Kubernetes入门(一)——Kubernetes v1.18.5 安装部署

Kubernetes的安装有两种方式：一是使用各个厂商封装的Kubernetes发行版，优点是可以一键安装部署，操作简单，缺点也很明显，若安装过程中某一步骤出现问题，很难定位处理；二是使用官方提供的kubeadm安装，优点是在安装过程中能熟悉各个组件的基本功能和命令，便于之后深入理解Kubernetes，缺点是安装步骤相对复杂。本文采用第二种，使用kubeadm安装目前最新版本v1.18.5，考虑到做为入门的学习调研，搭建了单Master的Kubernates集群，若要应用于生产环境，则需要安装多Master的高可用集群。

网上有很多关于Kubernetes的安装文档，这些文档大部分需要安装特别多的组件，而其中有些组件不是必须的，不利于初学者的学习和理解。Kubernetes官方的安装文档比较精简，但是安装步骤比较零散，且有些Docker容器需要科学*上网才能下载。本文档主要参考官网的安装步骤，力求只安装必要组件的同时，也补全官网安装步骤中介绍的比较粗略的部分，希望能给Kubernetes初学者提供一些参考，少走弯路。下面开始安装~~~

1. 环境准备 (master和work节点均需操作)

关闭swap分区

• 临时关闭swap

swapoff -a

• 永久关闭swap

vim /etc/fstab
注释掉自动挂载swap分区那行

禁用防火墙和selinux ^[1]

• 禁用防火墙

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

• 禁用selinux

#临时修改
setenforce 0

#永久修改，重启服务器后生效
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

设置CRI 运行时的必要参数（docker运行会依赖这些参数）

• 设置必需的sysctl参数，这些参数在重新启动后仍然存在

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF

sysctl --system

安装Docker ^[2]

• 安装必要的包

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

• 添加阿里云yum源

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

• 查看可用版本

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

• 安装Docker CE

yum -y install docker-ce-19.03.4-3.el7  docker-ce-cli-19.03.4

• 创建 /etc/docker 目录

mkdir /etc/docker

• 设置deamon 并配置阿里云镜像加速

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "storage-opts": [
    "overlay2.override_kernel_check=true"
  ],
  "registry-mirrors": ["https://gqk8w9va.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

• 软链docker数据目录（考虑到/var挂载的磁盘存储空间一般比较小，存储docker镜像容易把磁盘打满）

mkdir /data0/docker
ln -s /data0/docker /var/lib/docker

• 启动docker并设置开机自启动

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

• 查看阿里云镜像加速和版本

docker info
docker version

安装kubeadm ^[3]

• 配置kubernetes仓库，使用阿里云yum源（官网配置的仓库地址，需科学*上网才能下载）

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

• 安装v1.18.5版本的kubeadm、kubelet、kubectl

yum -y install kubelet-1.18.5-0 kubeadm-1.18.5-0 kubectl-1.18.5-0

kubeadm version

• 设置kubelet开机自启动

systemctl enable kubelet

2. 使用kubeadm创建单master集群

初始化master节点

• 配置kubeadm配置文件，针对不同版本的k8s注意修改相应版本号

cat <<EOF > ./kubeadm-config.yaml
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.18.5
imageRepository: k8s.gcr.io

#master地址
controlPlaneEndpoint: "10.13.1.2:6443"
networking:
  serviceSubnet: "10.96.0.0/16"	

  #k8s容器组所在的网段
  podSubnet: "10.20.0.1/16"
  dnsDomain: "cluster.local"
EOF

• 下载k8s所需镜像，由于国内连不上https://k8s.gcr.io/v2/， 因此需要先在dockerhub下载相关镜像，在修改对应tag ^[4]

cat <<EOF > pull_k8s_images.sh
set -o errexit
set -o nounset
set -o pipefail
##这里定义版本
KUBE_VERSION=v1.18.5
KUBE_PAUSE_VERSION=3.2
ETCD_VERSION=3.4.3-0
DNS_VERSION=1.6.7

GCR_URL=k8s.gcr.io
##这里就是写你要使用的仓库
DOCKERHUB_URL=gotok8s
##这里是镜像列表
images=(
kube-proxy:${KUBE_VERSION}
kube-scheduler:${KUBE_VERSION}
kube-controller-manager:${KUBE_VERSION}
kube-apiserver:${KUBE_VERSION}
pause:${KUBE_PAUSE_VERSION}
etcd:${ETCD_VERSION}
coredns:${DNS_VERSION}
)
##这里是拉取和改名的循环语句
for imageName in ${images[@]} ; do
  docker pull $DOCKERHUB_URL/$imageName
  docker tag $DOCKERHUB_URL/$imageName $GCR_URL/$imageName
  docker rmi $DOCKERHUB_URL/$imageName
done
EOF

chmod +x ./pull_k8s_images.sh

sh pull_k8s_images.sh

• 执行初始化操作

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml

• 初始化完成后的控制台输出

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/

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 10.13.1.2:6443 --token e9j0mj.l7vmkwisjk8kwuno \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a594e62b65f41eb4e3e92238b9c6cd8451c411a57efecf6d192be8c649a96606 \
    --control-plane

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 10.13.1.2:6443 --token e9j0mj.l7vmkwisjk8kwuno \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a594e62b65f41eb4e3e92238b9c6cd8451c411a57efecf6d192be8c649a96606

• 拷贝kubeconfig文件

mkdir -p /root/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf /root/.kube/config

• 安装网络插件calio

//下载文件
wget https://docs.projectcalico.org/v3.8/manifests/calico.yaml

//安装calico网络插件
kubectl apply -f calico.yaml

worker节点加入集群

• 下载k8s所需镜像，参考master节点下载k8s镜像步骤

• worker节点加入集群

kubeadm join 10.13.1.2:6443 --token e9j0mj.l7vmkwisjk8kwuno \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a594e62b65f41eb4e3e92238b9c6cd8451c411a57efecf6d192be8c649a96606

验证集群状态（master节点）

//安装完成后稍等一会查看pods状态
kubectl get pods -n kube-system

//查看node状态
kubectl get nodes
#output
NAME                      STATUS   ROLES    AGE     VERSION
10.13.1.3   Ready    <none>   3m12s   v1.18.5
10.13.1.2   Ready    master   27m     v1.18.5

若发现master和worker节点状态均为Ready，说明安装完成啦！

故障排查

• 若观察到某一个pod状态不正常，可通过查看该pod的详细信息进行问题定位

kubectl describe pod <pod-name>

删除集群

// 删除deployment
kubectl get deployment -o wide
kubectl delete deployment deployment_name

// 删除pod
kubectl get pods
kubectl delete pods --all

// 删除节点
kubectl drain <node_name>
kubectl delete node <node_name>

// 重置集群
kubeadm reset

3. 参考资料

1. https://kubesphere.com.cn/forum/d/1272-kubeadm-k8s-kubesphere-2-1-1  手把手教程：Kubeadm 安装 k8s 后安装 kubesphere 2.1.1
2. https://kubernetes.io/zh/docs/setup/production-environment/container-runtimes/   官网文档——容器运行时
3. https://kubernetes.io/zh/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/#k8s-install-1    官网文档——安装 kubeadm
4. https://blog.csdn.net/weixin_43168190/article/details/107227626   k8s拉取镜像失败最简单最快最完美解决方法 [ERROR ImagePull]: failed to pull image k8s.gcr.io/kube-apiserver
5. https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/    Creating a single control-plane cluster with kubeadm