Kubernetes(K8s) 安装（使用kubeadm安装Kubernetes集群）

Kubernetes(K8s) 安装（使用kubeadm安装Kubernetes集群）

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概述：

        这篇文章是为了介绍使用kubeadm安装Kubernetes集群（可以用于生产级别）。使用了Centos 7系统。

一、Centos7 配置说明

1.1   Firewalld（防火墙）

CentOS Linux 7 默认开起来防火墙服务（firewalld），而Kubernetes的Master与工作Node之间会有大量的网络通信，安全的做法是在防火墙上配置Kbernetes各组件（api-server、kubelet等等）需要相互通信的端口号。在安全的内部网络环境中可以关闭防火墙服务。

关闭防火墙的命令：

1 # firewall-cmd --state           #查看防火墙状态
2 # systemctl stop firewalld.service        #停止firewall
3 # systemctl disable firewalld.service     #禁止firewall开机启动

1.2   SELinux

建议禁用SELinux，让容器可以读取主机文件系统

执行命令：

1 # getenforce        #查看selinux状态
2 # setenforce 0       #临时关闭selinux
3 # sed -i 's/^ *SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config  #永久关闭（需重启系统）
4 # shutdown -r now   #重启系统

二、安装准备工作

2.1   安装环境

软硬件最低配置推荐配置
CPU和内存Master: 至少2 Core和4G内存Node：至少4 Core和16G内存Master：4 core和16G内存Node：应根据需要运行的容器数量进行配置
Linux操作系统基于x86_64架构的各种Linux发行版本，Kernel版本要求在3.10及以上Red Hat Linux 7CentOS 7

说明：

       以上为建议配置，实际安装过程中，Master必须2 core 及以上（否则安装失败，切记），Node可以采用1 core。

2.2   部署环境说明

主机列表：

主机名Centos版本ipdocker versionflannel versionKeepalived version主机配置备注
master017.6.1810192.168.0.618.09.9v0.11.0v1.3.52C1Gcontrol plane
work017.6.1810192.168.0.1018.09.9//1C1Gworker nodes
work027.6.1810192.168.0.1218.09.9//1C1Gworker nodes
VIP7.6.1810192.168.0.13018.09.9v0.11.0v1.3.54C4G在control plane上浮动
client7.6.1810192.168.0.234///4C4Gclient（可不需要）

共有7台服务器，3台control plane，3台work，1台client。

k8s 版本（可根据需要进行更改）：

主机名kubelet versionkubeadm versionkubectl version备注
master01v1.16.4v1.16.4v1.16.4kubectl选装
work01v1.16.4v1.16.4v1.16.4kubectl选装
work02v1.16.4v1.16.4v1.16.4kubectl选装
client//v1.16.4client

2.3. 配置主机名（master和node节点都执行）

2.3.1 修改主机名

Master主机改为master01，执行以下命令：

1 # hostnamectl set-hostname master01 #修改主机名称为master01
2 # more /etc/hostname  #查看修改结果

同样的修改node01和node02（注意主机名为node01和node02）

说明：

       退出重新登陆即可显示新设置的主机名master01，重新登录之后

2.3.2 修改hosts文件

执行以下命令：

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.0.6     master01
192.168.0.10   node01
192.168.0.12   node02
EOF

2.3.3 禁用swap

Kubeadm建议关闭交换空间的使用，简单来说，执行swapoff -a命令，然后在/etc/fstab中删除对swap的加载，并重新启动服务器即可。

临时禁用，执行以下命令：

# swapoff -a

永久禁用，需要在swapoff -a之后，执行以下命令：

# sed -i.bak '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

2.3.4 设置kubernetes源

2.3.4.1 新增kubernetes源

执行以下命令：

复制代码
# cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
 [kubernetes]

name=Kubernetes baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ enabled=1 gpgcheck=1 repo_gpgcheck=1 gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg EOF

2.3.4.2 更新缓存

# yum clean all
# yum -y makecache

三、Docker安装（master和node节点都执行）

注意：

       安装docker之前，最好确认一下，kubernetes支持哪些版本的docker（kubernetes和docker的版本要对应，否则可能会造成重新安装）。

3.1 卸载/更新已经安装的Docker

# 卸载docker

#1. 列出安装过的包

# yum list installed | grep docker

#2. 根据安装过的包进行卸载

# yum -y remove docker-ce-cli.x86_64
# yum -y remove docker-ce.x86_64
# yum -y remove containerd.io

# 更新docker

# yum -y update docker

3.2 安装Docker环境

3.2.1 配置docker源

如已安装过docker，则不需要进行此步骤

# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

3.2.2 安装依赖包

# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

3.2.3 设置从stable仓库获取docker

# yum-config-manager --add-repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

3.2.4 安装Docker

# yum install docker-ce-18.09.9 docker-ce-cli-18.09.9 containerd.io -y

说明：

       执行以上命令之前，可以看看docker版本，执行以下命令查看

# yum list docker-ce --showduplicates | sort -r

3.2.5 启动Docker（并设置为开机启动）

# systemctl start docker && systemctl enable docker

3.2.6 命令补全

安装bash-completion

# yum -y install bash-completion

加载bash-completion

# source /etc/profile.d/bash_completion.sh

3.2.7 镜像加速（并修改Cgoup Driver）

复制代码
# mkdir -p /etc/docker
# tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
    "registry-mirrors": ["https://usydjf4t.mirror.aliyuncs.com", 
    "https://registry.docker-cn.com"]
    , "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

# systemctl daemon-reload
# systemctl restart docker

说明：

       修改cgroupdriver是为了消除告警：

[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected “cgroupfs” as the Docker cgroup driver. The recommended driver is “systemd”. Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/

四、Keepalived安装（master节点安装）

4.1 安装keepalived

# yum -y install keepalived

4.2 keepalived配置

保留默认配置

# mv /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived_default.conf

写入新的配置

复制代码
# cat <<EOF > /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id master01
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp0s3
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.130
    }
}

EOF

说明：

       特别注意红色字体文本，master01是主机名称（如果有其他主机则使用对应的主机名称进行替换），enp0s3是网卡名称（每个linux系统可能不一致），192.168.0.130是虚拟IP

4.3 启动keepalived

# service keepalived start && systemctl enable keepalived

4.4 VIP查看

在master机器上执行

# ip a

可以看到VIP在master01（目前只有一台master，以后可能会有多个master）上

五、安装k8s（master和node节点都执行）

5.1 查看kubernetes版本

# yum list kubelet --showduplicates | sort -r

说明：

       本文安装的kubelet版本是1.16.4，该版本支持的docker版本为1.13.1, 17.03, 17.06, 17.09, 18.06, 18.09。

5.2 安装kubelet、kubeadm和kubectl（注意版本号，根据需要进行改变）

# yum install -y kubelet-1.16.4 kubeadm-1.16.4 kubectl-1.16.4

说明：

  • kubelet 运行在集群所有节点上，用于启动Pod和容器等对象的工具
  • kubeadm 用于初始化集群，启动集群的命令工具
  • kubectl 用于和集群通信的命令行，通过kubectl可以部署和管理应用，查看各种资源，创建、删除和更新各种组件

5.3 启动kubelet（并设置为开机启动）

# systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

5.4 命令补全

# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bash_profile
# source .bash_profile

5.5 下载镜像

Kubernetes几乎所有的安装组件和Docker镜像都放在goolge自己的网站上,直接访问可能会有网络问题，这里的解决办法是从阿里云镜像仓库下载镜像，拉取到本地以后改回默认的镜像tag。本文通过运行image.sh脚本方式拉取镜像。

直接执行以下命令（灰色背景部分）：

# more image.sh #以下为image.sh文件的内容
#!/bin/bash
url=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/loong576 #阿里云镜像仓库地址，可以按需修改
version=v1.16.4 #安装的kubernetes的版本（可以按需修改）
images=(`kubeadm config images list --kubernetes-version=$version|awk -F '/' '{print $2}'`)
for imagename in ${images[@]} ; do
  docker pull $url/$imagename
  docker tag $url/$imagename k8s.gcr.io/$imagename
  docker rmi -f $url/$imagename
done

注意：

       如果需要下载其他的kubernetes版本，需要修改对应的版本号（红色字体部分）

5.6 查看已经下载的镜像

# docker images

六、网络插件（flannel）配置（Master执行）

本文的k8s网络使用flannel，该网络需要设置内核参数bridge-nf-call-iptables=1，修改这个参数需要系统有br_netfilter模块。

说明：

       K8s网络插件有很多，使用网络插件之前，要进行判断是否和系统适配。

6.1 br_netfilter模块加载

查看br_netfilter模块：

# lsmod |grep br_netfilter

如果系统没有br_netfilter模块则执行下面的新增命令，如有则忽略。

永久新增br_netfilter模块：

# cat > /etc/rc.sysinit << EOF
#!/bin/bash
for file in /etc/sysconfig/modules/*.modules ; do
[ -x $file ] && $file
done
EOF

# cat > /etc/sysconfig/modules/br_netfilter.modules << EOF
modprobe br_netfilter
EOF

# chmod 755 /etc/sysconfig/modules/br_netfilter.modules

6.2 内核参数永久修改

复制代码
# cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

说明：

       如安装网络插件之后，长时间状态没有变更，则可以试试重启机器（或者是虚拟机，这里是指Centos 7系统）。

七、初始化Master（Master节点执行）

说明：

       Master的kubernetes之前，须先确定要确定的网络插件（因为可能会影响到初始化的参数），不同的系统可能需要使用不同的网络插件（Centos 不支持 Calico）。

       建议先阅读网络插件资料。（Kubernetes所有网络插件说明：这里）

7.1 创建初始化文件

7.1.1 获取默认的初始化参数文件

# kubeadm config print init-defaults > init.default.yaml

7.1.2 查看init.default.yaml文件

# cat init.default.yaml

7.1.3 配置初始化文件

创建kubeadm.conf.yaml文件，输入以下内容（灰色背景部分）:

复制代码
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.16.4
apiServer:
  certSANs:    #填写所有kube-apiserver节点的hostname、IP、VIP
  - master01
  - node01
  - node02
  - 192.168.0.6
  - 192.168.0.10
  - 192.168.0.12
  - 192.168.0.130
controlPlaneEndpoint: "192.168.0.130:6443"
networking:
  podSubnet: "10.244.0.0/16"  #这里需要根据具体的网络插件来配置（这里使用的flannel网络插件配置）

说明：

       注意红色字体部分内容，需要根据init.default.yaml文件和自己的需要进行更改

7.2 初始化kubernetes

# kubeadm init --config=kubeadm.conf.yaml

说明：

       如果初始化失败，可执行kubeadm reset后重新初始化（执行以下两条命令）

# kubeadm reset
# rm -rf $HOME/.kube/config

初始化成功，如下图：

按照提示执行下面的命令，复制配置文件到普通用户的home目录下：

# mkdir -p $HOME/.kube

# cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

# chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

在其他位置（或者主机），保存如下信息（其他node节点加入集群时使用）：

复制代码
You should now deploy a pod network to the cluster.

Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:

  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join 192.168.0.130:6443 --token afeqnz.vhp0e8rtrw6jz6v2 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d6a450aafb14e82efb69fbcb71e426bfed8e423d64b37bac85b3ff8ce7dc6562 \
    --control-plane     

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
## node加入集群时使用
kubeadm join 192.168.0.130:6443 --token afeqnz.vhp0e8rtrw6jz6v2 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:d6a450aafb14e82efb69fbcb71e426bfed8e423d64b37bac85b3ff8ce7dc6562

7.3 加载环境变量

# echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile

# source .bash_profile

八、node节点加入集群

8.1 开启Master节点防火墙端口

说明：

       如果master节点的防火墙已经关闭，可以直接跳过此小节

       如果node已经加入其它集群，需要退出集群，请执行在node上执行：

# kubeadm reset

查看防火墙状态：

# systemctl status firewalld 或者 firewall-cmd --state

开启6443端口

# firewall-cmd --zone=public --add-port=6443/tcp --permanent

## 出现success表明添加成功

命令含义：

--zone #作用域

--add-port=80/tcp  #添加端口，格式为：端口/通讯协议

--permanent   #永久生效，没有此参数重启后失效

重启防火墙

# systemctl restart firewalld.service

说明：

       Kubernetes集群中的Service可使用的物理机端口号范围为30000~32767

一次全部公开所有可能使用的端口：

# firewall-cmd --zone=public --add-port=30000-32767/tcp --permanent

# systemctl restart firewalld.service

8.2 加入集群

Master节点在初始化完成之后，最后一行代码，如下：

# kubeadm join 192.168.0.130:6443 --token afeqnz.vhp0e8rtrw6jz6v2 \

    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d6a450aafb14e82efb69fbcb71e426bfed8e423d64b37bac85b3ff8ce7dc6562

把两行信息复制出来，在node节点执行，如下图：（join成功）

在master节点，执行以下命令查看已经加入的节点

# kubectl get nodes

说明：

       由于没有安装网络插件，这里STATUS为NotReady

九、安装网络插件（Master）

 在master主机上执行以下命令：

# kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/2140ac876ef134e0ed5af15c65e414cf26827915/Documentation/kube-flannel.yml

说明：

       由于网络原因，可能会安装失败，可以在浏览器直接下载kube-flannel.yml文件（也可以在浏览器打开url地址，然后复制文件内容到文件），然后再执行apply

查看节点状态，执行以下命令：

# kubectl get nodes

说明：

       STATUS从NotReady变为Ready

十、Client配置（client端执行）

10.1 新增kubernetes源

# cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
 [kubernetes]

name=Kubernetes baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ enabled=1 gpgcheck=1 repo_gpgcheck=1 gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg EOF

10.2 更新缓存

# yum clean all && yum -y makecache

10.3 安装kubectl

# yum install -y kubectl-1.16.4

10.4 命令补全

安装bash- completion

# yum -y install bash-completion

加载bash-completion

# source /etc/profile.d/bash_completion.sh

10.5 从Master节点拷贝admin.conf

# mkdir -p /etc/kubernetes
# scp 192.168.0.6:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/

说明：

       192.168.0.6 是master主机

# echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile

# source .bash_profile

10.6 加载环境变量

# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bash_profile
# source .bash_profile

10.7 Kubectl 测试

# kubectl get nodes
# kubectl get cs
# kubectl get po -o wide -n kube-system

十一、Dashboard搭建（client端执行）

11.1 下载yaml

# wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-beta8/aio/deploy/recommended.yaml

说明：

       如果连接超时，可以多试几次。也可以在这里下载

11.2 修改镜像地址

# sed -i 's/kubernetesui/registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com\/loong576/g' recommended.yaml

说明：

       也可以采用其他的一些镜像（切换镜像，需要更改recommended.yaml文件）

更改镜像操作：

       如果需要更改镜像的版本号，需要在阿里云查询一下是否有镜像

       下载镜像命令：（注意阿里云是没有带版本号的，需要自己录入版本号）

# docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetesui/dashboard:v2.0.0-rc5

11.3 配置yaml

外网访问

# sed -i '/targetPort: 8443/a\ \ \ \ \ \ nodePort: 30001\n\ \ type: NodePort' recommended.yaml

说明：

       配置NodePort，外部通过https://NodeIp:NodePort 访问Dashboard，此时端口为30001

11.4 新增管理员账号

创建超级管理员的账号用于登录Dashboard

# cat >> recommended.yaml << EOF
---
# ------------------- dashboard-admin ------------------- #
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: dashboard-admin
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: dashboard-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: dashboard-admin
  namespace: kubernetes-dashboard
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
EOF

11.5 部署Dashboard

# kubectl apply -f recommended.yaml

状态查看：

# kubectl get all -n kubernetes-dashboard

令牌查看：

# kubectl describe secrets -n kubernetes-dashboard dashboard-admin

令牌为（一定要注意可能存在换行的情况）：

eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IllkWjQxWENEYnBXYV9rUlNqWTRldjVOYXV3M0tPTklYTVZTWUZWOXp0SHMifQ.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.vsizK9ZP53to5aL5d1oyFYAiR8Kt1LaQ_Lkt86yPgHp6QloMS_pLCdD7KZi76deQ4ISTFC9Ldc62zslLtY4qgxNvSUiVWj1bWUn2BfCJ-3jPxpd7ZOgr3Gbp2xAFc3xjgm-qZaOydec9i44CbkdiVDoAjL0Au78yt7aHSW8B6plc2fAYNdywtyIOAMhe7f0gjyRaWrGQje2CVduITxZ-2NCwd3EYQNs31OA-zUPFvel_xi_KzdMBuj4z7DdvIK9wPQHyuke0TIs5dHSUEtiY84erLMg5i0ZGXCd019D5Nrsd78fVe_NbO-NThVReskA-jt1FyhAUesZie4GX-2eL3Q

说明：

       如果安装Dashboard过程中出现问题，要仔细进行排查，可能pod还没有安装完成，等待一段时间之后，再看看，如果还是不行，则需要考虑一下中途是否有问题，是否需要重新安装。

       如果忘记Token，可以通过以下命令获取：

# kubectl describe secret -n kubernetes-dashboard $(kubectl get secret -n kubernetes-dashboard |grep  kubernetes-dashboard-token | awk '{print $1}') |grep token | awk '{print $2}'

11.6 使用火狐浏览器浏览

https://192.168.0.6:30001

部署Dashboard之后，由于证书问题导致无法在浏览器浏览（暂时没有找到解决方案，尝试了网上的方式，不行，以下是尝试的过程（可以跳过））

 删除已经部署的Dashboard

1. kubectl delete ns kubernetes-dashboard

https://github.com/kubernetes/dashboard/releases

2. 阅读参考资料（并执行命令，除了删除命令）

https://blog.51cto.com/10616534/2430512

十二、查找问题方式

12.1 查看Pod详细信息

查看所有Pod

# kubectl get pods --all-namespaces

查看状态异常的Pod的详细信息

# kubectl describe pod kubernetes-dashboard-8478d57dc6-p7jt7 --namespace=kubernetes-dashboard

说明：

       可以看到在哪台Node上创建了容器

12.2 防火墙的问题

建议关闭防火墙

# systemctl stop firewalld.service

# systemctl disable firewalld.service

说明：

       如果不关闭防火墙，可能会造成容器产生错误，如no host to route，是因为防火墙拦截了端口。

12.3 Dashboard 证书过期问题

12.4 Node节点执行kubectl命令出错问题

错误描述信息：

The connection to the server raw.githubusercontent.com was refused - did you specify the right host or port?

需要将master节点的 /etc/kubernetes/admin.conf 文件复制到node节点下。

参考资料

Kubernetes的安装：

https://www.kubernetes.org.cn/6632.html

CentOS Linux 开放端口：

https://www.cnblogs.com/archoncap/p/5402983.html

Kubernetes所有网络插件说明：

https://kubernetes.io/docs/setup/independent/create-cluster-kubeadm/#pod-network

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Tags: Docker, Git, Java, JavaScript, Kubernetes, Linux, 容器, 架构, 缓存

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