kubeadm 安装 k8s 集群（版本自选）

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导读：k8s 的出现，是解决了什么市场痛点？

互联网早期，企业将服务直接部署在物理机上；后来由于一系列变化，经历了虚拟化部署，开始了容器部署之路，Docker 无疑是其中的佼佼者。
在这里插入图片描述

但是，容器化部署方式也会出现一些问题，比如说：

一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器？
当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量？
当并发访问量下降的时候，怎么样去做到动态的缩容？

人工介入，手动操作吗？开什么玩笑啊？

这些容器管理的问题统称为容器编排问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件，软件有很多，不过 k8s 背靠谷歌，脱颖而出。

k8s 主要提供以下服务：

（1）自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
（2）自我修复(自愈能力)：当容器失败时，会对容器进行重启。当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度。当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务
（3）水平扩展：通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁
（4）服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务。
（5）滚动更新：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新。
（6）版本回退：可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退
（6）密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。
（7）存储编排：自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要。存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
（8）批处理：提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景。
（9）负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡。

环境准备

注：以下操作如未说明，即为在所有机器上执行。

注：安装过程中遇到问题可以在后台回复 “咨询“，我来看报错日志、

1、准备机器

Kubernetes集群大致分为两类：一主多从和多主多从（这里的主从指的是 master 管理节点和 node工作节点）。
一主多从：一个Master节点和多台Node节点，搭建简单，但是有单机故障风险，适合用于测试环境。
多主多从：多台Master和多台Node节点，搭建麻烦，安全性高，适合用于生产环境。

我们选择安装一个 master 的集群。至于 node 数量可根据个人实际情况设定。

角色	IP地址	操作系统	配置
Master	自行记录	CentOS7.8+，	4核CPU，4G内存，100G硬盘
Node1	自行记录	CentOS7.8+，	4核CPU，4G内存，100G硬盘
Node2	自行记录	CentOS7.8+，	4核CPU，4G内存，100G硬盘

这里建议配置成静态 IP，动态 IP 飘了的话挺麻烦的：【问题解决】虚拟机配置静态ip

这里有一个注意事项：建议不要修改分配给你的 IP 地址，因为如果你修改了网段，会出现连不上网的情况。

2、升级内核

在低版本的内核中会出现一些很让人恼火的Bug，时不时来一下，发作时候会导致整个OS无法执行任何命令。

（当然，对于学习者来说差别不大，学习的过程中免不了反反复复的重装集群…）

#在所有虚拟机上进行操作
#更新yum源仓库
yum update -y
#导入ELRepo仓库的公共密钥
rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
#安装ELRepo仓库的yum源
rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-3.el7.elrepo.noarch.rpm
#查看可用的系统内核包
[root@vm01 ~]# yum --disablerepo="*" --enablerepo="elrepo-kernel" list available
Loaded plugins: fastestmirror
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * elrepo-kernel: ftp.yz.yamagata-u.ac.jp
Available Packages
elrepo-release.noarch                         7.0-5.el7.elrepo                elrepo-kernel
...

#安装最新版本内核
yum --enablerepo=elrepo-kernel install -y kernel-ml
#查看系统上的所有可用内核
sudo awk -F\' '$1=="menuentry " {print i++ " : " $2}' /etc/grub2.cfg
#设置默认版本,其中 0 是上面查询出来的可用内核
grub2-set-default 0
#生成 grub 配置文件
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
#重启
reboot

#删除旧内核（可选）
#查看系统中全部的内核
rpm -qa | grep kernel
#删除旧内核的 RPM 包，具体内容视上述命令的返回结果而定
yum remove kernel-3.10.0-514.el7.x86_64 \
kernel-tools-libs-3.10.0-862.11.6.el7.x86_64 \
kernel-tools-3.10.0-862.11.6.el7.x86_64 \
kernel-3.10.0-862.11.6.el7.x86_64

3、安装模块

#在所有虚拟机上操作
[root@k8s-master ~]# modprobe -- ip_vs
[root@k8s-master ~]# modprobe -- ip_vs_rr
[root@k8s-master ~]# modprobe -- ip_vs_wrr
[root@k8s-master ~]# modprobe -- ip_vs_sh
[root@k8s-master ~]# modprobe -- nf_conntrack_ipv4
modprobe: FATAL: Module nf_conntrack_ipv4 not found.
[root@k8s-master ~]# lsmod | grep ip_vs
ip_vs_sh               16384  0
ip_vs_wrr              16384  0
ip_vs_rr               16384  0
ip_vs                 159744  6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr
nf_conntrack          159744  1 ip_vs
nf_defrag_ipv6         24576  2 nf_conntrack,ip_vs
libcrc32c              16384  3 nf_conntrack,xfs,ip_vs
[root@k8s-master ~]# lsmod | grep nf_conntrack_ipv4

4、系统设置

#关闭并停止防火墙，
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
#禁用SELinux，让容器可以顺利地读取主机文件系统
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0
#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

5、配置主机名解析

这个 ip 要根据个人实际情况填写。

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.190.147 k8s-master
192.168.190.148 k8s-node1
EOF

6、设置 ipv4 转发

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
EOF

7、时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一致，所以在每个节点上添加时间同步：

ntpdate time.windows.com

8、安装依赖软件包

yum install -y ipvsadm ipset sysstat conntrack libseccomp wget git

9、SSH免密登录

应该都会吧。

#此步操作在Master主机上进行
[root@vm01 ~]# ssh-keygen -t rsa
...

#配置公钥到其他节点，输入对方密码即可完成从master到node的免密访问
[root@vm01 ~]# ssh-copy-id k8s-node1
...

10、系统使能

sysctl -p

以上皆为版本无关的，接下来安装软件，就需要根据你选择的 k8s 版本而选择不同版本的软件了（指的是 Docker,kube 相关的和你的目的集群版本一致即可）：

查看 k8s各版本对应各组件版本

11、安装 docker

# 1、切换镜像源
[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

# 2、查看当前镜像源中支持的docker版本
[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates

# 3、安装特定版本的docker-ce
# 必须指定--setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3-3.el7 -y

# 4、配置加速
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],	
  "registry-mirrors": ["https://du3ia00u.mirror.aliyuncs.com"],	
  "live-restore": true,
  "log-driver":"json-file",
  "log-opts": {"max-size":"500m", "max-file":"3"},
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

# 5、启动dokcer
[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker

12、安装Kubernetes组件

# 1、由于kubernetes的镜像在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
# 2、编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
			http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

# 3、安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

# 4、配置kubelet的cgroup
#编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

# 5、设置kubelet开机自启
[root@master ~]# systemctl enable kubelet

13、准备集群镜像

1、查看 k8s 需要的镜像列表：

kubeadm config images list

2、拉取所需镜像。这里直接来个脚本拉取吧：

（这里面的镜像版本根据个人情况进行替换）

images=(
	kube-apiserver:v1.17.4
	kube-controller-manager:v1.17.4
	kube-scheduler:v1.17.4
	kube-proxy:v1.17.4
	pause:3.1
	etcd:3.4.3-0
	coredns:1.6.5
)

for imageName in ${images[@]};do
	docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
	docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
	docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName 
done

加上执行权限，运行。

集群初始化

参数根据个人情况自行替换。

master 节点

kubeadm init \
	--apiserver-advertise-address=192.168.190.141 \
	--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
	--kubernetes-version=v1.17.4 \
	--service-cidr=10.96.0.0/12 \
	--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

上面这个命令只在 master 节点运行。
在这里插入图片描述

到这一步呀，基本也就差不多了，接下来得趁热打铁，因为这里面的数据要用，且有保质期的。

先按里面说的，先把这些信息给补上：

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

node 节点

然后把最底下那串信息再看看，去 node 上执行一下，然后一步步按指引走，会看到：
在这里插入图片描述

kubeadm join 192.168.190.141:6443 --token d4dppl.t9zslzkvedzu7u36 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5f103e789f974027ff4d188e48b613a6911198942ae7efc9c73b401b7bdd6253

安装网络插件

kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等，任选一种即可，推荐 calico。
后台回复"网络插件"获取 calico.yaml，网上不好找。

下载完之后放到 master 节点中，进入相应目录，

kubectl apply -f calico.yaml

让子弹飞一会儿、

在这里插入图片描述

一定要等到它们都 running 了。当然如果没法 running，私信我，我来看日志。

其实能 kubectl 执行命令，接下来就可以往下走了。