2 第二章 集群環境搭建(kubeadm 方式)

2.1 前置知識點

目前生產部署Kubernetes 集群主要有兩種方式：

kubeadm

Kubeadm 是一個K8s 部署工具，提供kubeadm init 和kubeadm join，用於快速部署Kubernetes 集群。

官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

二進制包

從github 下載發行版的二進制包，手動部署每個組件，組成Kubernetes 集群。

Kubeadm 降低部署門檻，但屏蔽了很多細節，遇到問題很難排查。如果想更容易可控，推薦使用二進制包部署Kubernetes 集群，雖然手動部署麻煩點，期間可以學習很多工作原理，也利於后期維護。

2.2 kubeadm 部署方式介紹

kubeadm 是官方社區推出的一個用於快速部署kubernetes 集群的工具，這個工具能通過兩條指令完成一個kubernetes 集群的部署：

• 創建一個Master 節點kubeadm init

• 將Node 節點加入到當前集群中$ kubeadm join <Master 節點的IP 和端口>

2.3 安裝要求

在開始之前，部署Kubernetes 集群機器需要滿足以下幾個條件：

• 一台或多台機器，操作系統CentOS7.x-86_x64

• 硬件配置：2GB 或更多RAM，2 個CPU 或更多CPU，硬盤30GB 或更多

• 集群中所有機器之間網絡互通

• 可以訪問外網，需要拉取鏡像

• 禁止swap 分區

2.4 最終目標

• 在所有節點上安裝Docker 和kubeadm

• 部署Kubernetes Master

• 部署容器網絡插件

• 部署Kubernetes Node，將節點加入Kubernetes 集群中

• 部署Dashboard Web 頁面，可視化查看Kubernetes 資源

2.5 准備環境

 

角色	IP地址	組件
k8s-master01	192.168.5.3	docker，kubectl，kubeadm，kubelet
k8s-node01	192.168.5.4	docker，kubectl，kubeadm，kubelet
k8s-node02	192.168.5.5	docker，kubectl，kubeadm，kubelet

2.6 系統初始化

2.6.1 設置系統主機名以及 Host 文件的相互解析

hostnamectl set-hostname k8s-master01 && bash
hostnamectl set-hostname k8s-node01 && bash
hostnamectl set-hostname k8s-node02 && bash

cat <<EOF>> /etc/hosts
192.168.5.3     k8s-master01
192.168.5.4     k8s-node01
192.168.5.5     k8s-node02
EOF

scp /etc/hosts root@192.168.5.4:/etc/hosts 
scp /etc/hosts root@192.168.5.5:/etc/hosts 

2.6.2 安裝依賴文件（所有節點都要操作）

yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget vim net-tools git

2.6.3 設置防火牆為 Iptables 並設置空規則（所有節點都要操作）

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
​
yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

2.6.4 關閉 SELINUX（所有節點都要操作）

swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
​
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

2.6.5 調整內核參數，對於 K8S（所有節點都要操作）

modprobe br_netfilter
​
cat <<EOF> kubernetes.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0 # 禁止使用 swap 空間，只有當系統 OOM 時才允許使用它
vm.overcommit_memory=1 # 不檢查物理內存是否夠用
vm.panic_on_oom=0 # 開啟 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF
​
cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
​
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

2.6.6 調整系統時區（所有節點都要操作）

# 設置系統時區為 中國/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 將當前的 UTC 時間寫入硬件時鍾
timedatectl set-local-rtc 0
# 重啟依賴於系統時間的服務
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

2.6.7 設置 rsyslogd 和 systemd journald（所有節點都要操作）

# 持久化保存日志的目錄
mkdir /var/log/journal 
mkdir /etc/systemd/journald.conf.d
cat > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf <<EOF
[Journal]
# 持久化保存到磁盤
Storage=persistent
​
# 壓縮歷史日志
Compress=yes
​
SyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000
​
# 最大占用空間 10G
SystemMaxUse=10G
​
# 單日志文件最大 200M
SystemMaxFileSize=200M
​
# 日志保存時間 2 周
MaxRetentionSec=2week
​
# 不將日志轉發到 syslog
ForwardToSyslog=no
EOF
​
systemctl restart systemd-journald

2.6.8 kube-proxy開啟ipvs的前置條件（所有節點都要操作）

cat <<EOF> /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules 
#!/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

2.6.9 安裝 Docker 軟件（所有節點都要操作）

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
​
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
​
yum install -y docker-ce
​
## 創建 /etc/docker 目錄
mkdir /etc/docker
​
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
# 重啟docker服務
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

2.6.10 安裝 Kubeadm （所有節點都要操作）

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=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
EOF
​
yum install -y kubelet kubeadm kubectl && systemctl enable kubelet

2.7 部署Kubernetes Master

2.7.1 初始化主節點（主節點操作）

kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.5.3 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.21.1 --service-cidr=10.96.0.0/12 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
​
mkdir -p $HOME/.kube
​
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
​
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

2.7.2 加入主節點以及其余工作節點

kubeadm join 192.168.5.3:6443 --token h0uelc.l46qp29nxscke7f7 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:abc807778e24bff73362ceeb783cc7f6feec96f20b4fd707c3f8e8312294e28f 

2.7.3 部署網絡

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

2.8 測試kubernetes 集群

2.8.1 部署nginx 測試

kubectl create deployment nginx --image=nginx
​
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
​
kubectl get pod,svc