kubeadm 方式快速搭建k8s 环境

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

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

 

2. 准备环境

| 角色 　　　| IP　　　　 |
| k8s-master | 192.168.1.200 |
| k8s-node1 | 192.168.1.201 |
| k8s-node2 | 192.168.1.202 |

```

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
192.168.1.200 k8s-master
192.168.1.201 k8s-node1
192.168.1.202 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. 安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】

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

3.1 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
$ systemctl enable docker && systemctl start docker
```

　　

配置镜像下载加速器：

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

　　

3.2 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
```

　　

3.3 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-1.20.0 kubeadm-1.20.0 kubectl-1.20.0
$ systemctl enable kubelet
```

　　

4. 部署Kubernetes Master

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-init/#config-file

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#initializing-your-control-plane-node

在192.168.1.200（Master）执行。

```
$ kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.1.200 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.20.0 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--ignore-preflight-errors=all
```

　　

- --apiserver-advertise-address 集群通告地址
- --image-repository 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
- --kubernetes-version K8s版本，与上面安装的一致
- --service-cidr 集群内部虚拟网络，Pod统一访问入口
- --pod-network-cidr Pod网络，，与下面部署的CNI网络组件yaml中保持一致

或者使用配置文件引导：

```
$ vi kubeadm.conf
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.0
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers 
networking:
podSubnet: 10.244.0.0/16 
serviceSubnet: 10.96.0.0/12

$ kubeadm init --config kubeadm.conf --ignore-preflight-errors=all 
```

　　

拷贝kubectl使用的连接k8s认证文件到默认路径：

```bash
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
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
localhost.localdomain NotReady control-plane,master 20s v1.20.0
```

　　

5. 加入Kubernetes Node

在192.168.31.201/202（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 192.168.1.200:6443 --token 7gqt13.kncw9hg5085iwclx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:66fbfcf18649a5841474c2dc4b9ff90c02fc05de0798ed690e1754437be35a01
```

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，可以直接使用命令快捷生成：

```
kubeadm token create --print-join-command
```

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

6. 部署容器网络（CNI）

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#pod-network

注意：只需要部署下面其中一个，推荐Calico。

Calico是一个纯三层的数据中心网络方案，Calico支持广泛的平台，包括Kubernetes、OpenStack等。

Calico 在每一个计算节点利用 Linux Kernel 实现了一个高效的虚拟路由器（ vRouter） 来负责数据转发，而每个 vRouter 通过 BGP 协议负责把自己上运行的 workload 的路由信息向整个 Calico 网络内传播。

此外，Calico 项目还实现了 Kubernetes 网络策略，提供ACL功能。

https://docs.projectcalico.org/getting-started/kubernetes/quickstart

```
$ wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
```

　　

下载完后还需要修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kubeadm init指定的一样

修改完后应用清单：

```
$ kubectl apply -f calico.yaml
$ kubectl get pods -n kube-system
```

　　

7. 测试kubernetes集群

- 验证Pod工作
- 验证Pod网络通信
- 验证DNS解析

在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

```
$ kubectl create deployment nginx --image=nginx
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
$ kubectl get pod,svc
```

　　

访问地址：http://NodeIP:Port

8. 部署 Dashboard

```
$ wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/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：

```
$ vi recommended.yaml

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

$ kubectl apply -f recommended.yaml
$ kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
dashboard-metrics-scraper-6b4884c9d5-gl8nr 1/1 Running 0 13m
kubernetes-dashboard-7f99b75bf4-89cds 1/1 Running 0 13m
```

　　

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：

```
# 创建用户
$ kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
# 用户授权
$ kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
# 获取用户Token
$ 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。