TBH个人博客
k8s集群搭建记录
tbghg
  2023-02-07 15:47:33   2023-02-07 15:47:33    2.5k 字  11 分钟

前言

本次环境搭建需要安装三台Centos服务器（一主二从），然后在每台服务器中分别安装docker（18.06.3），kubeadm（1.17.4）、kubelet（1.17.4）、kubectl（1.17.4）程序

之前配置hadoop集群的时候配置过hosts，设置过免密登录，这里直接拿来用了，参考黑马程序员的配置过程进行配置的

有个坑需要注意一下，我一开始是登录三个tbh-0001主机，然后免密登录直接切换，同时执行reboot命令可能会造成混乱，所以推荐直接登录三台主机

环境初始化

  1. 检查操作系统的版本
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# 此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上
[root@tbh-0001 ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
  1. 主机名解析

以前搭建hadoop集群实验时做过了，正好接着用，同时都配置了免密登录

企业中建议配置DNS服务器

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[root@tbh-0001 ~]# cat /etc/hosts
::1	localhost	localhost.localdomain	localhost6	localhost6.localdomain6
192.168.0.181	tbh-0001	tbh-0001
192.168.0.75	tbh-0003	tbh-0003
192.168.0.105	tbh-0002	tbh-0002

127.0.0.1	localhost	localhost.localdomain	localhost4	localhost4.localdomain4
127.0.0.1	tbh	tbh
  1. 时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一致，这里直接使用chronyd服务从网络同步时间

企业中建议配置内部的时间同步服务器

这里三个都要配，我这里用的是xshell的“发送键至所有的会话框”，下面就展示一个了

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# 启动chronyd服务
[root@tbh-0001 ~]# systemctl start chronyd
# 设置chronyd服务开机自启
[root@tbh-0001 ~]# systemctl enable chronyd
# chronyd服务启动稍等几秒钟，就可以使用date命令验证时间了
[root@tbh-0001 ~]# date

看到三个的输出时间一致证明配置成功

  1. 禁用iptables和firewalld服务

kubernetes和docker在运行中会产生大量的iptables规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则

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# 1 关闭firewalld服务
[root@tbh-0001 ~]# systemctl stop firewalld
[root@tbh-0001 ~]# systemctl disable firewalld
# 2 关闭iptables服务
[root@tbh-0001 ~]# systemctl stop iptables
[root@tbh-0001 ~]# systemctl disable iptables
  1. 禁用selinux

selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

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# 编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disabled
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
SELINUX=disabled
  1. 禁用swap分区

swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是在物理内存使用完之后，将磁盘空间虚拟成内存来使用

启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响，因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备

但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明

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# 编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
 UUID=455cc753-7a60-4c17-a424-7741728c44a1 /boot    xfs     defaults        0 0
 /dev/mapper/centos-home /home                      xfs     defaults        0 0
# /dev/mapper/centos-swap swap                      swap    defaults        0 0

7）修改linux的内核参数

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# 修改linux的内核参数，添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置:
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

# 重新加载配置
[root@tbh-0001 ~]# sysctl -p
vm.swappiness = 0
net.core.somaxconn = 1024
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 1024

# 加载网桥过滤模块
[root@tbh-0001 ~]# modprobe br_netfilter

# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@tbh-0001 ~]# lsmod | grep br_netfilter
br_netfilter           22256  0 
bridge                151336  1 br_netfilter
  1. 配置ipvs功能

在kubernetes中service有两种代理模型，一种是基于iptables的，一种是基于ipvs的

两者比较的话，ipvs的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块

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# 1 安装ipset和ipvsadm
[root@tbh-0001 ~]# yum install ipset ipvsadmin -y

# 2 添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@tbh-0001 ~]# 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

# 3 为脚本文件添加执行权限
[root@tbh-0001 ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

# 4 执行脚本文件
[root@tbh-0001 ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

# 5 查看对应的模块是否加载成功
[root@tbh-0001 ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
  1. 重启服务器

上面步骤完成之后，需要重新启动linux系统

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[root@tbh-0001 ~]# reboot

安装docker

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# 1 切换镜像源
[root@tbh-0001 ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

# 2 查看当前镜像源中支持的docker版本
[root@tbh-0001 ~]# yum list docker-ce --showduplicates

# 3 安装特定版本的docker-ce
# 必须指定--setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本
[root@tbh-0001 ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y

# 4 添加一个配置文件
# Docker在默认情况下使用的Cgroup Driver为cgroupfs，而kubernetes推荐使用systemd来代替cgroupfs
[root@tbh-0001 ~]# mkdir /etc/docker
[root@tbh-0001 ~]# cat <<EOF >  /etc/docker/daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

# 5 启动docker
[root@tbh-0001 ~]# systemctl restart docker
[root@tbh-0001 ~]# systemctl enable docker

# 6 检查docker状态和版本
[root@tbh-0001 ~]# docker version

安装kubernetes组件

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# 由于kubernetes的镜像源在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
# 编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo，添加下面的配置 
[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

# 安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@tbh-0001 ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

# 配置kubelet的cgroup
# 编辑/etc/sysconfig/kubelet，添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

# 4 设置kubelet开机自启
[root@tbh-0001 ~]# systemctl enable kubelet

准备集群镜像

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# 在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看
[root@tbh-0001 ~]# kubeadm config images list

# 下载镜像
# 此镜像在kubernetes的仓库中,由于网络原因,无法连接，下面提供了一种替代方案
images=(
    kube-apiserver:v1.17.4
    kube-controller-manager:v1.17.4
    kube-scheduler:v1.17.4
    kube-proxy:v1.17.4
    pause:3.1
    etcd:3.4.3-0
    coredns:1.6.5
)

for imageName in ${images[@]} ; do
	docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
	docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName 		k8s.gcr.io/$imageName
	docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done

集群初始化

下面开始对集群进行初始化，并将node节点加入到集群中

下面的操作只需要在tbh-0001节点上执行即可

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# 创建集群
[root@tbh-0001 ~]# kubeadm init \
	--kubernetes-version=v1.17.4 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
    --service-cidr=10.96.0.0/12 \
    --apiserver-advertise-address=192.168.0.181

直接kubectl get nodes会报错：The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?，出现这个问题的原因是kubectl命令需要使用kubernetes-admin来运行，上文输出中提示了解决办法：

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# 创建必要文件
[root@tbh-0001 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@tbh-0001 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@tbh-0001 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
# 成功运行
[root@tbh-0001 ~]# kubectl get nodes
NAME       STATUS     ROLES    AGE    VERSION
tbh-0001   NotReady   tbh-0001   5m7s   v1.17.4

下面的操作只需要在node节点上执行即可

在tbh-0001上执行后会输出node节点加入集群所需要输入的命令，直接复制即可

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# 将node节点加入集群
[root@tbh-0002 ~]# kubeadm join 192.168.0.181:6443 --token 1p2izv.b6arlpik2red8wyq \
    --discovery-token-ca-cert-hash \ 
    sha256:514ef66c3a916ef5a9174e3414140d668e24db612ebd24ca068eedcc288d07e1
	
# 查看集群状态 此时的集群状态为NotReady，这是因为还没有配置网络插件
[root@tbh-0001 ~]# kubectl get nodes
NAME       STATUS     ROLES    AGE     VERSION
tbh-0001   NotReady   tbh-0001   8m10s   v1.17.4
tbh-0002   NotReady   <none>   11s     v1.17.4
tbh-0003   NotReady   <none>   4s      v1.17.4

安装网络插件

kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等等，任选一种使用即可，本次选择flannel

下面操作依旧只在tbh-0001节点执行即可，插件使用的是DaemonSet的控制器，它会在每个节点上都运行

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# 获取fannel的配置文件
[root@tbh-0001 ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/tbh-0001/Documentation/kube-flannel.yml

vim kube-flannel.yml
# 查询image，注释掉第一个留下带mirror的那个即可(换源)

# 使用配置文件启动fannel
[root@tbh-0001 ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml

# 稍等片刻，再次查看集群节点的状态(得等一会儿)
[root@tbh-0001 ~]# kubectl get nodes
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
tbh-0001   Ready    tbh-0001   21m   v1.17.4
tbh-0002   Ready    <none>   13m   v1.17.4
tbh-0003   Ready    <none>   13m   v1.17.4

至此，kubernetes的集群环境搭建完成

服务部署

接下来在kubernetes集群中部署一个nginx程序，测试下集群是否在正常工作。

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# 部署nginx
[root@tbh-0001 ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine

# 暴露端口
[root@tbh-0001 ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 查看服务状态
[root@tbh-0001 ~]# kubectl get pods,service
NAME                         READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod/nginx-6867cdf567-flcfc   0/1     ContainerCreating   0          13s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        23m
service/nginx        NodePort    10.99.122.158   <none>        80:31450/TCP   7s


# 4 最后访问下部署的nginx服务
[root@tbh-0001 ~]# curl 192.168.0.181:31450
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<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>

k8s部署测试成功！

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  1. 1. 前言
  2. 2. 环境初始化
  3. 3. 安装docker
  4. 4. 安装kubernetes组件
  5. 5. 准备集群镜像
    1. 5.1. 集群初始化
    2. 5.2. 安装网络插件
  6. 6. 服务部署
  1. 1. 前言
  2. 2. 环境初始化
  3. 3. 安装docker
  4. 4. 安装kubernetes组件
  5. 5. 准备集群镜像
    1. 5.1. 集群初始化
    2. 5.2. 安装网络插件
  6. 6. 服务部署