第3章：快速部署一个Kubernetes集群

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes集群的工具。

这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes集群的部署：

# 创建一个 Master 节点
$ kubeadm init

# 将一个 Node 节点加入到当前集群中
$ kubeadm join <Master节点的IP和端口 >

3.1 安装要求

在开始之前，部署Kubernetes集群机器需要满足以下几个条件：

一台或多台机器，操作系统 CentOS7.x-86_x64
硬件配置：2GB或更多RAM，2个CPU或更多CPU，硬盘30GB或更多
集群中所有机器之间网络互通
可以访问外网，需要拉取镜像
禁止swap分区

3.2 准备环境

角色	IP	cpu/内存/硬盘
k8s-master	172.16.1.70	2核/4G/60g
k8s-node1	172.16.1.71	4核/8G/60g
k8s-node2	172.16.1.72	4核/8G/60g

关闭防火墙：
$ systemctl stop firewalld
$ systemctl disable firewalld

关闭selinux：
$ sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
$ setenforce 0  # 临时

关闭swap：
$ swapoff -a  # 临时
$ vim /etc/fstab  # 永久

设置主机名：
$ hostnamectl set-hostname <hostname>

在master添加hosts：
$ cat >> /etc/hosts << EOF
172.16.1.70 k8s-master
172.16.1.71 k8s-node1
172.16.1.72 k8s-node2
EOF

将桥接的IPv4流量传递到iptables的链：
$ cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
$ sysctl --system  # 生效

时间同步：
$ yum install ntpdate -y
$ ntpdate time.windows.com

3.4 所有节点安装Docker/kubeadm/kubelet

Kubernetes默认CRI（容器运行时）为Docker，因此先安装Docker。

1、安装Docker

$ wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
$ yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
$ systemctl enable docker && systemctl start docker
$ docker --version
Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a

# cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# systemctl daemon-reload
# systemctl restart docker.service

2、添加阿里云YUM软件源

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

3、安装kubeadm，kubelet和kubectl

由于版本更新频繁，这里指定版本号部署：

$ yum install -y kubelet-1.17.0 kubeadm-1.17.0 kubectl-1.17.0
$ systemctl start kubelet
$ systemctl enable kubelet

3.5 部署Kubernetes Master

在 172.16.1.70（Master）执行。

$ kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=172.16.1.70 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.17.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里指定阿里云镜像仓库地址。

使用kubectl工具：

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
$ kubectl get nodes

3.6 安装Pod网络插件（CNI）

在 172.16.1.70（Master）执行。

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

确保能够访问到quay.io这个registery。

如果Pod镜像下载失败，可以改成这个镜像地址：lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64

方法：修改 kube-flannel.yml 文件，搜索amd64，将2个 image: quay.io/coreos/flannel:v0.12.0-amd64 修改为

image: lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64 ，然后应用文件 kubectl apply -f kube-flannel.yml

3.7 加入Kubernetes Node

1 在 172.16.1.71/72（Node）执行

向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

$ kubeadm join 172.16.1.70:6443 --token n9lizc.pjgxy388qhp1ccvq \
   --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7d4d2a33d3035f7eb82b35d40282b87ec69aa7997ba08bcbfad5a1a7a26c8be3

2 在 172.16.1.70（Master）执行查看 node 状态

# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES   AGE   VERSION
k8s-master   Ready   master   106m   v1.17.0
k8s-node1   Ready   <none>   93m   v1.17.0
k8s-node2   Ready   <none>   93m   v1.17.0

3 默认token有效期为24小时，当过期之后，该token就不可用了。这时就需要重新创建token，操作如下

在 172.16.1.70（Master）执行。

# kubeadm token create
60eb4m.0ibsk2y7f5e9idsu
# kubeadm token list
# openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
7d4d2a33d3035f7eb82b35d40282b87ec69aa7997ba08bcbfad5a1a7a26c8be3

在 172.16.1.71/72（Node）执行。

# kubeadm join 172.16.1.70:6443 --token 60eb4m.0ibsk2y7f5e9idsu --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7d4d2a33d3035f7eb82b35d40282b87ec69aa7997ba08bcbfad5a1a7a26c8be3

或直接在master节点上执行下面的命令，生成node节点加入命令。

kubeadm token create --print-join-command

https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-join/

3.8 测试kubernetes集群

在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

在 172.16.1.70（Master）执行。

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
$ kubectl get pods,svc
NAME                         READY   STATUS   RESTARTS   AGE
pod/nginx-86c57db685-cfhps   1/1     Running   0         13m

NAME                 TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)       AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1   <none>       443/TCP       73m
service/nginx       NodePort   10.96.2.88   <none>       80:32360/TCP   10m

访问地址：http://NodeIP:Port

例如：http://172.16.1.70/71/72:32360

# kubectl get pods,svc --show-labels -l app=nginx
NAME                         READY   STATUS   RESTARTS   AGE   LABELS
pod/nginx-86c57db685-cfhps   1/1     Running   0         19m   app=nginx,pod-template-hash=86c57db685

NAME           TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)       AGE   LABELS
service/nginx   NodePort   10.96.2.88   <none>       80:32360/TCP   16m   app=nginx

3.9 部署 Dashboard

在 172.16.1.70（Master）执行。

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

默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：

修改前

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
   k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
   - port: 443
     targetPort: 8443
  selector:
   k8s-app: kubernetes-dashboard

修改后

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
   k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  type: NodePort
  ports:
   - port: 443
     targetPort: 8443
     nodePort: 30001
  selector:
   k8s-app: kubernetes-dashboard

应用配置文件

$ kubectl apply -f dashboard.yaml
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
service/kubernetes-dashboard created
secret/kubernetes-dashboard-certs created
......

访问地址：https://NodeIP:30001

创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色：

$ kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
$ kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
$ kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

使用输出的token登录Dashboard。

解决Dashboard其他浏览器不能访问的问题

1 二进制 部署
# 注意你部署Dashboard的命名空间（之前部署默认是kube-system，新版是kubernetes-dashboard）
(1) 删除默认的secret，用自签证书创建新的secret
kubectl delete secret kubernetes-dashboard-certs -n kubernetes-dashboard
kubectl create secret generic kubernetes-dashboard-certs \
--from-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem --from-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem -n kubernetes-dashboard

(2) 修改 dashboard.yaml 文件，在args下面增加证书两行
args:
  # PLATFORM-SPECIFIC ARGS HERE
- --auto-generate-certificates
- --tls-key-file=server-key.pem
- --tls-cert-file=server.pem

kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml

2 kubeadm 部署
# 注意你部署Dashboard的命名空间（之前部署默认是kube-system，新版是kubernetes-dashboard）
(1) 删除默认的secret，用自签证书创建新的secret
kubectl delete secret kubernetes-dashboard-certs -n kubernetes-dashboard
kubectl create secret generic kubernetes-dashboard-certs \
--from-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.key --from-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.crt -n kubernetes-dashboard

(2) 修改 dashboard.yaml 文件，在args下面增加证书两行
args:
  # PLATFORM-SPECIFIC ARGS HERE
- --auto-generate-certificates
- --tls-key-file=apiserver.key
- --tls-cert-file=apiserver.crt

(3) 应用
kubectl apply -f dashboard.yaml

(4) 升级
[root@k8s-master tools]# kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
NAME                                         READY   STATUS             RESTARTS   AGE
dashboard-metrics-scraper-76585494d8-29b4x   1/1     Running             0         43m
kubernetes-dashboard-5485599ff9-dm6pq       0/1     ContainerCreating   0         46s
kubernetes-dashboard-5996555fd8-g4lrt       1/1     Running             0         43m

(5) 升级完成
[root@k8s-master tools]# kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
NAME                                         READY   STATUS   RESTARTS   AGE
dashboard-metrics-scraper-76585494d8-29b4x   1/1     Running   0         43m
kubernetes-dashboard-5485599ff9-dm6pq       1/1     Running   0         68s