kubeadm快速部署一个Kubernetes集群（v1.18）

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

# 将一个 Node 节点加入到当前集群中
$ kubeadm join <Master节点的IP和端口 >

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

本文使用三台机器，角色配置如下：

初始化机器，根据centos7.7配置。

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
172.16.244.130 k8s-master
172.16.244.143 k8s-node1
172.16.244.132 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

安装Docker/kubeadm/kubelet

在所有节点安装Docker/kubeadm/kubelet，master和node都需要安装。

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

安装Docker

安装配置docker yum源。

$ 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

因docker仓库在国外，拉取镜像的时候会有点慢，因此需要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

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

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-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0
$ systemctl enable kubelet

部署Kubernetes Master

在master上执行。

$ kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=172.16.244.130 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.18.0 \
  --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: v1.18.0
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：

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
k8s-master   Ready    master   2m   v1.18.0

加入Kubernetes Node

在node上执行以下操作。

向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

$ kubeadm join 172.16.244.130:6443 --token esce21.q6hetwm8si29qxwn \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:00603a05805807501d7181c3d60b478788408cfe6cedefedb1f97569708be9c5

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，操作如下：

$ kubeadm token create
$ kubeadm token list
$ openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

$ kubeadm join 172.16.244.130:6443 --token nuja6n.o3jrhsffiqs9swnu --discovery-token-ca-cert-hash sha256:63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

配置token永不超时。

$ kubeadm token create --ttl 0

部署容器网络（CNI）

下面介绍两种容器网络，部署一个即可，推荐Calico。

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。

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

修改完后应用清单：

• 定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面pod CIDR配置一样
• 选择工作模式（CALICO_IPV4POOL_IPIP），支持BGP（Never）、IPIP（Always）、CrossSubnet（开启BGP并支持跨子网）

下载完后还需要修改里面配置项：

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

Flannel

Flannel是CoreOS维护的一个网络组件，Flannel为每个Pod提供全局唯一的IP，Flannel使用ETCD来存储Pod子网与Node IP之间的关系。flanneld守护进程在每台主机上运行，并负责维护ETCD信息和路由数据包。

$ wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
$ sed -i -r "s#quay.io/coreos/flannel:.*-amd64#lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64#g" kube-flannel.yml
$ kubectl apply -f kube-flannel.yml

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 web --image=nginx
$ kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort
$ kubectl get pod,svc
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/web-5dcb957ccc-58w7d   1/1     Running   0          31m
pod/web-5dcb957ccc-89zdf   1/1     Running   0          31m
pod/web-5dcb957ccc-95tfk   1/1     Running   0          82m

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        9h
service/web          NodePort    10.108.190.28   <none>        80:31118/TCP   46m

访问https://NodeIP:Port(31118)，若是能访问到nginx的测试页，即表示成功。

验证DNS解析。

$ kubectl run dns-test -it --rm --image=busybox:1.28.4 -- sh

/# nslookup kubernetes
Server:        10.96.0.10
Address:       10.96.0.10

Name:    kubernetes.default.svc.cluster.local
Address: 10.96.0.1

部署 Dashboard

下载yaml文件。

$ 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https://NodeIP:Port(30001)，若是能访问到，即表示Dashboard部署成功。

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。

使用Dashboard扩容web Pod。