kubeadm来搭建k8s集群。-编程知识

我们采用了二进制包搭建出的k8s集群，本次我们采用更为简单的kubeadm的方式来搭建k8s集群。
二进制的搭建更适合50台主机以上的大集群，kubeadm更适合中小型企业的集群搭建

主机配置建议：2c 4G

主机节点   IP   组件
master   20.0.0.101   docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01   20.0.0.102   docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02   20.0.0.103   docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点   20.0.0.104   docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

在所有节点上安装Docker和kubeadm
部署Kubernetes Master
部署容器网络插件
部署 Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中
部署 Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes资源
部署 Harbor 私有仓库，存放镜像资源

环境准备:

//所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
swapoff -a #交换分区必须要关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

//修改主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

//所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
20.0.0.101 master01
20.0.0.102 node01
20.0.0.103 node02

//调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

//生效参数
sysctl --system

所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://pkm63jfy.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service

docker info | grep "Cgroup Driver"
Cgroup Driver: systemd

所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

//定义kubernetes源
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

yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15

//开机自启kubelet
systemctl enable kubelet.service
#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启

//查看初始化需要的镜像
kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.15
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.15
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.15
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.15
k8s.gcr.io/pause:3.2
k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0
k8s.gcr.io/coredns:1.7.0

pause镜像是 Kubernetes Pod 中一个特殊容器所使用的基础容器。这个容器的作用是保持 Pod 中其他容器的运行。

在 Kubernetes 中，Pod 是最小的可部署单元，通常包含一个或多个容器。pause 容器的主要作用是创建一个网络命名空间，
并在该网络命名空间内创建一个网络命名空间隔离的 Linux 进程。其他容器将加入这个网络命名空间，共享网络命名空间的网络栈。

这种设计的好处是，即使 Pod 中的容器是用不同的编程语言或框架编写的，
它们仍然可以在同一网络空间中通信。pause 容器充当了这种网络命名空间的主要协调者。
当 Pod 中的所有容器退出时，pause 容器也退出，从而释放 Pod 的网络命名空间

master节点

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=20.0.0.101 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.20.15 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--token-ttl=0
--------------------------------------------------------------------------------------------
初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。
可选参数：
--apiserver-advertise-address：apiserver通告给其他组件的IP地址，
一般应该为Master节点的用于集群内部通信的IP地址，0.0.0.0表示节点上所有可用地址

--apiserver-bind-port：apiserver的监听端口，默认是6443
--cert-dir：通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint：控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加
--image-repository：拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io
--kubernetes-version：指定kubernetes版本
--pod-network-cidr：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为192.168.0.0/16；
--service-cidr：service资源的网段
--service-dns-domain：service全域名的后缀，默认是cluster.local
--token-ttl：默认token的有效期为24小时，如果不想过期，可以加上 --token-ttl=0 这个参数
---------------------------------------------------------------------------------------------

kubeadm join 20.0.0.101:6443 --token j7h4sa.yau6cfyzva2zk9ll \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:13b961db6119c69691992ef0e33b46a97339290d6ff19d8effe00329e543d28f
复制这一串到每个node节点

//设定kubectl
kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，
kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，
它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

systemctl restart kubelet

初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap，开启 ipvs
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs

kubectl get cs 发现集群不健康，更改以下两个文件
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
# 修改如下内容
把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=20.0.0.101 #修改成k8s的控制节点master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成20.0.0.101（有两处）
#- --port=0 # 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

//所有节点上传 flannel 镜像 flannel.tar 和网络插件 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 到 /opt 目录，master节点再多上传 kube-flannel.yml 文件

所有节点

cd /opt
docker load < flannel.tar

mv /opt/cni /opt/cni_bak
mkdir -p /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

//在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml

#删除node节点
kubectl delete node master01
#证书有效期的问题,kubeadm默认只有1年：
openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt -noout -text | grep Not
openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/apiserver.crt -noout -text | grep Not

拖入安装包

chmod 777 update-kubeadm-cert.sh
./update-kubeadm-cert.sh all

执行脚本即可

//在master节点查看节点状态
kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system

//测试 pod 资源创建
kubectl create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -o wide

//暴露端口提供服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

进入pod修改页面

kubectl get svc

//测试访问
curl http://20.0.0.102:32698 node1的ip地址

//缩容副本
kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide

安装部署与k8s集群对接的Harbor仓库

//上传 harbor-offline-installer-v2.8.1.tgz 和 docker-compose-linux-x86_64 文件到 /opt 目录
cd /opt
mv docker-compose-linux-x86_64 docker-compose
chmod 777 docker-compose
mv docker-compose /usr/local/bin/
docker-compose version

tar zxvf harbor-offline-installer-v2.8.1.tgz

cd harbor/

cp harbor.yml.tmpl harbor.yml

vim harbor.yml

hostname = hub.test.com

https:
# https port for harbor, default is 443
port: 443
# The path of cert and key files for nginx
certificate: /data/cert/server.crt
private_key: /data/cert/server.key

harbor_admin_password = 123456

//生成证书
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私钥
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
输入两遍密码：123456

openssl genrsa: 用于生成 RSA 密钥。
-des3: 使用 Triple DES 加密算法对生成的私钥进行加密。
-out server.key: 指定生成的私钥文件的名称为 server.key。
2048: 指定 RSA 密钥的位数为 2048 位。

#生成证书签名请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr
输入私钥密码：123456
输入国家名：CN
输入省名：BJ
输入市名：BJ
输入组织名：TEST
输入机构名：TEST
输入域名：hub.kgc.com
输入管理员邮箱：admin@test.com
其它全部直接回车

#备份私钥
cp server.key server.key.org

#清除私钥密码
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
输入私钥密码：123456

#签名证书
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./prepare

./install.sh

使用浏览器访问：https://20.0.0.104

添加例外 -> 确认安全例外
用户名：admin
密码：123456

node1节点：
mkdir -p /etc/docker/certs.d/hub.test.com/

在harbor节点把密钥验证目录整个转给node节点：
scp -r /data root@20.0.0.102:/

所有节点

vim /etc/hosts
20.0.0.104 hub.test.com

node1节点

vim /lib/systemd/system/docker.service

ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --insecure-registry=hub.test.com

systemctl daemon-reload

systemctl restart docker

docker login -u admin -p 123456 https://hub.test.com

docker tag nginx:latest hub.test.com/library/nginx:v1

docker push hub.test.com/library/nginx:v1

//在master节点上删除之前创建的nginx资源
kubectl delete deployment nginx

kubectl create deployment myapp-test --image=hub.test.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
kubectl expose deployment myapp-test --port=30000 --target-port=80

kubectl get svc,pods

yum install ipvsadm -y

ipvsadm -Ln

#通过上图myapp-test的clusterip+端口号进行访问，
curl curl 10.96.162.192:80

kubectl edit svc myapp-test
25 type: NodePort #把调度策略改成NodePort

kubectl get svc

浏览器访问：就是myapp-test的外部接口30977
http://20.0.0.101:30977/
http://20.0.0.102:30977/
http://20.0.0.103:30977/

#将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

部署 Dashboard

//在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中

mkdir /opt/k8s

cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30001 #添加
type: NodePort #添加
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard

kubectl apply -f recommended.yaml

#创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

#使用输出的token登录Dashboard
https://NodeIP:30001