Windows节点加入K8S集群(K8S搭建Linux和Window混合集群)

说明：K8S多数情况用于linux系统的集群，目前很少人实践linux 和 windows 的混合集群。linux 和 windows 的K8S混合集群，是以linux 为Master节点，Windows 为 Node节点的。本示例linux 采用centos7.6，windows 采用 windows server 2019（均为虚拟机）。

一、前提准备

  1.熟悉linux 的基本使用，熟悉linux 下的K8S集群

  2.CentOS7.6：安装好docker并配置镜像加速，K8S，并且授予K8S集群的master 角色（主机要求 cpu 内核2个以上，内存2G以上）。

  3.Windows server 2019：cpu 内核2个以上，内存2G以上。并且安装好docke,配置镜像加速。

  4.Windows server 2019 要安装最新的补丁，即更新服务器。
    
  内网环境下，无法在线更新时，至少要安装 KB4489899 补丁（补丁下载见底部链接）。

  5.时间同步：centos的master 主机和 windows server 2019的node 主机时间必须同步，可设置同步时间服务器（方法详见底部连接）

二、Windows加入集群

(一) 、Master 配置 (在centos 上执行)

1.master 启用网络桥接方式

建议在使用 Flannel 时为 iptables 链启用桥接方式的 IPv4 流处理。

sudo sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

2.下载flannel 和配置 linux Flannel

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

注意：raw.githubusercontent.com 在国内大概率会被GFW 墙掉，可以手动执行命令 vi /etc/hosts 配置hosts ：199.232.28.133 raw.githubusercontent.com

下载后，需要将文件kube-flannel.yml 中的 net-conf.json 部分，将 VNI 设置为 4096，并将 Port 设置为 4789。如下所示：

net-conf.json: |{"Network": "10.244.0.0/16","Backend": {"Type": "vxlan","VNI": 4096,"Port": 4789}
}

只有将linux上的 vni 设置成4096，port 设置成4789；才能与windows 上的flannel 实现通信，进而互操作。

3. 应用Linux 的 flannel 配置并验证

kubectl apply -f kube-flannel.yml

应用flannel 配置后，docker会从官网或配置的加速器中（最好是配置docker 加速器）下载flannel相关的镜像且运行相关的pod。这个过程需要时间，几分钟后，执行 kubectl get pods -n kube-system 查看组件运行情况

NAMESPACE     NAME                                      READY        STATUS    RESTARTS   AGE
...
kube-system   kube-flannel-ds-54954                     1/1          Running   0          1m

4.linux配置Windows 兼容版本的 proxy 和 flannel：

4.1 proxy：这里我的版本是 v1.20.0。需要根据自己的版本进行修改。

curl -L https://github.com/kubernetes-sigs/sig-windows-tools/releases/latest/download/kube-proxy.yml | sed 's/VERSION/v1.20.0/g' | kubectl apply -f -
#也可以使用 wget 命令将kube-proxy.yaml命令先下载下来，再执行sed 和 kube apply 命令。

4.2.flannel：

kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/sig-windows-tools/releases/latest/download/flannel-overlay.yml
#建议先用 wget 命令将flannel-overlay，再执行kubectl apply

(二)、配置windows server 2019

前提是在windows server 2019 中已经安装了docker 且配置了镜像加速。且具有管理员权限。

1.安装windows 的wins，kubelet，kubeadm。

可以根据自己的需要选择对应的版本。
1.1 powershell 可执行文件PrepareNode.ps1下载：

curl.exe -LO https://github.com/kubernetes-sigs/sig-windows-tools/releases/latest/download/PrepareNode.ps1

1.2 执行命令，运行PrepareNode.ps1文件，下载并安装 wins，kubelet，kubeadm

.\PrepareNode.ps1 -KubernetesVersion v1.20.0

注意：执行上面第一条命令下载PrepareNode.ps1文件，可能会非常慢；即使下载文件后，根据文件下载wins、kubelet、kubeadm 可能会非常卡顿。由于上述情况的存在，大概率导致安装不成功，建议采用手动安装，步骤如下：

第一步，PrepareNode.ps1 文件下载：

  打开浏览器，输入网址 https://github.com/kubernetes-sigs/sig-windows-tools/releases/latest/download/PrepareNode.ps1 下载文件，文件下载后，将DownloadFile 函数调用的代码全部用“#”注释

第二步、wins，kubelet，kubeadm 安装文件下载：根据下载的PrepareNode.ps1文件中的DownloadFile 函数，下载安装文件。

  1.浏览器输入 https://dl.k8s.io/v1.20.0/kubernetes-node-windows-amd64.tar.gz，解压下载后的文件，从kubernetes\node\bin\ 中取出 kubeadm.exe 和 kubelet.exe（根据自己需要的版本下载）

  2.浏览器输入 https://k8stestinfrabinaries.blob.core.windows.net/nssm-mirror/nssm-2.24.zip，下载zip 文件，并重命名为 nssm.zip。

  3.浏览器输入 https://github.com/Microsoft/SDN/raw/master/Kubernetes/windows/hns.psm1 ，下载psm1文件

  4.浏览器输入 https://github.com/rancher/wins/releases/download/v0.0.4/wins.exe，下载wins.exe 文件

第三步、安装windows下的kubernetes。

  1.在c盘根目录创建文件夹k，并将第一步，第二步的文件 hns.psm1、kubeadm.exe、kubelet.exe、nssm.zip、wins.exe和PrepareNode.ps1 全部放进文件夹k中。

  2.在目录k中，管理员权限 powershell 执行命令初始化windows 下的kubernetes：根据自己的版本来执行。

.\PrepareNode.ps1 -KubernetesVersion v1.20.0

  如果执行失败，删除C盘根目录下etc、run、var、opt和k（这几个目录有就删掉）， 重新复制nssm-2.24.zip改为nssm.zip， 检查执行的错误并解决，再重新执行。如果是运行不成功，想要卸载，则参考后面的卸载步骤。

(三)、Windows 加入集群

1.master上执行命令查看加入集群的指令。

kubeadm token create --print-join-command

2.在windows 上，执行master上回显的指令。指令类似于：

kubeadm join 172.16.22.101:6443 --token lzxi5w.qizoch3pqcbc3ozc     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:02d821acf1b0595943cb046a44356b68a85feb74e920b635713afc1fb732183f

  这时候，windows docker 会下载几个镜像，会比较慢，需要等待一段时间(内网环境下，需要将镜像手动导入)。

3.在master 上查看集群的状态：

kubectl get nodes -o wide

  如果windows node 处于not ready 状况，可能是windows docker 还在下载相关的镜像，可通过 kubectl -n kube-system get pods -l app=flannel 查看flannel pod的运行情况。也可以通过 kubectl describe pod podname -n namespaces ，根据具体的pod和名称空间查看flannel的具体情况，以此来分析原因。

三、Windows K8S的卸载

windows 有时候不一定一次就能安装成功，这时候又已经安装了一些服务了，就需要K8S进行彻底的卸载。

1.1 master 节点删除该node。kubectl delete node nodename

1.2 windows 脱离节点。kubeadm reset

1.3 在计算机服务中，找到kubelet 服务和 Rancher wins，将其停止。

1.4 管理员权限 cmd 删除服务：sc delete kubelet ，`sc delete rancher-wins

1.5 防火墙的入站规则中，删除kubelet配置。

参考文章

1.官网：https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/administer-cluster/kubeadm/adding-windows-nodes/
2.其他参考：https://blog.csdn.net/MrRight17/article/details/111931094
3.补丁下载：https://www.tenforums.com/windows-10-news/128745-cumulative-update-kb4489899-windows-10-v1809-build-17763-379-mar-12-a.html?