kubeadm部署K8S

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一、安装部署K8S准备

1.1 服务器准备

服务器IP地址需要安装的服务/组件
master(2C/4G,cpu核心数要求大于2)192.168.142.10docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01(2C/2G)192.168.142.20docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02(2C/2G)192.168.142.30docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点(hub.test.com)192.168.142.40docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

1.2 部署步骤

  1. 在所有节点上安装Docker和kubeadm
  2. 部署Kubernetes Master
  3. 部署容器网络插件
  4. 部署 Kubernetes Node,将节点加入Kubernetes集群中
  5. 部署 Dashboard Web 页面,可视化查看Kubernetes资源
  6. 部署 Harbor 私有仓库,存放镜像资源

二、环境准备

2.1 所有节点操作

#所有节点,关闭防火墙规则,关闭selinux,关闭swap交换
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
swapoff -a						#交换分区必须要关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab		#永久关闭swap分区,&符号在sed命令中代表上次匹配的结果
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

#修改主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

#//所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
192.168.142.10 master01
192.168.142.20 node01
192.168.142.30 node02

#调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式,可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

#生效参数
sysctl --system

2.2 所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  }
}
EOF
#使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理,因为相对Cgroupfs而言,Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。
#日志使用json-file格式类型存储,大小为100M,保存在/var/log/containers目录下,方便ELK等日志系统收集和管理日志。

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service 

docker info | grep "Cgroup Driver"
Cgroup Driver: systemd      #显示该行即可

2.3 所有节点安装kubeadm,kubelet和kubectl

#定义kubernetes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

yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15

#开机自启kubelet
systemctl enable kubelet.service
#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在,即底层是以容器方式运行,所以kubelet必须设置开机自启

三、部署K8S集群

3.1 初始化kubeadm

#查看初始化需要的镜像
kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15

#在 master 节点上传 v1.20.15.zip 压缩包至 /opt 目录
mkdir /opt/k8s
cd /opt/k8s/
unzip v1.20.15.zip -d /opt/k8s
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

#复制镜像和脚本到 node 节点,并在 node 节点上执行脚本加载镜像文件
scp -r /opt/k8s root@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt

#复制完成后分别在两台node节点上执行脚本
cd /opt/k8s/
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

#初始化kubeadm
#####方法一#####
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml

cd /opt/k8s
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.142.10	#指定master节点的IP地址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.20.15		#指定kubernetes版本号
35 networking:
36   dnsDomain: cluster.local
37   podSubnet: "10.244.0.0/16"		#指定pod网段,10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38   serviceSubnet: 10.96.0.0/16		#指定service网段
39 scheduler: {}
#末尾再添加以下内容
--- 
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs					#把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式

2022-12-12_232515.png

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志

#查看 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log

#kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes/

#存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki


#####方法二#####
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.142.10 \     #设置apiserver通道地址
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \   #设置镜像地址
--kubernetes-version=v1.20.15 \      #设置k8s版本
--service-cidr=10.96.0.0/16 \        #设置service地址
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \   #设置pod地址
--token-ttl=0                        #设置token有效期(0为不限制,生产环境中并不安全)
--------------------------------------------------------------------------------------------
初始化集群需使用kubeadm init命令,可以指定具体参数初始化,也可以指定配置文件初始化。
可选参数:
--apiserver-advertise-address:apiserver通告给其他组件的IP地址,一般应该为Master节点的用于集群内部通信的IP地址,0.0.0.0表示节点上所有可用地址
--apiserver-bind-port:apiserver的监听端口,默认是6443
--cert-dir:通讯的ssl证书文件,默认/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint:控制台平面的共享终端,可以是负载均衡的ip地址或者dns域名,高可用集群时需要添加
--image-repository:拉取镜像的镜像仓库,默认是k8s.gcr.io
--kubernetes-version:指定kubernetes版本
--pod-network-cidr:pod资源的网段,需与pod网络插件的值设置一致。Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16,Calico插件的默认值为192.168.0.0/16;
--service-cidr:service资源的网段
--service-dns-domain:service全域名的后缀,默认是cluster.local
--token-ttl:默认token的有效期为24小时,如果不想过期,可以加上 --token-ttl=0 这个参数
---------------------------------------------------------------------------------------------

3.2 设定kubectl

#kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作,kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf,它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。

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

#方法二初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap,开启 ipvs
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs

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#如果 kubectl get cs 发现集群不健康,更改以下两个文件
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
# 修改如下内容
把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=192.168.142.10	#修改成k8s的控制节点master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成192.168.142.10(有两处)
#- --port=0			# 搜索port=0,把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

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3.3 所有节点部署网络插件flannel

#所有节点上传 flannel 镜像 flannel.tar 和网络插件 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 到 /opt 目录,master节点上传 kube-flannel.yml 文件
cd /opt
docker load < flannel.tar

#在我们安装好kubectl、kubeadm、kubelet时,系统会在/opt目录下自动生成一个cni目录
#/cni/bin目录存放着默认情况下k8s支持的网络插件
#将cni目录进行改名,重新对cni目录进行创建,并存放flannel插件
mv /opt/cni /opt/cni_bak
mkdir -p /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

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#在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml 


cd /opt/k8s/
vim kubeadm-init.log   
#将下方命令格式内容进行复制
#下方命令为node节点以token令牌加入到master所在的k8s集群中

#在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
kubeadm join 192.168.142.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:38b0af0001c7f8ff1gfd984a7c7426946c0c0774acfd93a4b8016b2ff0a23d4a
#以上kubeadm部署K8S集群操作完全结束
    

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#测试 pod 资源创建
kubectl create deployment nginx--test1 --image=nginx

kubectl get all    #查看pod所有信息

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#暴露端口提供服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
#将pod中的nginx容器service资源的80端口暴露出来,暴露为随机端口

#查看service资源,并查看暴露端口情况
kubectl get svc

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#测试访问
curl http://node01:31254   #访问node节点对应的映射端口 
curl 10.110.85.245:80      #访问service资源的IP地址加上80端口
#以上两种访问方式均可验证端口是否正常暴露

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四、部署 Dashboard

#在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim 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:
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

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kubectl apply -f recommended.yaml

#创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system   #创建serviceaccount资源账户dashboard-admin,并且在kube-system命名空间当中进行创建
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin    #做个RBAC资源绑定,进行角色绑定,资源名称为dashboard-admin,用户为kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')      #获取token内容

#使用输出的token登录Dashboard
https://192.168.142.20:30001            #node节点的IP地址

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五、K8S集群对接Harbor仓库

5.1 准备服务器及环境

#在原有K8S集群服务器上添加一台含有docker服务的harbor仓库主机(192.168.142.80)
#修改主机名
hostnamectl set-hostname hub.test.com
#所有节点加上主机名映射
echo '192.168.142.80 hub.test.com' >> /etc/hosts

#关闭防火墙及selinux
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

cd /etc/docker/    #到docker主配置文件目录下,添加jaso文件,并使用其他节点目录下的文件模板
vim daemon.jaso    #添加以下内容

{
  "insecure-registries": ["https://192.168.142.80"],    #添加私有仓库指向的IP地址(其他节点均要添加改行配置)
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],    
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  }

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#所有主机节点配置完成后,重启docker服务
systemctl restart docker
systemctl enable docker

5.2 搭建harbor仓库

#在192.168.142.80主机上进行操作
#上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

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tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/

vim harbor.cfg
5行  hostname = hub.test.com
9行  ui_url_protocol = https
24行 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25行 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59行 harbor_admin_password = Harbor12345

#生成证书
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私钥
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
输入两遍密码:123456

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#生成证书签名请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr
输入私钥密码:123456
输入国家名:CN
输入省名:BJ
输入市名:BJ
输入组织名:TEST
输入机构名:TEST
输入域名:hub.test.com
输入管理员邮箱:admin@test.com
其它全部直接回车

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#备份私钥
cp server.key server.key.org

#清除私钥密码
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
输入私钥密码:123456

#签名证书
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./install.sh

#在本地使用浏览器访问: https://192.168.142.80(不要使用谷歌浏览器)
用户名:admin
密码: Harbor12345

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#在一个node节点上登录harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 https://192.168.142.80

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#上传镜像
docker tag nginx:latest 192.168.142.80/library/nginx:test1   #给镜像添加标签
docker push 192.168.142.80/library/nginx:test1               #给镜像进行推送上传

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#在master节点上删除之前创建的nginx资源
kubectl delete deployment nginx

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#在两个node节点都删除nginx的镜像
docker images    #查看现有镜像
docker rmi 605c77e624dd   #指定镜像ID进行删除镜像

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# master节点验证从私有仓库中进行镜像的拉取
kubectl create deployment nginx-test --image=192.168.142.80/library/nginx:test1 --replicas=3 --port=80
#创建副本控制器nginx-test,并拉取仓库中镜像名为192.168.142.80/library/nginx:test1的镜像进行pod的启动,并设置副本数量为3(镜像名与上传镜像名一致)
kubectl expose deployment nginx-test --port=30080 --target-port=80
#将nginx80端口进行映射,映射为30080

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#分别进入三个容器,对nginx页面文件进行修改
kubectl exec -it nginx-test-776ccdc6d6-csrfr sh
cd /usr/share/nginx/html
echo 'this is web1' > index.html   #另外两个容器页面内容做区分,如下所示

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六、补充:内核参数优化方案

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
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,只有当系统内存不足(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				#指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963					#仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF



初始化失败,进行的操作
# kubeadm reset -f
# ipvsadm --clear 
# rm -rf ~/.kube
# 再次进行初始化