2 第二章 集群环境搭建(kubeadm 方式)

2 第二章 集群环境搭建(kubeadm 方式)

2.1 前置知识点

目前生产部署Kubernetes 集群主要有两种方式：

kubeadm

Kubeadm 是一个K8s 部署工具，提供kubeadm init 和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes 集群。

官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

二进制包

从github 下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes 集群。

Kubeadm 降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes 集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。

2.2 kubeadm 部署方式介绍

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

2.3 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

2.4 最终目标

• 在所有节点上安装Docker 和kubeadm

• 部署Kubernetes Master

• 部署容器网络插件

• 部署Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes 集群中

• 部署Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes 资源

2.5 准备环境

 

角色	IP地址	组件
k8s-master01	192.168.5.3	docker，kubectl，kubeadm，kubelet
k8s-node01	192.168.5.4	docker，kubectl，kubeadm，kubelet
k8s-node02	192.168.5.5	docker，kubectl，kubeadm，kubelet

2.6 系统初始化

2.6.1 设置系统主机名以及 Host 文件的相互解析

hostnamectl set-hostname k8s-master01 && bash
hostnamectl set-hostname k8s-node01 && bash
hostnamectl set-hostname k8s-node02 && bash

cat <<EOF>> /etc/hosts
192.168.5.3     k8s-master01
192.168.5.4     k8s-node01
192.168.5.5     k8s-node02
EOF

scp /etc/hosts root@192.168.5.4:/etc/hosts 
scp /etc/hosts root@192.168.5.5:/etc/hosts 

2.6.2 安装依赖文件（所有节点都要操作）

yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget vim net-tools git

2.6.3 设置防火墙为 Iptables 并设置空规则（所有节点都要操作）

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
​
yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

2.6.4 关闭 SELINUX（所有节点都要操作）

swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
​
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

2.6.5 调整内核参数，对于 K8S（所有节点都要操作）

modprobe br_netfilter
​
cat <<EOF> kubernetes.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0 # 禁止使用 swap 空间，只有当系统 OOM 时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1 # 不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0 # 开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF
​
cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
​
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

2.6.6 调整系统时区（所有节点都要操作）

# 设置系统时区为 中国/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 将当前的 UTC 时间写入硬件时钟
timedatectl set-local-rtc 0
# 重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

2.6.7 设置 rsyslogd 和 systemd journald（所有节点都要操作）

# 持久化保存日志的目录
mkdir /var/log/journal 
mkdir /etc/systemd/journald.conf.d
cat > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf <<EOF
[Journal]
# 持久化保存到磁盘
Storage=persistent
​
# 压缩历史日志
Compress=yes
​
SyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000
​
# 最大占用空间 10G
SystemMaxUse=10G
​
# 单日志文件最大 200M
SystemMaxFileSize=200M
​
# 日志保存时间 2 周
MaxRetentionSec=2week
​
# 不将日志转发到 syslog
ForwardToSyslog=no
EOF
​
systemctl restart systemd-journald

2.6.8 kube-proxy开启ipvs的前置条件（所有节点都要操作）

cat <<EOF> /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules 
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
​
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

2.6.9 安装 Docker 软件（所有节点都要操作）

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
​
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
​
yum install -y docker-ce
​
## 创建 /etc/docker 目录
mkdir /etc/docker
​
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
# 重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

2.6.10 安装 Kubeadm （所有节点都要操作）

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
​
yum install -y kubelet kubeadm kubectl && systemctl enable kubelet

2.7 部署Kubernetes Master

2.7.1 初始化主节点（主节点操作）

kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.5.3 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.21.1 --service-cidr=10.96.0.0/12 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
​
mkdir -p $HOME/.kube
​
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
​
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

2.7.2 加入主节点以及其余工作节点

kubeadm join 192.168.5.3:6443 --token h0uelc.l46qp29nxscke7f7 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:abc807778e24bff73362ceeb783cc7f6feec96f20b4fd707c3f8e8312294e28f 

2.7.3 部署网络

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

2.8 测试kubernetes 集群

2.8.1 部署nginx 测试

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