[kubernetes]使用kubeadm和containerd部署kubernetes

前言

因宿主机内核版本限制和垂直伸缩特性的需要，安装的k8s版本为1.25，runtime为containerd，cni为calico。

containerd、kubeadm、kubelet也可以用包管理器来安装，因为不想配repo，也不想校验repo版有哪些区别，所以这几个都是用原生二进制方式安装的。

环境信息

IP	Hostname	OS Version	Kernel Version	Comment
192.168.0.11	node1	centos 7.9	3.10	control panel
192.168.0.12	node2	centos 7.9	3.10	worker node
192.168.0.13	node3	centos 7.9	3.10	worker node

用到的组件版本信息

• containerd: 1.7.21
• k8s: 1.25.16

系统初始化

系统初始化步骤要求每个节点都要操作，一些主机名等信息需要根据实际修改。

1. 修改hostname，k8s要求每个节点的hostname不一样

hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2
hostnamectl set-hostname node3

2. (可选)如果没有dns可以让hostname之间直接访问，需要配置/etc/hosts

192.168.0.11 node1
192.168.0.12 node2
192.168.0.13 node3

3. (可选)如果要长时间使用，最好配置一下时间同步。
4. 关闭swap。默认情况下，k8s检测到swap就会异常退出，导致node上的k8s启动失败。

# 临时关闭。永久关闭需要修改 /etc/fstab
swapoff -a

5. 装载内核模块。如果不装载br_netfilter，下一步配置系统参数会报错。

# 添加配置
cat << EOF > /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF

# 立即装载
modprobe overlay
modprobe br_netfilter

# 检查装载。如果没有输出结果说明没有装载。
lsmod | grep br_netfilter

6. 配置系统参数。编辑/etc/sysctl.conf文件或/etc/sysctl.d/目录下的文件，添加或修改以下配置。编辑完成后执行sysctl -p使配置生效。（如果修改的是/etc/sysctl.d目录下的文件，sysctl -p需要指定文件名才能生效）

net.ipv4.ip_forward=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
vm.swappiness = 0

7. (可选)内核版本若高于4.1，可考虑使用ipvs来增强网络通信性能
8. 安装依赖，否则安装containerd时，runc组件会有问题

# conntrack-tools的版本为1.4.4-4.el7，如果低了可能会导致runc异常
# 如果安装提示缺少依赖，而依赖在centos 7的repo源里没有，可从高版本centos、alma等发行版下载rpm包再安装
yum install -y conntrack-tools

安装containerd

1. 从 https://github.com/containerd/containerd/releases下载二进制包
2. 解压压缩包到根目录。压缩包里面的文件路径都已经按照根目录组织好了，所以直接解压到根路径就行了。

tar xf cri-containerd-cni-1.7.21-linux-amd64.tar.gz -C /

3. 生成containerd的配置文件

mkdir /etc/containerd
containerd config default > /etc/containerd/config.toml

4. 编辑containerd的配置文件/etc/containerd/config.toml，主要修改container的数据目录，并启用systemd的cgroup

# 修改数据存储目录
root = "/home/apps/containerd"

# 对于使用systemd作为init system的linux发行版，官方建议用systemd作为容器cgroup driver
# false改成true
SystemdCgroup = true

5. 重加载systemd配置，启动containerd

systemctl daemon-reload
systemctl start containerd
systemctl enable containerd

6. 简单验证下containerd是否正常

# 查看systemd status
systemctl status containerd
# 查看image，正常情况下还没有image
crictl images
# 验证runc是否正常，如果输出有报错，可以参考"系统初始化"的第8步"安装依赖"
runc --version

安装kubelet和kubeadm

本节步骤在所有k8s node都要操作。k8s的二进制文件安装包可以从github下载：https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

在changelog中找到二进制包的下载链接，下载server binary即可，里面包含了master和node的二进制文件。

1. 解压下载好的压缩包，并将其中的二进制文件放到环境变量PATH目录下

tar xf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cd kubernetes/server/bin/
find . -type f -perm /u+x -exec cp {} /usr/local/bin/ \;

2. 新建或编辑kubelet的service文件 /usr/lib/systemd/system/kubelet.service

[Unit]
Description=kubelet: The Kubernetes Node Agent
Documentation=https://kubernetes.io/docs/
Wants=network-online.target
After=network-online.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet
Restart=always
StartLimitInterval=0
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

3. 创建目录

mkdir -p  /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/

4. 新建或编辑文件/usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

# Note: This dropin only works with kubeadm and kubelet v1.11+
[Service]
Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf"
Environment="KUBELET_CONFIG_ARGS=--config=/var/lib/kubelet/config.yaml"
# This is a file that "kubeadm init" and "kubeadm join" generates at runtime, populating the KUBELET_KUBEADM_ARGS variable dynamically
EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
# This is a file that the user can use for overrides of the kubelet args as a last resort. Preferably, the user should use
# the .NodeRegistration.KubeletExtraArgs object in the configuration files instead. KUBELET_EXTRA_ARGS should be sourced from this file.
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/kubelet
ExecStart=
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS

5. 启动kubelet

systemctl enable --now kubelet

创建集群

创建集群的步骤在control panel节点操作即可。

1. 初始化集群，这里主要指定k8s版本，可根据需求，参考kubeadm init --help提示配置初始化参数，比如pause镜像地址，pod ip范围等。

kubeadm init --kubernetes-version v1.25.16

如果init报错失败，可以查下containerd和kubelet的日志。失败后可以重置下kubeadm reset

systemctl status containerd
journalctl -xeu containerd

systemctl status kubelet
journalctl -xeu kubelet

如果init成功，控制台会输出worker node加入cluster的命令，将这个命令粘贴到worker node执行即可，比如：

kubeadm join 192.168.0.11:6443 --token 123456 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:123456

init成功后，输出还会提示创建kubeconfig，根据提示操作即可

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

2. 配置网络插件。k8s需要cni插件才能让pod之间正常通信，这里用的是calico插件

# 下载配置文件。下载后可根据需求修改其中的image地址
wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

# 部署calico
kubectl apply -f calico.yaml

3. 检查网络插件部署效果。只有全部ready都为1/1才算成功

kubectl get nodes
kubectl get pod -n kube-system

测试集群

部署完成后，可以起个pod试下能否正常调度

# 创建一个pod。nginx需要提前docker pull
kubectl create deployment nginx --image=nginx
# 暴露端口
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
# 查看状态
kubectl get pods,svc