Kubernetes 安装手册（非高可用版）

集群信息

1. 节点规划

部署k8s集群的节点按照用途可以划分为如下2类角色：

master：集群的master节点，集群的初始化节点，基础配置不低于2C4G
slave：集群的slave节点，可以多台，基础配置不低于2C4G

本例为了演示slave节点的添加，会部署一台master+2台slave，节点规划如下：

主机名	节点ip	角色	部署组件
k8s-master	192.168.136.10	master	etcd, kube-apiserver, kube-controller-manager, kubectl, kubeadm, kubelet, kube-proxy, flannel
k8s-slave1	192.168.136.11	slave	kubectl, kubelet, kube-proxy, flannel
k8s-slave2	192.168.136.12	slave	kubectl, kubelet, kube-proxy, flannel

2. 组件版本

组件	版本	说明
CentOS	7.8.2003
Kernel	Linux 3.10.0-1062.9.1.el7.x86_64
etcd	3.3.15	使用容器方式部署，默认数据挂载到本地路径
coredns	1.6.2
kubeadm	v1.20.2
kubectl	v1.20.2
kubelet	v1.20.2
kube-proxy	v1.20.2
flannel	v0.11.0

安装前准备工作

1. 设置hosts解析

操作节点：所有节点（k8s-master，k8s-slave）均需执行

修改hostname
hostname必须只能包含小写字母、数字、”,”、”-“，且开头结尾必须是小写字母或数字

# 在master节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-master #设置master节点的hostname

# 在slave-1节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-slave1 #设置slave1节点的hostname

# 在slave-2节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-slave2 #设置slave2节点的hostname

添加hosts解析
1
2
3
4
5
$ cat >>/etc/hosts<<EOF
192.168.26.122 k8s-master
192.168.26.123 k8s-slave1
192.168.26.124 k8s-slave2
EOF
2. 调整系统配置
操作节点：所有的master和slave节点（k8s-master,k8s-slave）需要执行

本章下述操作均以k8s-master为例，其他节点均是相同的操作（ip和hostname的值换成对应机器的真实值）

设置安全组开放端口

如果节点间无安全组限制（内网机器间可以任意访问），可以忽略，否则，至少保证如下端口可通：
k8s-master节点：TCP：6443，2379，2380，60080，60081UDP协议端口全部打开
k8s-slave节点：UDP协议端口全部打开

设置iptables
1
iptables -P FORWARD ACCEPT

关闭swap

1
2
3

swapoff -a
# 防止开机自动挂载 swap 分区
sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

关闭selinux和防火墙

1
2
3

sed -ri 's#(SELINUX=).*#\1disabled#' /etc/selinux/config
setenforce 0
systemctl disable firewalld && systemctl stop firewalld

修改内核参数

cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
vm.max_map_count=262144
EOF
modprobe br_netfilter
sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

设置yum源

$ curl -o /etc/yum.repos.d/Centos-7.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
$ curl -o /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
$ 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 clean all && yum makecache

3. 安装docker

操作节点：所有节点

 ## 查看所有的可用版本
$ yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
##安装旧版本 yum install docker-ce-cli-18.09.9-3.el7  docker-ce-18.09.9-3.el7
#######----------------------docker-ce-cli-19.03.9-3.el7  docker-ce-19.03.9-3.el7
## 安装源里最新版本
$ yum install docker-ce

## 配置docker加速
$ mkdir -p /etc/docker
vi /etc/docker/daemon.json
{
  "insecure-registries": [    
    "192.168.136.10:5000" 
  ],                          
  "registry-mirrors" : [
    "你的镜像加速器地址"
  ]
}
## 启动docker
$ systemctl enable docker && systemctl start docker

部署kubernetes

1. 安装 kubeadm, kubelet 和 kubectl

操作节点：所有的master和slave节点(k8s-master,k8s-slave) 需要执行

$ yum install -y kubelet-1.20.2 kubeadm-1.20.2 kubectl-1.20.2 --disableexcludes=kubernetes
## 查看kubeadm 版本
$ kubeadm version
## 设置kubelet开机启动
$ systemctl enable kubelet

2. 初始化配置文件

操作节点：只在master节点（k8s-master）执行

$ kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml
$ cat kubeadm.yaml
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.136.10  # apiserver地址，因为单master，所以配置master的节点内网IP
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: k8s-master
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers  # 修改成阿里镜像源
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.2  # 改为16.2,或者你指定的版本
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: 10.244.0.0/16  # Pod 网段，flannel插件需要使用这个网段
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}

对于上面的资源清单的文档比较杂，要想完整了解上面的资源对象对应的属性，可以查看对应的 godoc 文档，地址: https://godoc.org/k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/apis/kubeadm/v1beta2。

3. 提前下载镜像

操作节点：只在master节点（k8s-master）执行

  # 查看需要使用的镜像列表,若无问题，将得到如下列表
$ kubeadm config images list --config kubeadm.yaml
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.20.2
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.20.2
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.20.2
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.20.2
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.15-0
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.2
  # 提前下载镜像到本地
$ kubeadm config images pull --config kubeadm.yaml
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.20.2
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.20.2
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.20.2
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.20.2
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.15-0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.2

重要更新：如果出现不可用的情况，请使用如下方式来代替：

还原kubeadm.yaml的imageRepository

...
imageRepository: k8s.gcr.io
...

## 查看使用的镜像源
kubeadm config images list --config kubeadm.yaml
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.2
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.2
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.2
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.2
k8s.gcr.io/pause:3.1
k8s.gcr.io/etcd:3.3.15-0
k8s.gcr.io/coredns:1.6.2

使用docker hub中的镜像源来下载，注意上述列表中要加上处理器架构，通常我们使用的虚拟机都是amd64

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.20.2
$ docker pull mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.3.15-0
...
$ docker tag mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.3.15-0 k8s.gcr.io/etcd:3.3.15-0

4. 初始化master节点

操作节点：只在master节点（k8s-master）执行

1	kubeadm init --config kubeadm.yaml

若初始化成功后，最后会提示如下信息：

...
Your Kubernetes master 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

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 192.168.136.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:1c4305f032f4bf534f628c32f5039084f4b103c922ff71b12a5f0f98d1ca9a4f

接下来按照上述提示信息操作，配置kubectl客户端的认证

1
2
3

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

⚠️注意：此时使用 kubectl get nodes查看节点应该处于notReady状态，因为还未配置网络插件

若执行初始化过程中出错，根据错误信息调整后，执行kubeadm reset后再次执行init操作即可

5. 添加slave节点到集群中

操作节点：所有的slave节点（k8s-slave）需要执行
在每台slave节点，执行如下命令，该命令是在kubeadm init成功后提示信息中打印出来的，需要替换成实际init后打印出的命令。

1 2	kubeadm join 192.168.136.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:1c4305f032f4bf534f628c32f5039084f4b103c922ff71b12a5f0f98d1ca9a4f

如果忘记了此 token ，可以执行：kubeadm token create –print-join-command –ttl 0 ，再次查看 join 命令

6. 安装flannel插件

操作节点：只在master节点（k8s-master）执行

下载flannel的yaml文件

1	wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/2140ac876ef134e0ed5af15c65e414cf26827915/Documentation/kube-flannel.yml

修改配置，指定网卡名称，大概在文件的190行，添加一行配置：

$ vi kube-flannel.yml
...      
      containers:
      - name: kube-flannel
        image: quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        - --iface=eth0  # 如果机器存在多网卡的话，指定内网网卡的名称，默认不指定的话会找第一块网
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
...

（可选）修改flannel镜像地址，以防默认的镜像拉取失败，同样是在170和190行上下的位置

vi kube-flannel.yml
...      
      containers:
      - name: kube-flannel
        image: 192.168.136.10:5000/flannel:v0.11.0-amd64
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        - --iface=ens33  # 如果机器存在多网卡的话，指定内网网卡的名称，默认不指定的话会找第一块网
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
...

执行安装 flannel 网络插件

# 先拉取镜像,此过程国内速度比较慢
$ docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
# 执行flannel安装
$ kubectl create -f kube-flannel.yml

执行安装 calico 网络插件

# 拉去配置文件
curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O
# 创建 calico
kubectl apply -f calico.yaml

coredns 停滞再 Pending 状态：

这一行为是预期之中，因为系统就是这么设计的。 kubeadm 的网络供应商是中立的，因此管理员应该选择安装 pod 的网络插件。必须完成 pod 的网络配置，然后才能完全部署Coredns。再网络被配置好之前，DNS 组件会一直处于 pending 状态

7. 设置master节点是否可调度（可选）

操作节点：k8s-master

默认部署成功后，master节点无法调度业务pod，如需设置master节点也可以参与pod的调度，需执行：

1	$ kubectl taint node k8s-master node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-

8. 验证集群

操作节点：在master节点（k8s-master）执行

1	$ kubectl get nodes #观察集群节点是否全部Ready

创建测试nginx服务

1	$ kubectl run test-nginx --image=nginx:alpine

查看pod是否创建成功，并访问pod ip测试是否可用

$ kubectl get po -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
test-nginx-5bd8859b98-5nnnw   1/1     Running   0          9s    10.244.1.2   k8s-slave1   <none>           <none>
$ curl 10.244.1.2
...
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

9. 部署dashboard

部署服务

# 推荐使用下面这种方式
$ wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-rc5/aio/deploy/recommended.yaml
$ vi recommended.yaml
# 修改Service为NodePort类型，文件的45行上下
......
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
  type: NodePort  # 加上type=NodePort变成NodePort类型的服务
......

查看访问地址，本例为30133端口

kubectl create -f recommended.yaml
kubectl -n kubernetes-dashboard get svc
NAME                        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.105.62.124   <none>        8000/TCP        31m
kubernetes-dashboard        NodePort    10.103.74.46    <none>        443:30133/TCP   31m

使用浏览器访问 https://192.168.136.10:30133，其中192.168.136.10为master节点的外网ip地址，chrome目前由于安全限制，测试访问不了，使用firefox可以进行访问。
创建ServiceAccount进行访问

$ vi admin.conf
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: admin
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard

---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard

$ kubectl create -f admin.conf
$ kubectl -n kubernetes-dashboard get secret |grep admin-token
admin-token-fqdpf                  kubernetes.io/service-account-token   3      7m17s
# 使用该命令拿到token，然后粘贴到
$ kubectl -n kubernetes-dashboard get secret admin-token-fqdpf -o jsonpath={.data.token}|base64 -d
eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6Ik1rb2xHWHMwbWFPMjJaRzhleGRqaExnVi1BLVNRc2txaEhETmVpRzlDeDQifQ.eyJpc3MiOiJrdWJlcm5ldGVzL3NlcnZpY2VhY2NvdW50Iiwia3ViZXJuZXRlcy5pby9zZXJ2aWNlYWNjb3VudC9uYW1lc3BhY2UiOiJrdWJlcm5ldGVzLWRhc2hib2FyZCIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VjcmV0Lm5hbWUiOiJhZG1pbi10b2tlbi1mcWRwZiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50Lm5hbWUiOiJhZG1pbiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50LnVpZCI6IjYyNWMxNjJlLTQ1ZG...

10. 部署 ingress

官方文档

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
## 或者使用myblog/deployment/ingress/mandatory.yaml
## 修改部署节点
$ grep -n5 nodeSelector mandatory.yaml
212-    spec:
213-      hostNetwork: true #添加为host模式
214-      # wait up to five minutes for the drain of connections
215-      terminationGracePeriodSeconds: 300
216-      serviceAccountName: nginx-ingress-serviceaccount
217:      nodeSelector:
218-        ingress: "true"		#替换此处，来决定将ingress部署在哪些机器
219-      containers:
220-        - name: nginx-ingress-controller
221-          image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.30.0
222-          args:

创建 ingress

# 为k8s-master节点添加label
$ kubectl label node k8s-master ingress=true

$ kubectl apply -f mandatory.yaml

# 查看 并 删除label
kubectl get nodes --show-labels 
kubectl label nodes k8s-master ingress-

11. 清理环境

如果你的集群安装过程中遇到了其他问题，我们可以使用下面的命令来进行重置：

$ kubeadm reset
$ ifconfig cni0 down && ip link delete cni0
$ ifconfig flannel.1 down && ip link delete flannel.1
$ rm -rf /var/lib/cni/

12. 修改证书到期时间

使用kubeadm安装的集群，证书默认有效期为1年，可以通过如下方式修改为10年。

$ cd /etc/kubernetes/pki

# 查看当前证书有效期
$ for i in $(ls *.crt); do echo "===== $i ====="; openssl x509 -in $i -text -noout | grep -A 3 'Validity' ; done

$ mkdir backup_key; cp -rp ./* backup_key/
$ git clone https://github.com/yuyicai/update-kube-cert.git
$ cd update-kube-cert/ 
$ bash update-kubeadm-cert.sh all

# 重建管理服务
$ kubectl -n kube-system delete po kube-apiserver-k8s-master kube-controller-manager-k8s-master kube-scheduler-k8s-master

13. kubectl 配置命令自动补全

# 安装 bash 命令行自动补全扩展包
yum -y install bash-completion
source /usr/share/bash-completion/bash_completion

# 加载 kubectl completion
source <(kubectl completion bash)  # 临时生效
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc  # 当前用户永久生效
source ~/.bashrc

Kubernetes 安装手册（非高可用版）

集群信息

1. 节点规划

2. 组件版本

安装前准备工作

1. 设置hosts解析

2. 调整系统配置

3. 安装docker

部署kubernetes

1. 安装 kubeadm, kubelet 和 kubectl

2. 初始化配置文件

3. 提前下载镜像

4. 初始化master节点

5. 添加slave节点到集群中

6. 安装flannel插件

7. 设置master节点是否可调度（可选）

8. 验证集群

9. 部署dashboard

10. 部署 ingress

11. 清理环境

12. 修改证书到期时间

13. kubectl 配置命令自动补全