否开启, 输出为空则表示未开启
swapon --show

2.3.1.4 根据规划设置主机名

这里主要是为了业务更加清晰设置主机名可以更好的区分 master, node 节点. 是否需要设置大家根据自己情况, 这一步并不是必须的, 由于我们创建虚拟机的时候已经命名好了, 这里就跳过设置.

# 设置
hostnamectl set-hostname <hostname>

# 查看
hostname

2.3.1.5 在 master 添加 hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.3.26 master01
192.168.3.27 node01
192.168.3.28 node02
EOF

如果文件是只读模式, 则可以 copy 出来编辑好再 copy 回去替换

master1@master1:~$ pwd
/home/master1
master1@master1:~$ cp /etc/hosts ./hosts
master1@master1:~$ sudo cat >> ./hosts << EOF
192.168.3.26 master01
192.168.3.27 node01
192.168.3.28 node02
EOF

master1@master1:~$
master1@master1:~$ vi ./hosts
master1@master1:~$ cp ./hosts /etc/hosts
hosts        hosts.allow  hosts.deny
master1@master1:~$ cp ./hosts /etc/hosts
hosts        hosts.allow  hosts.deny
master1@master1:~$ cp ./hosts /etc/hosts
cp: cannot create regular file '/etc/hosts': Permission denied
master1@master1:~$ sudo cp ./hosts /etc/hosts

master1@master1:~$ cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost
127.0.1.1 master1

# The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
::1     ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters
192.168.3.26 master01
192.168.3.27 node01
192.168.3.28 node02
master1@master1:~$

2.3.1.6 内核开启 ipv4 转发

• 从容器内访问外部

$ sudo vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1             #开启ipv4转发，允许内置路由

sudo sysctl -p

2.3.1.7 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链

sudo cat > ./k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

sudo cp ./k8s.conf /etc/sysctl.d/k8s.conf

cat /etc/sysctl.d/k8s.conf

sysctl --system  # 生效

还是先在外部操作再 copy

2.3.1.8 时间同步

# Ubuntu
sudo apt-get install ntpdate -y

# centos
yum install ntpdate -y

sudo ntpdate time.windows.com # ntpdate ntp1.aliyun.com

如果没有安装 yum, 可以通过sudo apt install yum 安装, 如果是 Ubuntu 就可以用 apt-get, yum 是 RedHat 系列的包管理工具

知识拓展

linux系统基本上分两大类：

• RedHat系列：Redhat、Centos、Fedora等

• Debian系列：Debian、Ubuntu等

RedHat 系列:

• 常见的安装包格式 rpm 包，安装rpm包的命令是 “rpm -参数”

• 包管理工具 yum

• 支持 tar 包

Debian系列:

• 常见的安装包格式 deb 包，安装deb包的命令是 “dpkg -参数”

• 包管理工具 apt-get

• 支持 tar 包

当看到下面输出时就说明成功了

master1@master1:~$ sudo ntpdate time.windows.com
 4 Feb 09:27:21 ntpdate[3614]: adjust time server 20.189.79.72 offset -0.000807 sec

2.3.2 所有节点安装Docker/kubeadm/kubelet

Kubernetes默认 CRI（容器运行时）为Docker，因此先安装Docker。

• 设置 apt-get 镜像加速

node1@node1:~$ cp /etc/apt/sources.list ./sources.list
node1@node1:~$ vi sources.list
node1@node1:~$ sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.back
node1@node1:~$ sudo cp ./sources.list /etc/apt/sources.list
apt-get update

# -------------- 镜像地址 ------
deb http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse

2.3.2.1 安装 docker

• 卸载 docker (docker 版本和 k8s 版本必须匹配)

https://www.cnblogs.com/shmily3929/p/12085163.html

• 安装

# Ubuntu
# 配置所需环境
sudo apt-get install \
 apt-transport-https \
 ca-certificates \
 curl \
 gnupg-agent \
 software-properties-common

 # 开始安装docker的gpg密钥
 curl -fsSL http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
 # 验证可用密钥
 sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88
 # 写入docker stable版本的阿里云镜像软件源
 sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

# 安装最新版的docker-ce
# sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli # 安装最新的 docker ------ 注意 docker 版本和 k8s 版本需要保持一致
sudo apt-get install docker-ce=18.06.1~ce~3-0~ubuntu

# centos
$ wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
$ yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
$ systemctl enable docker && systemctl start docker
$ docker --version
Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a

• 设置 docker 镜像加速

cat > ./daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

sudo cp ./daemon.json /etc/docker/daemon.json

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl restart docker

如果您想以非root用户身份使用Docker，现在应该考虑使用类似以下方式将您的用户添加到“ docker”组：

sudo usermod -aG docker <your-user>

但是这需要注销重新登录才能使用.

2.3.2.3 设置 k8s 镜像源

# Ubuntu
sudo apt update && sudo apt install -y apt-transport-https curl
curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

echo "deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main"

cat <<EOF > ./kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF

sudo cp ./kubernetes.list /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

# centos
$ cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

2.3.2.4 安装kubeadm，kubelet和kubectl

# Ubuntu
sudo apt update && sudo apt install -y kubelet=1.18.0-00 kubeadm=1.18.0-00 kubectl=1.18.0-00
systemctl enable kubelet  # 开机启动

# centos
yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0
systemctl enable kubelet

2.3.3 部署Kubernetes Master

在 master 节点上执行

sudo kubeadm init --apiserver-advertise-address=MasterIp --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.0 --service-cidr=10.1.0.0/16 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --ignore-preflight-errors=all

这一步, kubeadm 会帮助我们下载很多必须的镜像, 如下图

按照提示配置一下内容, 使用kubectl工具：

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
kubectl get nodes

2.3.3.4 加入Kubernetes Node

在 Node 节点上执行。向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

kubeadm join 192.168.3.26:6443 --token mtaujy.be4r3uhdpgix05gv     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0e524805dd05d25709ad7f49035e935387f034706cf009c0c6650f2a72baf62f

这一步类似 Master Node, kubeadm 也会帮我们安装一些必须的镜像.

默认token有效期为24小时，当过期之后，该token就不可用了。这时就需要重新创建token，操作如下：

kubeadm token create --print-join-command

加入 node 后可以通过 kubectl get nodes 命令查看集群状态(这会集群还不能对外提供服务, 还需要安装一些网络插件).

2.3.3.5 部署CNI网络插件

wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

安装完成后需要可以通过以下命令查看状态

kubectl get pods -n kube-system

这里需要等待一会, 直到所有容器都进入 running 状态, 并且所有 node 都进入 Ready 状态

过程中, 如果某台 Node 机器的 flannel 插件下载失败, 可以自行拉取镜像, 或者重新执行安装命令.

docker pull lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64

2.3.3.6 测试kubernetes集群

• 在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

kubectl create deployment nginx --image=nginx

• 查看安装状态, 直到容器进入 Running

kubectl get pod

• 对外暴露服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

• 查看状态

kubectl get pod,svc

• 访问测试, 通过任一 Node 的 Ip + 暴露的端口访问 nginx 服务