Centos 使用kubeadm安裝Kubernetes 1.15.3

本來沒打算搞這個文章的，第一里面有瑕疵（沒搞定的地方），第二在我的Ubuntu 18 Kubernetes集群的安裝和部署 以及Helm的安裝 也有安裝，第三 和社區的問文章比較雷同 https://www.kubernetes.org.cn/5551.html

kubeadm是Kubernetes官方提供的用於快速安裝Kubernetes集群的工具，伴隨Kubernetes每個版本的發布都會同步更新，kubeadm會對集群配置方面的一些實踐做調整，通過實驗kubeadm可以學習到Kubernetes官方在集群配置上一些新的最佳實踐。

最近發布的Kubernetes 1.15.2中，kubeadm對HA集群的配置已經達到beta可用，說明kubeadm距離生產環境中可用的距離越來越近了。

1.准備

1.1系統配置

在安裝之前，需要先做如下准備。兩台Centos 18如下：

192.168.100.11 k8s-master
192.168.100.12 k8s-node

禁用防火牆：

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

禁用SELINUX：

setenforce 0

vi /etc/selinux/config
SELINUX=disabled

創建vi /etc/sysctl.d/k8s.conf文件，添加如下內容：

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

執行命令使修改生效。

modprobe br_netfilter
sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

1.2kube-proxy開啟ipvs的前置條件

由於ipvs已經加入到了內核的主干，在所有的Kubernetes節點k8s-master和k8s-node上執行以下腳本:

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

上面腳本創建了的/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules文件，保證在節點重啟后能自動加載所需模塊。 使用以下命令查看是否已經正確加載所需的內核模塊。

lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

接下來還需要確保各個節點上已經安裝了ipset軟件包。

yum install ipset

為了便於查看ipvs的代理規則，最好安裝一下ipvsadm管理工具。

 yum install ipvsadm

如果以上前提條件如果不滿足，則即使kube-proxy的配置開啟了ipvs模式，也會退回到iptables模式。

1.3安裝Docker

Kubernetes從1.6開始使用CRI(Container Runtime Interface)容器運行時接口。默認的容器運行時仍然是Docker，使用的是kubelet中內置dockershim CRI實現。

安裝docker的yum源:

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager  --add-repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

查看最新的Docker版本：

yum list docker-ce.x86_64  --showduplicates |sort -r

 這里在各節點安裝docker的18.09.7版本。

yum makecache fast
yum install -y --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.09.7-3.el7 
systemctl start docker
systemctl enable docker

確認一下iptables filter表中FOWARD鏈的默認策略(pllicy)為ACCEPT。

iptables -nvL

1.4 修改docker cgroup driver為systemd

根據文檔CRI installation中的內容，對於使用systemd作為init system的Linux的發行版，使用systemd作為docker的cgroup driver可以確保服務器節點在資源緊張的情況更加穩定，因此這里修改各個節點上docker的cgroup driver為systemd。

創建或修改vi /etc/docker/daemon.json：

{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

重啟docker：

systemctl restart docker

docker info | grep Cgroup
Cgroup Driver: systemd

2.使用kubeadm部署Kubernetes

2.1 安裝kubeadm和kubelet

下面在各節點安裝kubeadm和kubelet：

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg
        https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

測試地址https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64是否可用

curl https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64

yum makecache fast
yum install -y kubelet kubeadm kubectl

從安裝結果可以看出還安裝了cri-tools, kubernetes-cni, socat三個依賴：

• 官方從Kubernetes 1.14開始將cni依賴升級到了0.7.5版本
• socat是kubelet的依賴
• cri-tools是CRI(Container Runtime Interface)容器運行時接口的命令行工具

運行kubelet –help可以看到原來kubelet的絕大多數命令行flag參數都被DEPRECATED了，

而官方推薦我們使用–config指定配置文件，並在配置文件中指定原來這些flag所配置的內容。具體內容可以查看這里Set Kubelet parameters via a config file。這也是Kubernetes為了支持動態Kubelet配置（Dynamic Kubelet Configuration）才這么做的，參考Reconfigure a Node’s Kubelet in a Live Cluster。

kubelet的配置文件必須是json或yaml格式，具體可查看這里。

Kubernetes 1.8開始要求關閉系統的Swap，如果不關閉，默認配置下kubelet將無法啟動。 關閉系統的Swap方法如下:

swapoff -a

修改 /etc/fstab 文件，注釋掉 SWAP 的自動掛載，使用確認swap已經關閉。 swappiness參數調整，修改 /etc/sysctl.d/k8s.conf添加下面一行：

vm.swappiness=0

執行sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf使修改生效。

2.2 使用kubeadm init初始化集群

在各節點開機啟動kubelet服務：

systemctl enable kubelet.service

使用 kubeadm config print init-defaults 可以打印集群初始化默認的配置,

從默認的配置中可以看到，可以使用imageRepository定制在集群初始化時拉取k8s所需鏡像的地址。基於默認配置定制出本次使用kubeadm初始化集群所需的配置文件kubeadm.yaml：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.100.11
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  taints:
  - effect: PreferNoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.15.3
networking:
  podSubnet: 10.244.0.0/16

使用kubeadm默認配置初始化的集群，會在master節點打上node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule的污點，阻止master節點接受調度運行工作負載。這里測試環境只有兩個節點，所以將這個taint修改為node-role.kubernetes.io/master:PreferNoSchedule。

在開始初始化集群之前可以使用 kubeadm config images pull 預先在各個節點上拉取所k8s需要的docker鏡像。

接下來使用kubeadm初始化集群，選擇k8s-master作為Master Node，在k8s-master上執行下面的命令：

kubeadm init --config kubeadm.yaml

上面記錄了完成的初始化輸出的內容，根據輸出的內容基本上可以看出手動初始化安裝一個Kubernetes集群所需要的關鍵步驟。 其中有以下關鍵內容：

• [kubelet-start] 生成kubelet的配置文件”/var/lib/kubelet/config.yaml”
• [certs]生成相關的各種證書
• [kubeconfig]生成相關的kubeconfig文件
• [control-plane]使用/etc/kubernetes/manifests目錄中的yaml文件創建apiserver、controller-manager、scheduler的靜態pod
• [bootstraptoken]生成token記錄下來，后邊使用kubeadm join往集群中添加節點時會用到
• 下面的命令是配置常規用戶如何使用kubectl訪問集群：

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

  
• 最后給出了將節點加入集群的命令kubeadm join 192.168.100.11:6443 --token 8msx9w.mi6nrzcqn48p6o0u \
      --discovery-token-ca-cert-hash sha256:83a6b4e2ddc275858564ab3a4bea7d72eb3ede6cf5ec40db87dabb39ba1a2d87 

查看一下集群狀態，確認個組件都處於healthy狀態：

kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
controller-manager   Healthy   ok                  
scheduler            Healthy   ok                  
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}

集群初始化如果遇到問題，可以使用下面的命令進行清理：

kubeadm reset
ifconfig cni0 down
ip link delete cni0
ifconfig flannel.1 down
ip link delete flannel.1
rm -rf /var/lib/cni/

2.3 安裝Pod Network

接下來安裝flannel network add-on：

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

這里注意kube-flannel.yml這個文件里的flannel的鏡像是0.11.0，quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64

如果Node有多個網卡的話，參考flannel issues 39701，目前需要在kube-flannel.yml中使用–iface參數指定集群主機內網網卡的名稱，否則可能會出現dns無法解析。需要將kube-flannel.yml下載到本地，flanneld啟動參數加上–iface=<iface-name>

containers:
      - name: kube-flannel
        image: quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        - --iface=eth1
......

使用kubectl get pod --all-namespaces=true -o wide 或者 kubectl get pod -n kube-system 確保所有的Pod都處於Running狀態。

2.4 測試集群DNS是否可用

kubectl run curl --image=radial/busyboxplus:curl -it
kubectl run --generator=deployment/apps.v1beta1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl create instead.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
[ root@curl-5cc7b478b6-r997p:/ ]$

進入后執行nslookup kubernetes.default確認解析正常:

nslookup kubernetes.default
Server:    10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      kubernetes.default
Address 1: 10.96.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local

2.5 向Kubernetes集群中添加Node節點

下面將node2這個主機添加到Kubernetes集群中，在node2上執行:

kubeadm join 192.168.100.11:6443 --token 8msx9w.mi6nrzcqn48p6o0u --discovery-token-ca-cert-hash sha256:83a6b4e2ddc275858564ab3a4bea7d72eb3ede6cf5ec40db87dabb39ba1a2d87 

node2加入集群很是順利，下面在master節點上執行命令查看集群中的節點：

kubectl get node
NAME         STATUS   ROLES    AGE    VERSION
k8s-master   Ready    master   12m    v1.15.3
k8s-node     Ready    <none>   3m1s   v1.15.3

2.5.1 如何從集群中移除Node

如果需要從集群中移除node2這個Node執行下面的命令：

在master節點上執行：

kubectl drain k8s-node --delete-local-data --force --ignore-daemonsets
kubectl delete node k8s-node

在node2上執行：

kubeadm reset
ifconfig cni0 down
ip link delete cni0
ifconfig flannel.1 down
ip link delete flannel.1
rm -rf /var/lib/cni/

在node1上執行：

kubectl delete node node2

2.6 kube-proxy開啟ipvs

修改ConfigMap的kube-system/kube-proxy中的config.conf，mode: “ipvs”

kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system

之后重啟各個節點上的kube-proxy pod：

kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy
kube-proxy-f9rnj                     1/1     Running   0          39s
kube-proxy-q6hks                     1/1     Running   0          44s
[root@k8s-master ~]# kubectl logs kube-proxy-f9rnj   -n kube-system
I0822 09:49:35.870937       1 server_others.go:170] Using ipvs Proxier.
W0822 09:49:35.871397       1 proxier.go:401] IPVS scheduler not specified, use rr by default
I0822 09:49:35.872146       1 server.go:534] Version: v1.15.3

日志中打印出了Using ipvs Proxier，說明ipvs模式已經開啟。

3.Kubernetes常用組件部署

越來越多的公司和團隊開始使用Helm這個Kubernetes的包管理器，這里也將使用Helm安裝Kubernetes的常用組件。

3.1 Helm的安裝

Helm由客戶端命helm令行工具和服務端tiller組成，Helm的安裝十分簡單。 下載helm命令行工具到master節點node1的/usr/local/bin下，這里下載的2.14.1版本：

curl -O https://get.helm.sh/helm-v2.14.1-linux-amd64.tar.gz
tar -zxvf helm-v2.14.1-linux-amd64.tar.gz
cd linux-amd64/
cp helm /usr/local/bin/

為了安裝服務端tiller，還需要在這台機器上配置好kubectl工具和kubeconfig文件，確保kubectl工具可以在這台機器上訪問apiserver且正常使用。 這里的node1節點已經配置好了kubectl。

因為Kubernetes APIServer開啟了RBAC訪問控制，所以需要創建tiller使用的service account: tiller並分配合適的角色給它。 詳細內容可以查看helm文檔中的Role-based Access Control。 這里簡單起見直接分配cluster-admin這個集群內置的ClusterRole給它。創建helm-rbac.yaml文件：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tiller
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: tiller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: tiller
    namespace: kube-system

kubectl create -f helm-rbac.yaml

接下來使用helm部署tiller:

helm init --service-account tiller --skip-refresh

tiller默認被部署在k8s集群中的kube-system這個namespace下：

kubectl get pod -n kube-system -l app=helm helm version

注意由於某些原因需要網絡可以訪問gcr.io和kubernetes-charts.storage.googleapis.com，如果無法訪問可以通過helm init –service-account tiller –tiller-image <your-docker-registry>/tiller:v2.13.1 –skip-refresh使用私有鏡像倉庫中的tiller鏡像

最后在k8s-master上修改helm chart倉庫的地址為azure提供的鏡像地址：

helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts helm repo list

3.2 使用Helm部署Nginx Ingress

為了便於將集群中的服務暴露到集群外部，需要使用Ingress。接下來使用Helm將Nginx Ingress部署到Kubernetes上。 Nginx Ingress Controller被部署在Kubernetes的邊緣節點上，關於Kubernetes邊緣節點的高可用相關的內容可以查看之前整理的Bare metal環境下Kubernetes Ingress邊緣節點的高可用,Ingress Controller使用hostNetwork。

我們將k8s-node(192.168.100.11)做為邊緣節點，打上Label：

kubectl label node k8s-master node-role.kubernetes.io/edge=
#kubectl label node k8s-master node-role.kubernetes.io/edge- #減號表示刪除
kubectl get node

stable/nginx-ingress chart的值文件ingress-nginx.yaml如下：

controller:
  replicaCount: 1
  hostNetwork: true
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/edge: ''
  affinity:
    podAntiAffinity:
        requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        - labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: app
              operator: In
              values:
              - nginx-ingress
            - key: component
              operator: In
              values:
              - controller
          topologyKey: kubernetes.io/hostname
  tolerations:
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: PreferNoSchedule
defaultBackend:
  nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/edge: ''
  tolerations:
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: NoSchedule
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        operator: Exists
        effect: PreferNoSchedule

nginx ingress controller的副本數replicaCount為1，將被調度到node1這個邊緣節點上。這里並沒有指定nginx ingress controller service的externalIPs，而是通過hostNetwork: true設置nginx ingress controller使用宿主機網絡。

helm repo update
helm install stable/nginx-ingress -n nginx-ingress --namespace ingress-nginx  -f ingress-nginx.yaml
kubectl get pod -n ingress-nginx -o wide

如果訪問http://192.168.100.11返回default backend，則部署完成。

3.3 使用Helm部署dashboard

kubernetes-dashboard.yaml：

image:
  repository: k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64
  tag: v1.10.1
ingress:
  enabled: true
  hosts: 
    - k8s.frognew.com
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/backend-protocol: "HTTPS"
  tls:
    - secretName: frognew-com-tls-secret
      hosts:
      - k8s.frognew.com
nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/edge: ''
tolerations:
    - key: node-role.kubernetes.io/master
      operator: Exists
      effect: NoSchedule
    - key: node-role.kubernetes.io/master
      operator: Exists
      effect: PreferNoSchedule
rbac:
  clusterAdminRole: true

安裝

helm install stable/kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard --namespace kube-system  -f kubernetes-dashboard.yaml
kubectl -n kube-system get secret | grep kubernetes-dashboard-token
kubectl describe -n kube-system secret/kubernetes-dashboard-token-xxx

在dashboard的登錄窗口使用上面的token登錄。

​

修改本機的hosts文件：192.168.100.11 k8s.frognew.com

3.4 使用Helm部署metrics-server

從Heapster的github https://github.com/kubernetes/heapster中可以看到已經，heapster已經DEPRECATED。 這里是heapster的deprecation timeline。 可以看出heapster從Kubernetes 1.12開始從Kubernetes各種安裝腳本中移除。

Kubernetes推薦使用metrics-server。我們這里也使用helm來部署metrics-server。

metrics-server.yaml:

args:
- --logtostderr
- --kubelet-insecure-tls
- --kubelet-preferred-address-types=InternalIP
nodeSelector:
    node-role.kubernetes.io/edge: ''
tolerations:
    - key: node-role.kubernetes.io/master
      operator: Exists
      effect: NoSchedule
    - key: node-role.kubernetes.io/master
      operator: Exists
      effect: PreferNoSchedule

helm install stable/metrics-server -n metrics-server --namespace kube-system -f metrics-server.yaml

使用下面的命令可以獲取到關於集群節點基本的指標信息：

kubectl top node kubectl top pod -n kube-system

遺憾的是，當前Kubernetes Dashboard還不支持metrics-server。因此如果使用metrics-server替代了heapster，將無法在dashboard中以圖形展示Pod的內存和CPU情況(實際上這也不是很重要，當前我們是在Prometheus和Grafana中定制的Kubernetes集群中各個Pod的監控，因此在dashboard中查看Pod內存和CPU也不是很重要)。 Dashboard的github上有很多這方面的討論，如https://github.com/kubernetes/dashboard/issues/2986，Dashboard已經准備在將來的某個時間點支持metrics-server。但由於metrics-server和metrics pipeline肯定是Kubernetes在monitor方面未來的方向，所以推薦使用metrics-server。

參考

利用Helm一鍵部署Kubernetes Dashboard並啟用免費HTTPS

Helm 安裝部署Kubernetes的dashboard

helm 部署 kubernetes-dashboard