【云原生】Kubeadmin部署Kubernetes集群

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一、环境准备

1.2调整内核参数

二、所有节点部署docker

三、所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

3.1定义kubernetes源

3.2开机自启kubelet

四、部署K8S集群

4.1查看初始化需要的镜像

4.2在 master 节点上传 v1.20.11.zip 压缩包至 /opt 目录

4.3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

4.4初始化kubeadm

方法一：

方法二

4.5设定kubectl

4.6所有节点部署网络插件flannel

方法一：

方法二：

4.7在master节点查看节点状态

4.8测试 pod 资源创建

4.9暴露端口提供服务

4.10测试访问

4.11扩展3个副本

五、部署 Dashboard

六、安装Harbor私有仓库

6.1修改主机名

6.2所有节点加上主机名映射

6.3安装 docker

6.4安装 Harbor

6.5生成证书

6.6在一个node节点上登录harbo

6.7上传镜像

6.8在master节点上删除之前创建的nginx资源 

七、内核参数优化方案

---

一、环境准备

master（2C/4G，cpu核心数要求大于2）  	192.168.10.19		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G）						 	192.168.10.20		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G）						 	192.168.10.21		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点（hub.kgc.com）			    192.168.10.13		docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

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

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
192.168.10.19 master01
192.168.10.20 node01
192.168.10.21 node02

1.2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  

二、所有节点部署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.iomkdir /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

三、所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

3.1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
EOFyum install -y kubelet-1.20.11 kubeadm-1.20.11 kubectl-1.20.11

3.2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

四、部署K8S集群

4.1查看初始化需要的镜像

kubeadm config images list

4.2在 master 节点上传 v1.20.11.zip 压缩包至 /opt 目录

unzip v1.20.11.zip -d /opt/k8s
cd /opt/k8s/v1.20.11
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

4.3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

4.4初始化kubeadm

方法一：

kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yamlcd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.10.19		#指定master节点的IP地址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.20.11				#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kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，K8S V1.16版本开始替换为 --upload-certs
#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=192.168.10.19 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.20.11 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \--token-ttl=0

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

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

提示：

......
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:mkdir -p $HOME/.kubesudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/configsudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/configAlternatively, if you are the root user, you can run:export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.confYou should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:kubeadm join 192.168.10.19:6443 --token wfjo7j.baa0aheyw39w3m7h \--discovery-token-ca-cert-hash sha256:77100ff66b20100cbd9f1c289788e43aee69c5b4e24cc2c74c2e5d634a074fdc 

4.5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
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config//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=192.168.10.19		#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192.168.10.19（有两处）
#- --port=0					# 搜索port=0，把这一行注释掉systemctl restart kubelet

4.6所有节点部署网络插件flannel

方法一：

/所有节点上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，master节点上传 kube-flannel.yml 文件

cd /opt
docker load < flannel.tar

在 master 节点创建 flannel 资源

kubectl apply -f kube-flannel.yml 

方法二：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.ymlkubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml#在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
kubeadm join 192.168.10.19:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \--discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2

4.7在master节点查看节点状态

kubectl get nodeskubectl get pods -n kube-systemNAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-bccdc95cf-c9w6l          1/1     Running   0          71m
coredns-bccdc95cf-nql5j          1/1     Running   0          71m
etcd-master                      1/1     Running   0          71m
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          70m
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          70m
kube-flannel-ds-amd64-kfhwf      1/1     Running   0          2m53s
kube-flannel-ds-amd64-qkdfh      1/1     Running   0          46m
kube-flannel-ds-amd64-vffxv      1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-558p8                 1/1     Running   0          2m53s
kube-proxy-nwd7g                 1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-qpz8t                 1/1     Running   0          71m
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          70m

4.8测试 pod 资源创建

kubectl create deployment nginx --image=nginxkubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-zr2xs   1/1     Running   0          14m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>

4.9暴露端口提供服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePortkubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        3h57m
myapp-ky20   NodePort    10.96.56.120   <none>        80:32404/TCP   3s

4.10测试访问

​curl http://node01:32404

4.11扩展3个副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-9kh4s   1/1     Running   0          66s   10.244.1.3   node01   <none>           <none>
nginx-554b9c67f9-rv77q   1/1     Running   0          66s   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
nginx-554b9c67f9-zr2xs   1/1     Running   0          17m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>

五、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-dashboardname: kubernetes-dashboardnamespace: kubernetes-dashboard
spec:ports:- port: 443targetPort: 8443nodePort: 30001     #添加type: NodePort          #添加selector:k8s-app: kubernetes-dashboardkubectl 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
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
https://NodeIP:30001

六、安装Harbor私有仓库

6.1修改主机名

hostnamectl set-hostname hub.kgc.com

6.2所有节点加上主机名映射

echo '192.168.10.23 hub.kgc.com' >> /etc/hosts

6.3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#所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置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"},"insecure-registries": ["https://hub.kgc.com"]
}
EOFsystemctl start docker
systemctl enable docker

6.4安装 Harbor

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-composetar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
vim harbor.cfg
5  hostname = hub.kgc.com
9  ui_url_protocol = https
24 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59 harbor_admin_password = Harbor12345

6.5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#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：KGC
输入机构名：KGC
输入域名：hub.kgc.com
输入管理员邮箱：[e-mail]
其它全部直接回车#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.crtchmod +x /data/cert/*cd /opt/harbor/
./install.sh

​在本地使用火狐浏览器访问：https://hub.kgc.com​

添加例外 -> 确认安全例外

用户名：admin

密码：Harbor12345

6.6在一个node节点上登录harbo

docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.kgc.com

6.7上传镜像

docker tag nginx:latest hub.kgc.com/library/nginx:v1
docker push hub.kgc.com/library/nginx:v1

6.8在master节点上删除之前创建的nginx资源 

kubectl delete deployment nginxkubectl create deployment nginx-deployment --image=hub.kgc.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80kubectl get svc,pods
NAME                       TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)     AGE
service/kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP     10m
service/nginx-deployment   ClusterIP   10.96.222.161   <none>        30000/TCP   3m15sNAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-bv5bz   1/1     Running   0          16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-fq8wr   1/1     Running   0          16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-xrg45   1/1     Running   0          3m39syum install ipvsadm -y
ipvsadm -Lncurl 10.96.222.161:30000kubectl edit svc nginx-deployment
25   type: NodePort						#把调度策略改成NodePortkubectl get svc
NAME                       TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
service/kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           29m
service/nginx-deployment   NodePort    10.96.222.161   <none>        30000:32340/TCP   22m

浏览器访问：

192.168.10.19:32340

192.168.10.20:32340

192.168.10.21:32340

#将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous 

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

七、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