附003.Kubeadm部署Kubernetes
阿新 • • 發佈：2019-06-19
一 kubeadm介紹
1.1 概述
Kubeadm 是一個工具，它提供了 kubeadm init 以及 kubeadm join 這兩個命令作為快速建立 kubernetes 叢集的最佳實踐。 kubeadm 通過執行必要的操作來啟動和執行一個最小可用的叢集。kubeadm 只關心啟動叢集，而不關心其他工作，如部署前的節點準備工作、安裝各種Kubernetes Dashboard、監控解決方案以及特定雲提供商的外掛，這些都不屬於 kubeadm 關注範圍。1.2 kubeadm功能
- kubeadm init 啟動一個 Kubernetes 主節點；
- kubeadm join 啟動一個 Kubernetes 工作節點並且將其加入到叢集；
- kubeadm upgrade 更新一個 Kubernetes 叢集到新版本；
- kubeadm config 如果使用 v1.7.x 或者更低版本的 kubeadm 初始化叢集，您需要對叢集做一些配置以便使用 kubeadm upgrade 命令；
- kubeadm token 管理 kubeadm join 使用的令牌；
- kubeadm reset 還原 kubeadm init 或者 kubeadm join 對主機所做的任何更改；
- kubeadm version 列印 kubeadm 版本；
- kubeadm alpha 預覽一組可用的新功能以便從社群蒐集反饋。
二 kubeadm安裝
2.1 前置條件
相應的充足資源的Linux伺服器； 建議關閉SELinux及防火牆：sed -i "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config && systemctl stop firewalld Mac及UUID唯一； 若未關閉防火牆則建議放通相應埠，如下： Master節點——2.2 節點規劃
提示：本實驗使用單master部署，生產中可部署奇數個master以做高可用。
2.3 手動新增解析
1 [root@master ~]# cat <<EOF >> /etc/hosts 2 172.24.8.71 master 3 172.24.8.72 node1 4 172.24.8.73 node2 5 EOF提示：所有節點均建議如上操作。
2.4 修正iptables
1 [root@k8s_master ~]# cat <<EOF >> /etc/sysctl.d/k8s.conf 2 net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 3 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 4 net.ipv4.ip_forward = 1 5 EOF 6 [root@master ~]# modprobe br_netfilter 7 [root@master ~]# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf提示：所有節點均建議如上操作。
2.5 載入IPVS
pod的負載均衡是用kube-proxy來實現的，實現方式有兩種，一種是預設的iptables，一種是ipvs，相對iptables，ipvs有更好的效能。且當前ipvs已經加入到了核心的主幹。 為kube-proxy開啟ipvs的前提需要載入以下的核心模組： ip_vs ip_vs_rr ip_vs_wrr ip_vs_sh nf_conntrack_ipv4 1 [root@master ~]# cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF 2 #!/bin/bash 3 modprobe -- ip_vs 4 modprobe -- ip_vs_rr 5 modprobe -- ip_vs_wrr 6 modprobe -- ip_vs_sh 7 modprobe -- nf_conntrack_ipv4 8 EOF 9 [root@master ~]# chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules 10 [root@master ~]# bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules 11 [root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4 12 [root@master ~]# yum -y install ipvsadm 提示：所有節點均建議如上操作。 為了更好的管理和檢視ipvs，可安裝相應的管理工具《002.LVS管理工具的安裝與使用》。2.6 安裝Docker
1 [root@master ~]# yum -y update 2 [root@master ~]# yum -y install yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 3 [root@master ~]# yum-config-manager \ 4 --add-repo \ 5 http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 6 [root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates | sort -r #檢視可用版本 7 [root@master ~]# yum -y install docker-ce-18.09.0-3.el7 #kubeadm當前不支援18.09以上版本 8 [root@master ~]# mkdir /etc/docker 9 [root@master ~]# cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF 10 { 11 "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"], 12 "log-driver": "json-file", 13 "log-opts": { 14 "max-size": "100m" 15 }, 16 "storage-driver": "overlay2", 17 "storage-opts": [ 18 "overlay2.override_kernel_check=true" 19 ] 20 } 21 EOF #配置system管理cgroup 22 [root@master ~]# vi /usr/lib/systemd/system/docker.service #更改docker映象路徑 23 ExecStart=/usr/bin/dockerd-current --data-root=/data/docker #修改為獨立的單獨路徑 24 [root@master ~]# systemctl daemon-reload 25 [root@master ~]# systemctl restart docker 26 [root@master ~]# systemctl enable docker 27 [root@master ~]# iptables -nvL #確認iptables filter表中FOWARD鏈的預設策略(pllicy)為ACCEPT。提示：所有節點均建議如上操作。
Kubernetes 1.13版本相容docker版本等可參考：https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG-1.13.md。
2.7 相關元件包
需要在每臺機器上都安裝以下的軟體包： kubeadm: 用來初始化叢集的指令； kubelet: 在叢集中的每個節點上用來啟動 pod 和 container 等； kubectl: 用來與叢集通訊的命令列工具。 kubeadm 不能 幫您安裝或管理 kubelet 或 kubectl ，所以得保證他們滿足通過 kubeadm 安裝的 Kubernetes 控制層對版本的要求。如果版本沒有滿足要求，可能導致一些意外錯誤或問題。 具體相關元件安裝見《附001.kubectl介紹及使用》。2.8 正式安裝
1 [root@master ~]# cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 2 [kubernetes] 3 name=Kubernetes 4 baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ 5 enabled=1 6 gpgcheck=1 7 repo_gpgcheck=1 8 gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg 9 EOF 10 #配置yum源 11 [root@master ~]# yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes說明：同時安裝了cri-tools, kubernetes-cni, socat三個依賴： socat：kubelet的依賴； cri-tools：即CRI(Container Runtime Interface)容器執行時介面的命令列工具。
1 [root@master ~]# systemctl enable kubelet提示：所有節點均建議如上操作。此時不需要啟動kubelet，初始化的過程中會自動啟動的，如果此時啟動了會出現報錯，忽略即可。
2.9 其他調整
Kubernetes 從1.8版本開始要求關閉系統的Swap，如果不關閉，預設配置下kubelet將無法啟動。1 [root@master ~]# echo "vm.swappiness=0" >> /etc/sysctl.d/k8s.conf 2 [root@master ~]# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf
提示：同時需要注意fstba等系統掛載的swap。
三 初始化最簡叢集-Mater
3.1 Master上初始化
1 [root@master ~]# kubeadm init --kubernetes-version=v1.14.0 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
1 [root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube 2 [root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config 3 [root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config提示：選擇flannel作為Pod網路外掛，所以上面的命令指定–pod-network-cidr=10.244.0.0/16。 預設使用k8s.gcr.io拉取映象，國內使用者可通過以下命令使用阿里源： kubeadm init --kubernetes-version=v1.14.0 --image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
1 [root@master ~]# export KUBECONFIG=$HOME/.kube/config #宣告配置檔案附加：初始化過程粗略解析： 初始化Kubernetes大致步驟如下：
- [kubelet-start] 生成kubelet的配置檔案”/var/lib/kubelet/config.yaml”
- [certificates]生成相關的各種證書
- [kubeconfig]生成相關的kubeconfig檔案
- [bootstraptoken]生成token記錄下來，後邊使用kubeadm join往叢集中新增節點時會用到
3.2 檢視叢集狀態
1 [root@master ~]# kubectl get cs
2 NAME STATUS MESSAGE ERROR
3 controller-manager Healthy ok
4 scheduler Healthy ok
5 etcd-0 Healthy {"health":"true"}
四 安裝flannel外掛
4.1 NIC外掛介紹
Calico 是一個安全的 L3 網路和網路策略提供者。 Canal 結合 Flannel 和 Calico， 提供網路和網路策略。 Cilium 是一個 L3 網路和網路策略外掛， 能夠透明的實施 HTTP/API/L7 策略。 同時支援路由（routing）和疊加/封裝（ overlay/encapsulation）模式。 Contiv 為多種用例提供可配置網路（使用 BGP 的原生 L3，使用 vxlan 的 overlay，經典 L2 和 Cisco-SDN/ACI）和豐富的策略框架。Contiv 專案完全開源。安裝工具同時提供基於和不基於 kubeadm 的安裝選項。 Flannel 是一個可以用於 Kubernetes 的 overlay 網路提供者。 Romana 是一個 pod 網路的層 3 解決方案，並且支援 NetworkPolicy API。Kubeadm add-on 安裝細節可以在這裡找到。 Weave Net 提供了在網路分組兩端參與工作的網路和網路策略，並且不需要額外的資料庫。 CNI-Genie 使 Kubernetes 無縫連線到一種 CNI 外掛，例如：Flannel、Calico、Canal、Romana 或者 Weave。 提示：本實驗使用flannel外掛，附加演示了另一種外掛Weave的安裝。4.2 下載flannel配置
1 [root@master ~]# mkdir flannel 2 [root@master ~]# cd flannel/ 3 [root@master flannel]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/62e44c867a2846fefb68bd5f178daf4da3095ccb/Documentation/kube-flannel.yml 4 [root@master flannel]# kubectl apply -f kube-flannel.yml 5 [root@master ~]# kubectl get pod --all-namespaces -o wide #檢視相關pod延伸： 使用kubeadm初始化的叢集，出於安全考慮Pod不會被排程到Master Node上，其策略是因為當前的master節點node1被打上了node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule的汙點：
1 [root@master ~]# kubectl describe node master | grep Taint 2 Taints: node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule附加：安裝weave外掛
1 [root@master ~]# kubectl apply -f "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n')"提示：kubeadm 只支援基於容器網路介面（CNI）的網路而且不支援 kubenet。
1 [root@master ~]# kubectl get pods --all-namespaces #檢視驗證 2 [root@master ~]# kubectl get nodes提示：更多Kubetcl使用參考：https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/kubectl/ https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/overview/ 更多kubeadm使用參考：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
五 Node節點安裝
5.1 node節點準備
執行完所有2.2——2.9步驟。5.2 加入叢集
1 [root@node1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 2 [root@node1 ~]# kubeadm join 172.24.8.71:6443 --token v6xij5.cdhd5h5hspohf1kc \ 3 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:94b9a19c3d4b9bd7b4f0ff86a882dad5fe4549b0365626e7f4d26831c9caa0c4 4 [root@node2 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 5 [root@node2 ~]# kubeadm join 172.24.8.71:6443 --token v6xij5.cdhd5h5hspohf1kc \ 6 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:94b9a19c3d4b9bd7b4f0ff86a882dad5fe4549b0365626e7f4d26831c9caa0c4注意：預設為0，修改為1，則開啟IP轉發功能，修改後立刻生效，但重啟後失效。
5.3 確認驗證
1 [root@master ~]# kubectl get nodes #節點狀態 2 [root@master ~]# kubectl get cs #元件狀態 3 [root@master ~]# kubectl get serviceaccount #服務賬戶 4 [root@master ~]# kubectl cluster-info #叢集資訊 5 [root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system -o wide #所有服務狀態提示：更多Kubetcl使用參考：https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/kubectl/ https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/overview/ 更多kubeadm使用參考：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
六 開啟IPVS
6.1 修改ConfigMap
1 [root@master ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system #模式改為ipvs
2 ……
3 mode: "ipvs"
4 ……
5 [root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'
6 [root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy #檢視proxy的pod
7 [root@master ~]# kubectl logs kube-proxy-mgqfs -n kube-system #檢視任意一個proxy pod的日誌
七 叢集節點移除
7.1 master節點移除node2
1 [root@master ~]# kubectl drain node2 --delete-local-data --force --ignore-daemonsets 2 [root@master ~]# kubectl delete node node2 3 [root@master ~]# kubectl get nodes
7.2 node2節點重置
1 [root@node2 ~]# kubeadm reset 2 [root@node2 ~]# ifconfig cni0 down 3 [root@node2 ~]# ip link delete cni0 4 [root@node2 ~]# ifconfig flannel.1 down 5 [root@node2 ~]# ip link delete flannel.1 6 [root@node2 ~]# rm -rf /var/lib/cni/
7.3 解除安裝（刪除）叢集
參考6.1+6.2刪除所有叢集節點，然後sudo kubeadm reset。八 測試叢集
8.1 建立測試service
1 [root@master ~]# kubectl run nginx --replicas=2 --labels="run=load-balancer-example" --image=nginx --port=80 2 [root@master ~]# kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --name=example-service #暴露埠 3 [root@master ~]# kubectl get service #檢視服務狀態 4 [root@master ~]# kubectl describe service example-service #檢視資訊
8.2 測試訪問
1 [root@master ~]# curl 10.102.244.218:80
1 [root@master ~]# kubectl get pod -o wide #檢視endpoint
1 [root@master ~]# curl 10.244.3.2:80 #訪問endpoint，與訪問服務ip結果相同 2 [root@master ~]# curl 10.244.1.2:80
附一：kubeadm init引數
作用：初始化一個Kubernetes master節點 語法：kubeadm init [flags] 引數： 1 --apiserver-advertise-address string：API Server將要廣播的監聽地址。如指定為`0.0.0.0` 將使用預設的網絡卡地址。
2 --apiserver-bind-port int32：API Server繫結的埠，預設值: 6443
3 --apiserver-cert-extra-sans stringSlice：可選的額外提供的證書的別名，（SANs）用於指定API Server的伺服器證書。可以是IP地址也可以是DNS名稱。
4
5 --cert-dir string：證書的儲存路徑，預設值: "/etc/kubernetes/pki"
6 --config string：kubeadm配置檔案的路徑。
7 --cri-socket string：指明要連線的CRI socket檔案，預設值: "/var/run/dockershim.sock"
8 --dry-run：不會應用任何改變，只會輸出將要執行的操作，即測試執行。
9 --feature-gates string：鍵值對的集合，用來控制各種功能的開關。可選項有:
10 Auditing=true|false (當前為ALPHA狀態 - 預設值=false)
11 CoreDNS=true|false (預設值=true)
12 DynamicKubeletConfig=true|false (當前為BETA狀態 - 預設值=false)
13 -h, --help：獲取init命令的幫助資訊。
14 --ignore-preflight-errors stringSlice：忽視檢查項錯誤列表，列表中的每一個檢查項如發生錯誤將被展示輸出為警告，而非錯誤。例如: 'IsPrivilegedUser,Swap'. 如填寫為 'all' 則將忽視所有的檢查項錯誤。
15 --kubernetes-version string：為control plane選擇一個特定的Kubernetes版本，預設值: "stable-1"
16 --node-name string：指定節點的名稱。
17 --pod-network-cidr string：指明pod網路可以使用的IP地址段。如果設定了這個引數，control plane將會為每一個節點自動分配CIDRs。
18 --service-cidr string：為service的虛擬IP地址另外指定IP地址段，預設值: "10.96.0.0/12"
19 --service-dns-domain string：為services另外指定域名, 例如： "myorg.internal"，預設值: "cluster.local"
20 --skip-token-print：不打印出由 `kubeadm init` 命令生成的預設令牌。
21 --token string：這個令牌用於建立主從節點間的雙向受信連結。格式為 [a-z0-9]{6}\.[a-z0-9]{16} - 示例：abcdef.0123456789abcdef
22 --token-ttl duration：令牌被自動刪除前的可用時長 (示例： 1s, 2m, 3h). 如果設定為 '0', 令牌將永不過期。預設值: 24h0m0s
附二：kubeadm init過程
- kubeadm init 命令通過執行下列步驟來啟動一個 Kubernetes master 節點。
- 在做出變更前執行一系列的預檢項來驗證系統狀態。一些檢查專案僅僅觸發警告，其它的則會被視為錯誤並且退出 kubeadm，除非問題被解決或者使用者指定了 --ignore-preflight-errors=<list-of-errors> 引數。
- 生成一個自簽名的 CA證書 (或者使用現有的證書，如果提供的話) 來為叢集中的每一個元件建立身份標識。如果使用者已經通過 --cert-dir 配置的證書目錄（預設值為 /etc/kubernetes/pki）提供了他們自己的 CA證書 以及/或者 金鑰， 那麼將會跳過這個步驟。如果指定了 --apiserver-cert-extra-sans 引數, APIServer 的證書將會有額外的 SAN 條目，如果必要的話，將會被轉為小寫。
- 將 kubeconfig 檔案寫入 /etc/kubernetes/ 目錄以便 kubelet、controller-manager 和 scheduler 用來連線到 API server，它們每一個都有自己的身份標識，同時生成一個名為 admin.conf 的獨立的 kubeconfig 檔案，用於管理操作。
- 如果 kubeadm 被呼叫時附帶了 --feature-gates=DynamicKubeletConfig 引數, 它會將 kubelet 的初始化配置寫入 /var/lib/kubelet/config/init/kubelet 檔案中。 這個功能現在是預設關閉的，但是在未來的版本中很有可能會預設啟用。
- 為 API server、controller manager 和 scheduler 生成靜態 Pod 的清單檔案。假使沒有提供一個外部的 etcd 服務的話，也會為 etcd 生成一份額外的靜態 Pod 清單檔案。
- 靜態 Pod 的清單檔案被寫入到 /etc/kubernetes/manifests 目錄，kubelet 會監視這個目錄以便在系統啟動的時候建立 Pods。
- 一旦 control plane 的 Pods 都執行起來， kubeadm init 的工作流程就繼續往下執行。
- 如果 kubeadm 被呼叫時附帶了 --feature-gates=DynamicKubeletConfig 引數, 它將建立一份 ConfigMap 和一些便於 kubelet 訪問這份 ConfigMap 的 RBAC 規則，並且通過將 Node.spec.configSource 指向到新建立的 ConfigMap 來更新節點設定。這樣它就完成了對 Kubelet 的動態配置。 這個功能現在是預設關閉的，但是在未來的版本中很有可能會預設啟用。
- 對 master 節點應用 labels 和 taints 以便不會在它上面執行其它的工作負載。
- 生成令牌以便其它節點以後可以使用這個令牌向 master 節點註冊它們自己。 可選的，使用者可以通過 --token 提供一個令牌。
- 為了使得節點能夠遵照 Bootstrap Tokens 和 TLS Bootstrap這兩份文件中描述的機制加入到叢集中，kubeadm 會執行所有的必要配置：
- 建立一份 ConfigMap 提供新增叢集節點所需的資訊，併為該 ConfigMap 設定相關的 RBAC 訪問規則。
- 使得 Bootstrap Tokens 可以訪問 CSR 簽名 API。
- 對新的 CSR 請求配置為自動簽發。