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标题:
【k8s集群应用】kubeadm1.20(单master)
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作者:
雁过留声
时间:
2024-12-22 06:37
标题:
【k8s集群应用】kubeadm1.20(单master)
Kubernetes 集群
在全部节点上安装Docker和kubeadm
摆设Kubernetes Master
摆设容器网络插件
摆设 Kubernetes Node,将节点加入Kubernetes集群中
摆设 Dashboard Web 页面,可视化查看Kubernetes资源
摆设 Harbor 私有仓库,存放镜像资源
Kubernetes 集群环境准备
节点设置概览
节点名称设置(CPU/内存)IP地址安装软件master2C/4G(CPU核心数要求大于2)20.0.0.10docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannelnode012C/2G20.0.0.58docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannelnode022C/2G20.0.0.59docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannelHarbor节点-20.0.0.57docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2
环境准备
关闭防火墙、SELinux 和 Swap
在全部节点上执行以下命令:
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
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
复制代码
加载 ip_vs 模块
在全部节点上执行以下命令:
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
复制代码
修改主机名
在 Master 节点上执行:
hostnamectl set-hostname master01
复制代码
在 Node01 节点上执行:
hostnamectl set-hostname node01
复制代码
在 Node02 节点上执行:
hostnamectl set-hostname node02
复制代码
修改 hosts 文件
在全部节点上编辑 /etc/hosts 文件,添加以下内容:
20.0.0.10 master01
20.0.0.58 node01
20.0.0.59 node02
复制代码
调整内核参数
在全部节点上创建 /etc/sysctl.d/kubernetes.conf 文件,并添加以下内容:
# 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
复制代码
应用内核参数:
sysctl --system
复制代码
注意
关闭 Swap
:Kubernetes 要求必须关闭 Swap 分区,否则会导致集群初始化失败。
加载 ip_vs 模块
:这是为了支持 Kubernetes 的 Service 负载均衡功能。
调整内核参数
:这些参数对于 Kubernetes 集群的网络和性能至关告急。
Kubernetes 集群环境搭建
全部节点安装 Docker
安装依靠
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
复制代码
添加 Docker 仓库
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
复制代码
安装 Docker
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
复制代码
设置 Docker
创建 /etc/docker/daemon.json 文件,并添加以下内容:
{
"registry-mirrors": ["https://docker.m.daocloud.io", "https://docker.1panel.live"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "500m",
"max-file": "3"
}
}
复制代码
重载 Systemd 设置并重启 Docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service
复制代码
验证 Cgroup Driver
docker info | grep "Cgroup Driver"
复制代码
期望输出:Cgroup Driver: systemd
全部节点安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl
定义 Kubernetes 源
创建 /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 文件,并添加以下内容:
[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
复制代码
安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl
yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15
复制代码
设置 kubelet 开机自启
systemctl enable kubelet.service
复制代码
注意
:在安装完 kubeadm、kubelet 和 kubectl 后,不要立即启动 kubelet 服务,因为此时 Kubernetes 集群还未初始化。kubelet 服务将在 Kubernetes 集群初始化后由 kubeadm 自动管理。
Kubernetes 集群摆设
准备工作
事先准备好镜像
查看初始化所需镜像
kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15
复制代码
上传并加载镜像
将 v1.20.15.zip 压缩包上传到 Master 节点的 /opt 目次。
解压并加载镜像:
unzip v1.20.15.zip -d /opt/k8s
cd /opt/k8s
/
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done
复制代码
复制镜像到 Node 节点
利用 scp 命令将 /opt/k8s 目次复制到 Node 节点:
scp -r /opt/k8s root@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt
复制代码
在 Node 节点上执行类似的 docker load 命令加载镜像。
初始化 kubeadm
方法一:利用设置文件
天生默认设置文件
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml
复制代码
编辑设置文件
cd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
复制代码
......
11 localAPIEndpoint:
12 advertiseAddress: 20.0.0.10 #指定master节点的IP地址
13 bindPort: 6443
......
32 imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers #指定拉取镜像的仓库,默认是k8s.gcr.io
33 kind: ClusterConfiguration
34 kubernetesVersion: v1.20.15 #指定kubernetes版本号
35 networking:
36 dnsDomain: cluster.local
37 podSubnet: "10.244.0.0/16" #指定pod网段,10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38 serviceSubnet: 10.96.0.0/16 #指定service网段
39 scheduler: {}
#末尾再添加以下内容
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs #把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式
复制代码
拉取镜像
kubeadm config images pull --config /opt/kubeadm-config.yaml
复制代码
初始化 Master
kubeadm init --config=/opt/kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
复制代码
--upload-certs 参数用于在后续加入节点时自动分发证书文件。
tee kubeadm-init.log 用于输出日志到 kubeadm-init.log 文件。
查看初始化日志
less kubeadm-init.log
复制代码
kubernetes设置文件目次
ls /etc/kubernetes/
复制代码
存放ca等证书和密码的目次
ls /etc/kubernetes/
pki
复制代码
方法二:利用命令行参数
直接初始化 Master
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=20.0.0.10 \
--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 \
--upload-certs \
--token-ttl=0
复制代码
初始化集群需利用kubeadm init命令,可以指定具体参数初始化,也可以指定设置文件初始化。
可选参数:
–apiserver-advertise-address:apiserver告示给其他组件的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表现节点上全部可用地址
–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地址大概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网络插件的值设置同等。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的有用期为24小时,如果不想过期,可以加上 --token-ttl=0 这个参数
修改 kube-proxy 设置
初始化后,需要修改 kube-proxy 的 ConfigMap,将调理模式改为 ipvs:
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
复制代码
在打开的编辑器中,找到 mode 字段并将其值改为 ipvs。
提示
:
......
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!
To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
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/
Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
kubeadm join 20.0.0.10:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2
复制代码
设置 kubectl
kubectl 需要通过 API server 的认证和授权才能执行管理操作。
利用 kubeadm 摆设的集群会天生一个具有管理员权限的认证设置文件 /etc/kubernetes/admin.conf。
将此设置文件复制到 kubectl 的默认设置路径 $HOME/.kube/config。
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
复制代码
查抄集群健康状态
如果 kubectl get cs 发现集群不健康,查抄并修改以下两个文件:
/etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml
/etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
修改内容:
将 --bind-address=127.0.0.1 改为控制节点 IP(例如 20.0.0.10)。
将 httpGet: 字段下的 hosts 由 127.0.0.1 改为控制节点 IP。
注释掉 --port=0。
重启 kubelet 服务:
systemctl restart kubelet
复制代码
摆设网络插件 Flannel
方法一
:
上传 Flannel 镜像 flannel.tar 和 CNI 插件 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 到 /opt 目次。
上传 kube-flannel.yml 文件到 master 节点。
加载 Flannel 镜像,解压 CNI 插件,并替换原有 CNI 插件。
在 master 节点创建 Flannel 资源:
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
kubectl apply -f kube-flannel.yml
复制代码
方法二
:
直接利用官方提供的 Flannel 设置文件:
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
复制代码
节点加入集群
在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入集群:
kubeadm join 20.0.0.10:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2
复制代码
查抄集群状态
在 master 节点查看节点状态:
kubectl get nodes
复制代码
查看 kube-system 命名空间下的 Pod 状态:
kubectl get pods -n kube-system
复制代码
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-bccdc95cf-c9w6l 1/1 Running 0 71m
coredns-bccdc95cf-nql5j 1/1 Running 0 71m
etcd-master 1/1 Running 0 71m
kube-apiserver-master 1/1 Running 0 70m
kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 70m
kube-flannel-ds-amd64-kfhwf 1/1 Running 0 2m53s
kube-flannel-ds-amd64-qkdfh 1/1 Running 0 46m
kube-flannel-ds-amd64-vffxv 1/1 Running 0 2m56s
kube-proxy-558p8 1/1 Running 0 2m53s
kube-proxy-nwd7g 1/1 Running 0 2m56s
kube-proxy-qpz8t 1/1 Running 0 71m
kube-scheduler-master 1/1 Running 0 70m
复制代码
测试 Pod 资源创建
创建一个 Nginx 摆设:
kubectl create deployment nginx --image=nginx
复制代码
查看 Pod 详细信息:
kubectl get pods -o wide
复制代码
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-zr2xs 1/1 Running 0 14m 10.244.1.2 node01 <none> <none>
复制代码
袒露端口提供服务
袒露 Nginx 摆设的端口:
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
复制代码
查看服务状态:
kubectl get svc
复制代码
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 25h
nginx NodePort 10.96.15.132 <none> 80:32698/TCP 4s
复制代码
测试访问
利用 curl 命令测试访问服务:
curl http://<node-ip>:<node-port>
复制代码
例如:
curl http://node01:32698
复制代码
扩展3个副本
kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide
复制代码
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-9kh4s 1/1 Running 0 66s 10.244.1.3 node01 <none> <none>
nginx-554b9c67f9-rv77q 1/1 Running 0 66s 10.244.2.2 node02 <none> <none>
nginx-554b9c67f9-zr2xs 1/1 Running 0 17m 10.244.1.2 node01 <none> <none>
复制代码
摆设 Dashboard
在 master01 节点上操作。
上传并修改 recommended.yaml 文件
上传文件
cd /opt/k8s
复制代码
编辑文件
vim recommended.yaml
复制代码
在文件中找到 Service 部分,修改为 NodePort 类型,并指定 nodePort 为 30001。修改后的 Service 部分应如下所示:
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30001
type: NodePort
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard
复制代码
应用设置文件
kubectl apply -f recommended.yaml
复制代码
创建 Service Account 并绑定 Cluster Role
创建 Service Account
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
复制代码
创建 Cluster Role Binding
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
复制代码
获取并查看 Token
ubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')
复制代码
访问 Dashboard
打开欣赏器
利用你的欣赏器打开以下 URL:
https://NodeIP:30001
复制代码
此中 NodeIP 是你的 Kubernetes 集群中任意一个节点的 IP 地址。
登录
在登录页面,利用刚才获取的 Token 举行登录。将 Token 复制到登录框中,然后点击登录。
Harbor 私有仓库
准备工作
修改主机名
hostnamectl set-hostname hub.xy101.com
复制代码
添加主机名映射
echo '20.0.0.57 hub.xy101.com' >> /etc/hosts
复制代码
安装 Docker
安装依靠
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
复制代码
添加 Docker 仓库
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
复制代码
安装 Docker
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
复制代码
设置 Docker
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "500m", "max-file": "3"
},
"insecure-registries": ["hub.xy101.com"]
}
复制代码
启动并启用 Docker
systemctl start docker
systemctl enable docker
复制代码
全部 node 节点都修改 docker 设置文件,加上私有仓库设置
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "500m", "max-file": "3"
},
"insecure-registries": ["https://hub.xy101.com"]
}
EOF
复制代码
启动并启用 Docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
复制代码
安装 Harbor
上传并解压 Harbor 安装包
上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 到 /opt 目次
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
复制代码
设置 Harbor
vim harbor.cfg
复制代码
5 hostname = hub.xy101.com
9 ui_url_protocol = https
24 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59 harbor_admin_password = Harbor12345
复制代码
天生 SSL 证书
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
# 输入密码 123456
openssl req -new -key server.key -out server.csr
# 输入私钥密码 123456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:xy101
#输入机构名:xy101
#输入域名:hub.xy101.com
#输入管理员邮箱:admin@xy101.com
#其它全部直接回车
复制代码
备份私钥
cp server.key server.key.org
openssl rsa -in server.key.org -out server.key#清除私钥密码
# 输入私钥密码 123456
复制代码
签名证书
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt
chmod +x /data/cert/*
复制代码
安装 Harbor
cd /opt/harbor/
./install.sh
复制代码
访问 Harbor
在当地利用火狐欣赏器访问:https://hub.xy101.com
添加例外 -> 确认安全例外
用户名:admin
密码:Harbor12345
Docker 登录与镜像推送
登录 Harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 hub.xy101.com
复制代码
推送镜像
docker tag nginx:latest hub.xy101.com/library/nginx:v1
docker push hub.xy101.com/library/nginx:v1
复制代码
Kubernetes 集成
删除原有 Nginx 资源
kubectl delete deployment nginx
复制代码
创建新的 Nginx Deployment
kubectl run nginx-deployment --image=hub.xy101.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
复制代码
袒露服务
kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80# 修改服务类型为 NodePortkubectl edit svc nginx-deployment# 将 type 改为 NodePort,并生存kubectl get svc
,pods
复制代码
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 10m
service/nginx-deployment ClusterIP 10.96.222.161 <none> 30000/TCP 3m15s
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-bv5bz 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-fq8wr 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-xrg45 1/1 Running 0 3m39s
复制代码
安装ipvsadm并查看IPVS设置
yum install ipvsadm -y # 在Linux系统上安装ipvsadm工具
ipvsadm -Ln # 查看当前IPVS的配置,包括负载均衡规则等
复制代码
利用curl命令测试访问
curl 10.96.222.161:30000 # 使用curl命令测试访问集群内部IP和端口,这里10.96.222.161是Service的Cluster IP,30000是端口
复制代码
修改Kubernetes服务类型为NodePort
kubectl edit svc nginx-deployment # 编辑服务
# 找到type字段,修改为NodePort
复制代码
验证服务设置
kubectl get svc
# 输出应表现nginx-deployment的类型为NodePort,PORT(S)为30000:32340/TCP
复制代码
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 29m
service/nginx-deployment NodePort 10.96.222.161 <none> 30000:32340/TCP 22m
复制代码
通过欣赏器访问服务
利用集群中任意节点的IP地址和NodePort(32340)访问服务。例如:
20.0.0.10:32340
20.0.0.58:32340
20.0.0.59:32340
授予system:anonymous用户cluster-admin权限
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
复制代码
内核参数优化
设置内核参数
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
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 空间,只有当系统内存不足(OOM)时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1 #不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0#开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963 #指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963 #仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF
复制代码
应用设置:
sysctl --system
复制代码
故障排查与重置
重置 kubeadm(初始化失败,举行的操作)
kubeadm reset -f
ipvsadm --clear
rm -rf ~/.kube
#再次初始化
复制代码
删除 Kubernetes 节点
kubectl delete node node02
复制代码
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