Kubernetes - 实战：Kubeadm快速部署K8S集群

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 >

1. 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

2. 学习目标

1、在所有节点上安装Docker和kubeadm；
2、部署KubernetesMaster；
3、部署容器网络插件；
4、部署KubernetesNode，将节点加入Kubernetes集群中；
5、部署DashboardWeb页面，可视化查看Kubernetes资源；

3. 准备环境

角色	IP
k8s-master	192.168.31.61
k8s-node1	192.168.31.62
k8s-node2	192.168.31.63

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
192.168.31.61 k8s-master
192.168.31.62 k8s-node1
192.168.31.63 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

4. 所有节点安装Docker/kubeadm/kubelet

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

4.1 安装Docker

$ 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-18.06.1.ce-3.el7
$ systemctl enable docker && systemctl start docker
$ docker --version
Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a

# cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

4.2 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

4.3 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

5. 部署Kubernetes Master

在192.168.31.61（Master）执行。

$ kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.31.61 \
  --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

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。

使用kubectl工具：

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

7. 加入Kubernetes Node

在192.168.31.62/63（Node）执行。

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

$ kubeadm join 192.168.31.61:6443 --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 192.168.31.61:6443 --token nuja6n.o3jrhsffiqs9swnu --discovery-token-ca-cert-hash sha256:63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

kubeadm token create --print-join-command

https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-join/

8. 网络方案（CNI）

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#pod-network

8.1 Flannel

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

修改国内镜像仓库。

8.2 Calico

https://docs.projectcalico.org/getting-started/kubernetes/quickstart

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

下载完后还需要修改里面配置项：

根据实际网络规划修改Pod CIDR（CALICO_IPV4POOL_CIDR）
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）

修改完后应用清单：

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

9. 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 nginx --image=nginx
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
$ kubectl get pod,svc

访问地址：http://NodeIP:Port

10. 部署 Dashboard

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-beta8/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：

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

访问地址：https://NodeIP:30001

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
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
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。

05、Kubernetes - 实战：Kubeadm快速部署K8S集群