【云原生 | 01】Kubernetes1.23.5集群部署

知识分析

1. k8s是什么、做什么用的？
   kubernetes 简称 k8s，2014 年 6 月由 Google 公司正式公布出来并宣布开源，是容器集群管理系统（容器编排工具），是一个开源的平台，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。

2. 什么是 docker?
   docker是完整的一套容器管理系统，它提供了一组命令，让用户更加方便直接地使用容器技术，而不需要过多关心底层内核技术。

3. 什么是 calicao?
   Calico 是一套基于路由（BGP）的 SDN，它通过路由转发的方式实现容器的跨主机通信。Calico 将每个节点虚拟为一个“路由器”并为之分配独立的虚拟网段，该路由器为当前节点上的容器提供路由服务。

环境配置

「系统环境」

❝

全文使用[admin@csdn-ak ~]$只是为了方便，命令都是经过实操的请大家放心食用！

❞

[admin@csdn-ak ~]$ screenfstch

「角色分布」

主机名	ip地址	角色	备注
node-3	192.168.200.153	master、harbor	管理节点
node-4	192.168.200.154	node	计算节点
node-5	192.168.200.155	node	计算节点

「配置准备」

• 准备虚拟机master实验环境
• 最低配置：2cpu，2G内存
• 卸载防火墙 firewalld
• 禁用 selinux 和 swap
• 配置yum仓库，安装kubeadm、kubelet、kubectl、docker-ce
• 配置docker私有镜像仓库和cgroup驱动（daemon.json）
• 配置内核参数（/etc/sysctl.d/k8s.conf）

部署步骤

一、基本环境配置

「所有节点执行」

1.host文件配置

[admin@csdn-ak ~]$ cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.200.153  node-3
192.168.200.154  node-4
192.168.200.155  node-5

2.修改主机名

[admin@csdn-ak ~]$ hostnamectl set-hostname node-x

3.关闭firewalld

[admin@csdn-ak ~]$ systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

4.重置iptables
「清理不干净直接影响k8s、calico、docker集群网络环境」

[admin@csdn-ak ~]$ iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
[admin@csdn-ak ~]$ sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

5.清理残余网卡 「新环境请忽略」

#之前搭过集群环境的可能有cni、flannel、calico网卡残余
[admin@csdn-ak ~]$ ip link del cni0
[admin@csdn-ak ~]$ ip link del flannel.1
[admin@csdn-ak ~]$ ip link del tunl0

6.禁用 selinux 和 swap

[admin@csdn-ak ~]$ vim /etc/selinux/config
...
SELINUX=disabled
...
:wq
[admin@csdn-ak ~]$ swapoff -a
#注释掉swap挂载
[admin@csdn-ak ~]$ vim /etc/fstab 
#UUID=67ab21b6-7963-41ad-857e-8d5d9b707d14 swap                    swap    defaults        0 0
:wq

7.配置yum仓库，安装kubeadm、kubelet、kubectl、docker-ce

[admin@csdn-ak ~]$ yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
[admin@csdn-ak ~]$ yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
[admin@csdn-ak ~]$ yum repolist
[admin@csdn-ak ~]$ yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
[admin@csdn-ak ~]$ yum install -y kubeadm kubelet kubectl
[admin@csdn-ak ~]$ yum install -y ipvsadm ipset
[admin@csdn-ak ~]$ yum install -y wget
[admin@csdn-ak ~]$ yum remove  -y NetworkManager
#卸载NetworkManager启用network(默认是启用的)
[admin@csdn-ak ~]$ systemctl restart network
[admin@csdn-ak ~]$ systemctl enable network
#根据calico官方的说法可以不卸载增加配置文件，让calico具有网络管理权
[admin@csdn-ak ~]$ vim /etc/NetworkManager/conf.d/calico.conf
[keyfile]
unmanaged-devices=interface-name:cali*;interface-name:tunl*

8.配置daemon.json 「需要手动创建」

#registry镜像仓库我用的harbor
[admin@csdn-ak ~]$ vim  /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://3laho3y3.mirror.aliyuncs.com"],
  "insecure-registries":["192.168.200.153:8080", "registry:8080"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
:wq
# 注意：重启docker服务前要停止所有容器
# 有配置改动的话需要daemon加载
[admin@csdn-ak ~]$ systemctl daemon-reload
[admin@csdn-ak ~]$ systemctl restart docker

9.配置内核参数 「/etc/sysctl.d/k8s.conf」

[admin@csdn-ak ~]$ vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1 
：wq
#加载内核模块
[admin@csdn-ak ~]$ modprobe br_netfilter
[admin@csdn-ak ~]$ sysctl --system

10.重启 「可选」

#设置的selinux需要重启或临时放行，修改主机名后需重新登入
#重启
[admin@csdn-ak ~]$ reboot
#不重启，选择放行selinux,我的重启过所以显示disabled,没重启应该是permissive
[admin@csdn-ak ~]$ setenforce 0
[admin@csdn-ak ~]$ getenforce 
Disabled

二、搭建私有仓库harbor

「node-3节点执行」

1.安装docker-compose

❝

注意：我用的外部数据库postgresql，也可以使用自带的数据库，此处不在赘述postgresql安装方法，如有需要请评论。

❞

[admin@csdn-ak ~]$ mv ../docker-compose-linux-x86_64  /usr/local/bin/docker-compose
[admin@csdn-ak ~]$ chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
[admin@csdn-ak ~]$ docker-compose --version

2.安装harbor

[admin@csdn-ak ~]$ tar -zxf harbor-offline-installer-v2.4.2.tgz
[admin@csdn-ak ~]$ cd harbor
[admin@csdn-ak ~]$ cp harbor.yml.tmpl harbor.yml
[admin@csdn-ak ~]$ vim harbor.yml
hostname: 192.168.200.153
 port: 8080
#注释 https 相关配置
# https related config
#https:
  # https port for harbor, default is 443
  #port: 443
  # The path of cert and key files for nginx
  #certificate: /your/certificate/path
  #private_key: /your/private/key/path
  
# 配置对应的 url,这里顶格
#external_url: https://devharbor.ak.com

#登入密码
harbor_admin_password: Csdn@123
 
# 配置数据存储目录
data_volume: /srv/docker/harbor/data
 location:  /srv/docker/harbor/log
#配置外部数据库（如果使用默认数据库）
external_database:
   harbor:
     host: 192.168.200.151
     port: 5432
     db_name: harbor
     username: harbor
     password: Csdn@123
     ssl_mode: disable
     max_idle_conns: 2
     max_open_conns: 0
   notary_signer:
     host: 192.168.200.151
     port: 5432
     db_name: harbor_signer
     username: harbor
     password: Csdn@123
     ssl_mode: disable
   notary_server:
     host: 192.168.200.151
     port: 5432
     db_name: harbor_server
     username: harbor
     password: Csdn@123
     ssl_mode: disable
:wq
#数据库配置200.151操作（不使用外部数据库的忽略）
[admin@csdn-ak ~]$ cd /srv/program/pgsql-10.20/
[admin@csdn-ak pgsql-10.20]$ cd pgsql/
[admin@csdn-ak pgsql]$ su postgres
[postgres@csdn-ak pgsql]$ ./bin/psql
psql.bin (10.20)
Type "help" for help.

postgres=#  create database harbor with encoding='utf8' owner=harbor;
postgres=#  create database harbor_server with encoding='utf8' owner=harbor;
postgres=#  create database harbor_signer with encoding='utf8' owner=harbor;
postgres=# \q
[postgres@csdn-ak pgsql]$
#node3操作
#安装harbor
[admin@csdn-ak harbor]$ ./install.sh 
#Harbor依赖的镜像及启动服务如下
[admin@csdn-ak harbor]$ docker-compose ps
NAME                COMMAND                  SERVICE             STATUS              PORTS
harbor-core         "/harbor/entrypoint.…"   core                running (healthy)   
harbor-jobservice   "/harbor/entrypoint.…"   jobservice          running (healthy)   
harbor-log          "/bin/sh -c /usr/loc…"   log                 running (healthy)   127.0.0.1:1514->10514/tcp
harbor-portal       "nginx -g 'daemon of…"   portal              running (healthy)   
nginx               "nginx -g 'daemon of…"   proxy               running (healthy)   0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp
redis               "redis-server /etc/r…"   redis               running (healthy)   
registry            "/home/harbor/entryp…"   registry            running (healthy)   
registryctl         "/home/harbor/start.…"   registryctl         running (healthy) 

访问地址： http://192.168.200.153:8080/harbor
用户：admin
密码：Csdn@123

❝

因为我是搭建后写的博客所以已经有k8s镜像了

❞

三、部署k8s集群

「node-3节点执行」

*******kubeadm 常用命令********
config: 配置管理命令
help:   查看帮助
init:   初始命令
join:   node加入集群的命令
reset:  还原状态命令 
token:  token凭证管理命令
version:查看版本

1.列出部署kubernetes需要哪些镜像

[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm config images list  
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.5
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.23.5
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.23.5
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.23.5
k8s.gcr.io/pause:3.6
k8s.gcr.io/etcd:3.5.1-0
k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6 

2.将所有需要的镜像导入私有仓库

# 从阿里云拉取镜像
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0 
[admin@csdn-ak ~]$ docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6
# 更改tag标签
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.5 192.168.200.153:8080/library/kube-apiserver:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.5 192.168.200.153:8080/library/kube-controller-manager:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.5 192.168.200.153:8080/library/kube-scheduler:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.5 192.168.200.153:8080/library/kube-proxy:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 192.168.200.153:8080/library/pause:3.6
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0 192.168.200.153:8080/library/etcd:3.5.1-0
[admin@csdn-ak ~]$ docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6 192.168.200.153:8080/library/coredns:v1.8.6
# 导入私有仓库harbor
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/kube-apiserver:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/kube-proxy:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/kube-controller-manager:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/kube-scheduler:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/etcd:3.5.1-0
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/coredns:v1.8.6
[admin@csdn-ak ~]$ docker push   192.168.200.153:8080/library/pause:3.6
# 删除多余的阿里云镜像
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.5
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.5 
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0 
[admin@csdn-ak ~]$ docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6

3.安装master主机

#私有仓库我用的harbor,看大家需要后期会发一个详细教程
#大体思路就是直接从共用仓库进行拉取，然后推送到本地的harbor私有仓库里
#如果没搭建私有仓库请使用imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers
#kubectl、kubeadm支持自动补全功能，可以节省大量输入，自动补全脚本由 kubectl、kubeadm产生，仅需要在您的 shell 配置文件中调用即可。
#设置Tab补齐
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl completion bash >/etc/bash_completion.d/kubectl
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm completion bash >/etc/bash_completion.d/kubeadm
# 注意 ：配置完成以后需要退出，重新登录后才能生效
[admin@csdn-ak ~]$ exit
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm init --dry-run       #环境检查，根据提示信息排错
#生成官方k8s配置文件
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm config print init-defaults >kubeadm-init.yaml
[admin@csdn-ak ~]$ vim kubeadm-init.yaml
06:    ttl: 24h0m0s                                # token 生命周期
12:    advertiseAddress: 192.168.200.153          # apiserver 的IP地址
32:    imageRepository: 192.168.200.153:8080/library   # 镜像仓库地址
34:    kubernetesVersion: 1.23.5                # 当前安装的 k8s 版本
36:    dnsDomain: cluster.local                    # 默认域名地址
37:    podSubnet: 10.244.0.0/16                 # 容器地址cidr，新添加
38:    serviceSubnet: 10.254.0.0/16              # 服务地址cidr
#文件最后手动添加如下4行
---                    
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs
:wq
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm init --config=kubeadm-init.yaml | tee master-init.log
#出现如下字段说明Ok
... ...
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) $HOME/.kube/config
... ...
#以下命令复制保存一下，节点加入集群需要
kubeadm join 192.168.200.153:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:57ff39dfc6a30d52b95550ad2bc4986f24060e66ec96a00b2ae937da683c9213 
[admin@csdn-ak ~]$ mkdir -p /root/.kube
[admin@csdn-ak ~]$ cp -i /etc/kubernetes/admin.conf /root/.kube/config
#启动服务并验证
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl  get  componentstatuses  #或者kubectl get cs 
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS    MESSAGE                         ERROR
scheduler            Healthy   ok                              
controller-manager   Healthy   ok                              
etcd-0               Healthy   {"health":"true","reason":""}   
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"23", GitVersion:"v1.23.5", GitCommit:"c285e781331a3785a7f436042c65c5641ce8a9e9", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2022-03-16T15:58:47Z", GoVersion:"go1.17.8", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"23", GitVersion:"v1.23.5", GitCommit:"c285e781331a3785a7f436042c65c5641ce8a9e9", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2022-03-16T15:52:18Z", GoVersion:"go1.17.8", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
[admin@csdn-ak ~]$ 

四、节点加入集群

「node-4、5节点执行」

#以node4为例
#启动服务
[admin@csdn-ak ~]$ systemctl enable --now docker kubelet
#如果忘了保存加入集群的命令token 值可以通过以下命令查看（master主机操作）
[admin@csdn-ak ~]$  kubeadm token create --ttl=0 --print-join-command 
kubeadm join 192.168.200.153:6443 --token oqlqjr.joy5xjancokpg2co --discovery-token-ca-cert-hash sha256:77c4ed2bea586d49184d002ecb2d9476202d2890db5c1ec86f2dadfce2884879 
#也可以重新创建（master主机操作）
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm token list                  # 列出 token
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm token delete <token>        # 删除 token
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm token create                # 创建 token
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm token create --ttl=0 --print-join-command  # 查看 token
#回到node4节点操作，加入master
[admin@csdn-ak ~]$ kubeadm join 192.168.200.153:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
         --discovery-token-ca-cert-hash sha256:57ff39dfc6a30d52b95550ad2bc4986f24060e66ec96a00b2ae937da683c9213 
#node4、node5加入以后可以回到master验证
#由于我的网络组件已经安装完毕所以STATUS显示Ready，此时大家应该是NotReady
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
node-3   Ready    control-plane,master   2d    v1.23.5
node-4   Ready    <none>                 2d    v1.23.5
node-5   Ready    <none>                 2d    v1.23.5

五、配置calico网络

「node-3节点执行」

#获取官方配置文件（我用的当前最新calico 3.22.1支持k8s最新版1.23.5）
[admin@csdn-ak ~]$ wget https://docs.projectcalico.org/v3.22/manifests/calico.yaml --no-check-certificate
[admin@csdn-ak ~]$ vim calico.yaml
apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget

# no effect. This should fall within `--cluster-cidr`.
- name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
  value: "10.244.0.0/16"   #要和kubeadm-init.yaml中podSubnet一致

# Cluster type to identify the deployment type
- name: CLUSTER_TYPE
  value: "k8s,bgp"
  
# IP automatic detection
- name: IP_AUTODETECTION_METHOD
  value: "interface=ens.*"   #根据自己的网卡填写，可以绑定具体的例如ens192
  
# Auto-detect the BGP IP address.
- name: IP
  value: "autodetect"
  
# Enable IPIP
- name: CALICO_IPV4POOL_IPIP
  value: "Never"
  
:wq
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl apply -f calico.yaml
[admin@csdn-ak ~]$ kubectl get nodes  #STATUS是Ready则ok
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
node-3   Ready    control-plane,master   2d    v1.23.5
node-4   Ready    <none>                 2d    v1.23.5
node-5   Ready    <none>                 2d    v1.23.5
#查看k8s集群状态
[admin@csdn-ak ~]$  kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE     NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS       AGE
kube-system   calico-kube-controllers-56fcbf9d6b-8kjjc   1/1     Running   1 (2d ago)     2d
kube-system   calico-node-24zd6                          1/1     Running   1 (2d ago)     2d
kube-system   calico-node-t78sj                          1/1     Running   0              2d
kube-system   calico-node-vtdtp                          1/1     Running   0              2d
kube-system   coredns-5546454b5c-8mzhz                   1/1     Running   0              2d
kube-system   coredns-5546454b5c-fmqn6                   1/1     Running   0              2d
kube-system   etcd-node-3                                1/1     Running   7 (2d ago)     2d
kube-system   kube-apiserver-node-3                      1/1     Running   4 (2d ago)     2d
kube-system   kube-controller-manager-node-3             1/1     Running   9 (23h ago)    2d
kube-system   kube-proxy-747w8                           1/1     Running   0              2d
kube-system   kube-proxy-qxf6d                           1/1     Running   1 (2d ago)     2d
kube-system   kube-proxy-v2n9j                           1/1     Running   0              2d
kube-system   kube-scheduler-node-3                      1/1     Running   17 (45h ago)   2d

READY全部在线集群搭建到此结束！

kuboard预告

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kuboard组件用来代替kubernetes dashboard来管理k8s集群

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名人名言

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读一本好书，就是在和高尚的人谈话。 「——歌德」

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