kubernetes 1.3 的安装和集群环境部署

简介：

Docker：是一个开源的应用容器引擎，可以为应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。

Kubernetes：由Google开源的Docker容器集群管理系统，为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等功能。

Etcd：由CoreOS开发并维护的一个高可用的键值存储系统,主要用于共享配置和服务发现。

Flannel：Flannel是 CoreOS 团队针对 Kubernetes 设计的一个覆盖网络（Overlay Network）工具，其目的在于帮助每一个使用 Kuberentes 的 CoreOS 主机拥有一个完整的子网。

目标：

本文主要介绍Kunbernetes（以下简称k8s）集群的搭建。

本文包括：

etcd集群的搭建；
docker安装和配置（简单介绍）；
flannel安装和配置（简单介绍）；
k8s集群部署；

准备工作：

主机	运行服务	角色
172.20.30.19(centos7.1)	etcd docker flannel kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler	k8s-master
172.20.30.21(centos7.1)	etcd docker flannel kubelet kube-proxy	minion
172.20.30.18(centos7.1)	etcd docker flannel kubelet kube-proxy	minion
172.20.30.20(centos7.1)	etcd docker flannel kubelet kube-proxy	minion

安装：

下载好etcd、docker、flannel的rpm安装包，例如:

etcd:

etcd-2.2.5-2.el7.0.1.x86_64.rpm

flannel:

flannel-0.5.3-9.el7.x86_64.rpm

docker:

device-mapper-1.02.107-5.el7_2.5.x86_64.rpm docker-selinux-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm
device-mapper-event-1.02.107-5.el7_2.5.x86_64.rpm libseccomp-2.2.1-1.el7.x86_64.rpm
device-mapper-event-libs-1.02.107-5.el7_2.5.x86_64.rpm lvm2-2.02.130-5.el7_2.5.x86_64.rpm
device-mapper-libs-1.02.107-5.el7_2.5.x86_64.rpm lvm2-libs-2.02.130-5.el7_2.5.x86_64.rpm
device-mapper-persistent-data-0.5.5-1.el7.x86_64.rpm oci-register-machine-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm
docker-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm oci-systemd-hook-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm
docker-common-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm yajl-2.0.4-4.el7.x86_64.rpm
docker-forward-journald-1.10.3-44.el7.centos.x86_64.rpm

etcd和flannel的安装比较简单，没有依赖关系。docker的安装因为有依赖关系，需要先安装docker的依赖包，才能安装成功。此处不是本文的重点，不做赘述。

四台机器上，都必须安装etcd，docker，和flannel

下载kubernetes 1.3版本的二进制包，点击下载

下载完成后执行一下操作，以在 172.20.30.19上为例：

# tar zxvf kubernetes1.3.tar.gz # 解压二进制包

# cd kubernetes/server

# tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz # 解压master所需的安装包

# cd kubernetes/server/bin/

# cp kube-apiserver kube-controller-manager kubectl kube-scheduler /usr/bin #把master需要的程序，拷贝到/usr/bin下，也可以设置环境变量达到相同目的

# scp kubelet kube-proxy root@172.20.30.21:~ # 把minion需要的程序，scp发送到minion上

# scp kubelet kube-proxy root@172.20.30.19:~

# scp kubelet kube-proxy root@172.20.30.20:~

配置和部署：

1. etcd的配置和部署

修改四台机器中etcd的etcd配置：

# [member]

ETCD_NAME="etcd-2"

ETCD_DATA_DIR="/data/etcd/"

#ETCD_WAL_DIR=""

#ETCD_SNAPSHOT_COUNT="10000"

#ETCD_HEARTBEAT_INTERVAL="100"

#ETCD_ELECTION_TIMEOUT="1000"

#ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://localhost:2380" # 去掉默认的配置

ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://0.0.0.0:7001"

#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://localhost:2379" # 去掉默认的配置

ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://0.0.0.0:4001"

#ETCD_MAX_SNAPSHOTS="5"

#ETCD_MAX_WALS="5"

#ETCD_CORS=""

#

#[cluster]

#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://localhost:2380"

ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://172.20.30.21:7001"

# if you use different ETCD_NAME (e.g. test), set ETCD_INITIAL_CLUSTER value for this name, i.e. "test=http://..."

#ETCD_INITIAL_CLUSTER="default=http://localhost:2380"

ETCD_INITIAL_CLUSTER=

"etcd-1=http://172.20.30.19:7001,etcd-2=http://172.20.30.21:7001,etcd-3=http://172.20.30.18:7001,etcd-4=http://172.20.30.20:7001"

# 此处的含义为，要配置包含有4台机器的etcd集群

ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"

#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://localhost:2379"

ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://172.20.30.21:4001"

#ETCD_DISCOVERY=""

#ETCD_DISCOVERY_SRV=""

#ETCD_DISCOVERY_FALLBACK="proxy"

#ETCD_DISCOVERY_PROXY=""

#

#[proxy]

#ETCD_PROXY="off"

#ETCD_PROXY_FAILURE_WAIT="5000"

#ETCD_PROXY_REFRESH_INTERVAL="30000"

#ETCD_PROXY_DIAL_TIMEOUT="1000"

#ETCD_PROXY_WRITE_TIMEOUT="5000"

#ETCD_PROXY_READ_TIMEOUT="0"

#

#[security]

#ETCD_CERT_FILE=""

#ETCD_KEY_FILE=""

#ETCD_CLIENT_CERT_AUTH="false"

#ETCD_TRUSTED_CA_FILE=""

#ETCD_PEER_CERT_FILE=""

#ETCD_PEER_KEY_FILE=""

#ETCD_PEER_CLIENT_CERT_AUTH="false"

#ETCD_PEER_TRUSTED_CA_FILE=""

#

#[logging]

#ETCD_DEBUG="false"

# examples for -log-package-levels etcdserver=WARNING,security=DEBUG

#ETCD_LOG_PACKAGE_LEVELS=""

修改四台机器中etcd的服务配置： /usr/lib/systemd/system/etcd.service。修改后的文件内容为：

[Unit]

Description=Etcd Server

After=network.target

After=network-online.target

Wants=network-online.target

[Service]

Type=notify

WorkingDirectory=/var/lib/etcd/

EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf

User=etcd

# set GOMAXPROCS to number of processors

ExecStart=/bin/bash -c

"GOMAXPROCS=$(nproc) /usr/bin/etcd --name=\"${ETCD_NAME}\" --data-dir=\"${ETCD_DATA_DIR}\" --listen-client-urls=\"${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS}\" --listen-peer-urls=\"${ETCD_LISTEN_PEER_URLS}\" --advertise-client-urls=\"${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS}\" --initial-advertise-peer-urls=\"${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS}\" --initial-cluster=\"${ETCD_INITIAL_CLUSTER}\" --initial-cluster-state=\"${ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE}\""

Restart=on-failure

LimitNOFILE=65536

[Install]

WantedBy=multi-user.target

在每台机器上执行：

1 # systemctl enable etcd.service
2 # systemctl start etcd.service

然后选择一台机器，在其上执行：

1 # etcdctl set /cluster "example-k8s"

再选取另外一台机器，执行：

1 # etcdctl get /cluster

如果返回 “example-k8s”，则etcd集群部署成功。

2. docker的配置和部署

docker的配置修改比较简单，主要是添加本地的 register地址：

在每台机器的docker配置（路径为 /etc/sysconfig/docker）中，均增加以下配置项：

ADD_REGISTRY="--add-registry docker.midea.registry.hub:10050"

DOCKER_OPTS="--insecure-registry docker.midea.registry.hub:10050"

INSECURE_REGISTRY="--insecure-registry docker.midea.registry.hub:10050"

以上配置项为本地 register 的地址和服务端口，在docker的服务启动项中有用。具体register的搭建，请参考上一篇文章。

修改四台机器中docker的服务启动配置项 /usr/lib/systemd/system/docker.service。修改[Serive]项下的ExecStart 的值。

修改后，服务启动配置内容为：

 1 [Unit]
 2 Description=Docker Application Container Engine
 3 Documentation=http://docs.docker.com
 4 After=network.target
 5 Wants=docker-storage-setup.service
 6
 7 [Service]
 8 Type=notify
 9 NotifyAccess=all
10 EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker
11 EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-storage
12 EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-network
13 Environment=GOTRACEBACK=crash
14 ExecStart=/bin/sh -c 'exec -a docker /usr/bin/docker-current daemon \  #注意，在centos是，此处是个坑。docker启动的时候，systemd是无法获取到docker的pid，可能会导致后面的flannel服务无法启动，需要加上红色部分，让systemd能抓取到 docker的pid
15           --exec-opt native.cgroupdriver=systemd \
16           $OPTIONS \
17           $DOCKER_STORAGE_OPTIONS \
18           $DOCKER_NETWORK_OPTIONS \
19           $ADD_REGISTRY \
20           $BLOCK_REGISTRY \
21           $INSECURE_REGISTRY \
22           2>&1 | /usr/bin/forward-journald -tag docker'
23 LimitNOFILE=1048576
24 LimitNPROC=1048576
25 LimitCORE=infinity
26 TimeoutStartSec=0
27 MountFlags=slave
28 Restart=on-abnormal
29 StandardOutput=null
30 StandardError=null
31
32 [Install]
33 WantedBy=multi-user.target

分别在每台机器上执行：

1 # systemctl enable docker.service
2 # systemctl start docker

检测docker的运行状态很简单，执行

1 # docker ps

查看是否能正常列出运行中的容器的各个元数据项即可（此时没有container运行，只列出各个元数据项）：

# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

3. flannel的配置和部署

修改flannel的配置文件 /etc/sysconfig/flanneld

把etcd的服务地址和端口，flannel配置子网的信息，以及日志路径等添加到配置文件中。

因为每台机器上，都有etcd在运行，因此etcd的服务地址和端口，填写本机的即可。etcd会自动同步到etcd集群中的其它节点上。

修改完成后，文件内容：

 1 # Flanneld configuration options
 2
 3 # etcd url location.  Point this to the server where etcd runs
 4 FLANNEL_ETCD="http://172.20.30.21:4001"
 5
 6 # etcd config key.  This is the configuration key that flannel queries
 7 # For address range assignment
 8 FLANNEL_ETCD_KEY="/k8s/network" #这是一个目录，etcd中的目录
 9
10 # Any additional options that you want to pass
11 FLANNEL_OPTIONS="--logtostderr=false --log_dir=/var/log/k8s/flannel/ --etcd-endpoints=http://172.20.30.21:4001"

然后执行：

# etcdctl mkdir /k8s/network

该命令是在etcd上创建一个目录，再执行：

# etcdctl set /k8s/network/config '{"Network":"172.100.0.0/16"}'

该命令含义是，期望docker运行的container实例的地址，都在 172.100.0.0/16 网段中

flanneld会读取/k8s/network目录中config值，然后接管docker的地址分配，并把docker和宿主机器之间的网络桥接起来。

flannel的服务启动配置不用做修改。

执行：

# systemctl enable flanneld.service
# systemctl stop docker # 暂时先关闭docker服务，启动flanneld的时候，会自动拉起docker服务
# systemctl start flanneld.service

命令执行完成，如果没有差错的话，就会顺利地拉起docker。

使用 ifconfig 查看当前系统中的网络设备，就会发现除了有本身就有的eth0和lo等网络接口之外，出现了docker0和flannel0的网络设备：

# ifconfig
docker0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1472
        inet 172.100.28.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        inet6 fe80::42:86ff:fe81:6892  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 02:42:86:81:68:92  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 29  bytes 2013 (1.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 25  bytes 1994 (1.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.20.30.21  netmask 255.255.255.0  broadcast 172.20.30.255
        inet6 fe80::f816:3eff:fe43:21ac  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether fa:16:3e:43:21:ac  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 13790001  bytes 3573763877 (3.3 GiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 13919888  bytes 1320674626 (1.2 GiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

flannel0: flags=4305<UP,POINTOPOINT,RUNNING,NOARP,MULTICAST>  mtu 1472
        inet 172.100.28.0  netmask 255.255.0.0  destination 172.100.28.0
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 500  (UNSPEC)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 2  bytes 120 (120.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)
        RX packets 65311  bytes 5768287 (5.5 MiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 65311  bytes 5768287 (5.5 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

以上描述，就部署好了基本的环境，接下来要部署和启动kubernetes服务。

4. kubenetes 部署

master：

编写如下脚本，保存为start_k8s_master.sh：

 1 #! /bin/sh
 2
 3 # firstly, start etcd
 4 systemctl restart etcd
 5
 6 # secondly, start flanneld
 7 systemctl restart flanneld
 8
 9 # then, start docker
10 systemctl restart docker
11
12 # start the main server of k8s master
13 nohup kube-apiserver --insecure-bind-address=0.0.0.0 --insecure-port=8080 --cors_allowed_origins=.* --etcd_servers=http://172.20.30.19:4001 --v=1 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/k8s/apiserver --service-cluster-ip-range=172.100.0.0/16 &
14
15 nohup kube-controller-manager --master=172.20.30.19:8080 --enable-hostpath-provisioner=false --v=1 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/k8s/controller-manager &
16
17 nohup kube-scheduler --master=172.20.30.19:8080 --v=1 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/k8s/scheduler &

然后赋予执行权限：

# chmod u+x start_k8s_master.sh

由于安装k8s的操作，已经把kubelet和kube-proxy发送到作为minion机器上了（我们已经悄悄地定义好了k8s集群）

因此，编写脚本，保存为start_k8s_minion.sh

 1 #! /bin/sh
 2
 3 # firstly, start etcd
 4 systemctl restart etcd
 5
 6 # secondly, start flanneld
 7 systemctl restart flanneld
 8
 9 # then, start docker
10 systemctl restart docker
11
12 # start the minion
13 nohup kubelet --address=0.0.0.0 --port=10250 --v=1 --log_dir=/var/log/k8s/kubelet --hostname_override=172.20.30.21 --api_servers=http://172.20.30.19:8080 --logtostderr=false &
14
15 nohup kube-proxy --master=172.20.30.19:8080 --log_dir=/var/log/k8s/proxy --v=1 --logtostderr=false &

然后赋予执行权限：

# chmod u+x start_k8s_minion.sh

发送该脚本到作为minion的主机上。

运行k8s

在作为master的主机上，执行：

# ./start_k8s_master.sh

在作为minion的主机上，执行：

# ./start_k8s_minion.sh

在master主机上，执行：

# kubectl get node
NAME           STATUS    AGE
172.20.30.18   Ready     5h
172.20.30.20   Ready     5h
172.20.30.21   Ready     5h

列出以上信息，则表示k8s集群部署成功。