Kubernetes 系列 | k8s入门运维

一、K8S集群搭建

1.1 部署方式

• kubeadm
  Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群
• 二进制
  从github下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群

1.2 了解kubeadm

kubeadm 通过执行必要的操作来启动和运行一个最小可用的集群。它被故意设计为只关心启动集群，而不是准备节点环境的工作：

• kubeadm init 启动一个 Kubernetes 主节点
• kubeadm join 启动一个 Kubernetes 工作节点并且将其加入到集群
• kubeadm upgrade 更新一个 Kubernetes 集群到新版本
• kubeadm config 管理集群的配置
• kubeadm token 使用 kubeadm join 来管理令牌
• kubeadm reset 还原之前使用 kubeadm init 或者 kubeadm join 对节点产生的改变
• kubeadm version 打印出 kubeadm 版本
• kubeadm alpha 预览一组可用的新功能以便从社区搜集反馈

1.3 部署流程

v1.25搭建直通车
下文的流程只是参考并不是可实操的文档，若需要部署请使用上文。

1.3.1 初始化配置

1. 关闭防火墙、selinux、swap

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld &&systemctl disable firewalld
#关闭 SELinux
getenforce
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
#关闭 swap 分区
free -h
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

2. 设置主机名

#设置主机名   
hostnamectl set-hostname <hostname>  

3. 挂载存储

etcd盘
docker盘
kubelet盘

4. 内核参数调优

将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1  
其他参数
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1  
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0  
net.ipv4.ip_local_port_range = 40000 60000  
vm.swappiness = 0  
kernel.pid_max = 655350

5. 时间同步

手动同步
ntpdate
chrony

1.3.2 安装容器运行时

1. 安装CRI

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O
/etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y  imstall  docker-ce/containerd 

2. 调整cgroups驱动

$ cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

3. 启动并开机自启

systemctl enable docker && systemctl start docker

1.3.3 安装K8S软件包

1. 添加K8S的yum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

2. 安装kubeadm、kubelet、kubectl

dnf install -y kubelet-1.25.7 kubeadm-1.25.7 kubectl-1.25.7 \--disableexcludes=kubernetes

3. 设置开机自启

systemctl enable --now kubelet

1.3.4 创建集群

1. 初始化控制平面节点

kubeadm init \--apiserver-advertise-address=192.168.100.10 \--image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \--kubernetes-version=v1.25.7 \--service-cidr=10.96.0.0/16 \--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \--token-ttl=0 # 如果不设置为 0 ，默认的 token 有效期是 24 小时

2. 拷贝配置文件

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

3. 加入节点

kubeadm join 10.10.102.224:6443 --token mu567i.b2e80ic54vhr13yl \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:f812c6b9e157ee6c0bd11d85f59252fd8b33f349af30167738aa766442d77e33
#重新生成token
kubeadm token create --print-join-command

4. 部署网络插件

wget https://projectcalico.docs.tigera.io/v3.25/manifests/calico.yaml
kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system

二、集群高可用

1.1 集群高可用-堆叠

1.2 集群高可用-集群外etcd

三、Pod运维

3.1 Pod运维

3.2 Pod的生命周期

3.3 Pod状况

简介
可以通过查看Pod的Condition列表了解更多信息，pod的Condition指示pod是否已达到某个状态，以及为什么会这样，与状态相反，一个Pod同时具有多个Conditions
pod的条件表

Pod Condition	描述
PodScheduled	表示pod是否已调度到节点
Initialized	Pod的 init容器都已成功完成
ContainersReady	Pod 中所有容器都已就绪
Ready	Pod 可以为请求提供服务，并且应该被添加到对应服务的负载均衡池中

显示Pod的状况

kubectl describe po <pod-name> -n <namespace> | grep Conditions: -A5

3.4 Pod阶段

简介
Pod 的阶段（Phase）是 Pod 在其生命周期中所处位置的简单宏观概述。 该阶段并不是对容器或 Pod 状态
的综合汇总，也不是为了成为完整的状态机。
pod的条件表

显示Pod的阶段

kubectl get po <pod-name> -n <namespace> -o yaml | grep phase:

3.5 容器状态

3.6 Pod调度

影响Pod调度

3.7 Pod排错

排错过程中常用命令

查看 Pod 状态: kubectl get pod <pod-name> -n <namespace> -o wide
查看 Pod 的 yaml 配置: kubectl get pod <pod-name> -n <namespace> -o yaml
查看 Pod 事件: kubectl describe pod <pod-name> -n <namespace>
查看容器日志: kubectl logs -f <pod-name> [-c <container-name>] -n <namespace> --tail=10
查看上一个退出容器日志：kubectl logs <pod-name> [-c <container-name>] -n <namespace> -p

3.8 Pod状态

Pod状态-Pending

Pod状态- ContainerCreating 或Waiting

Pod状态-CrashLoopBackOff

Pod状态-ImagePullBackOff

四、Node运维

主机上线

主机下线

主机重命名

1. 备份节点yaml文件
   kubectl get node -o yaml > nodename.yaml
2. 节点下线
3. 清理数据
   清理iptables/IPVS表
   iptables:iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
   ipvs:ipvsadm -C
   清理calico数据
   rm -rf /var/lib/calico
4. 设置节点名称
5. 加入集群
   kubeadm join xxx
6. 恢复节点标签和污点信息
   kubectl edit node

主机标签污点管理

• 标签管理

查看主机标签：kubectl get node --show-labels
添加主机标签：kubectl label node key=value
移除主机标签：kubectl label node key-

• 污点管理

查看主机污点：kubectl describe node
添加主机污点：kubectl taint node key=value:污点策略
移除主机污点：kubectl taint node key-

• 污点策略

NoSchedule : 一定不被调度
PreferNoSchedule ： 尽量不被调度
NoExecute : 不会调度，并且还会驱逐Node已有Pod
主机常规处理

• 内存清理

在当前节点上使用命令free -g 查看内存使用情况
使用命令清理：echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

• 主机重启

优先做POD驱逐，如果驱逐不了直接停止该节点上的kubelet和docker。
kubectl drain nodename
systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
然后使用命令reboot

• 主机镜像清理

docker image prune -a

• CPU异常

查看主机使用情况：top
查看各个进程CPU使用情况
查看异常进程具体执行命令，判断异常进程属于哪个服务，执行命
令：cat /proc/异常进程的PID/cmdline
反馈进程相关方

• 主机僵尸进程
• 查看主机僵尸是否存在

在当前节点上使用命令 top

• 查看主机僵尸

如果存在僵尸进程，找到相关进程：ps -e | grep defunct

• 查看主机僵尸

尝试找到僵尸进程的父进程，如果不是父进程Pid不为1，通过kill掉父进程，执行命令：kill -9 父进程Pid，从而处理僵尸
进程；但僵尸进程的父进程若为1，或者没有父进程，需要重启问题机器

• 主机不可用
  查看异常节点
  kubectl get node -owide | grep NotReady
  查看节点异常信息
  kubectl describe node

查看主机相关组件状态
systemctl status docker/kubelet
查看主机相关组件日志
journalctl -u docker/kubelet -f
tail -f /var/log/message

五、Etcd运维

etcd命令一

• 设置v版本的API

export ETCDCTL_API=3

• 查看ETCD高可用集群健康状态

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 endpoint health

• 查看etcd高可用集群列表

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 member list
etcd命令二

• 查看etcd高可用集群leader

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 endpoint status

• 删除成员

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 member remove <MEMBER_ID>

• 添加成员

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 member add <etcd_name> <etcd_http_port>

etcd命令三

• Etcd集群性能检查

etcdctl --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt –
key=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --write-out=table --endpoints=:2379,:2379,
:2379 check perf

• 检查结果

执行返回failed表示集群状况不佳

Etcd 数据备份

• 数据备份

backpath=/data/etcdbackup/
respath=/var/lib/etcd/
mkdir -p /data/etcdbackup/
etcdendpoints=“localhost:2379”
backupfile=“$now.snapshot.db”
export ETCDCTL_API=3
etcdctl --cacert /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt --key
/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --endpoints $etcdendpoints snapshot save $backpath/$backupfile

Etcd 数据恢复

• 停etcd服务

mv /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml /etc/kubernetes/

• 备份数据

mv /var/lib/etcd /var/lib/etcd.bak

• 恢复数据

etcdctl --cacert /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt --key
/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key snapshot restore
<备份文件> --name= --initial-cluster==https://:2380,
=https://:2380,=https://:2380 --initialadvertise-peer-urls=https://:2380 --data-dir=/var/lib/etcd

–data-dir表示etcd数据目录
–name表示etcd集群节点名，一般为主机名也可以是其他，不冲突即可
–initial-advertise-peer-urls表示当前节点ip地址
–initial-cluster表示集群各个节点信息

• 恢复etcd服务

mv /etc/kubernetes/etcd.yaml /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml

六、Corndns运维

k8s DNS运维

• Kubernetes 中 Pod 的 DNS 策略有四种类型。

1.Default：Pod 继承所在主机上的 DNS 配置；
2.ClusterFirst：K8s 的默认设置；先在 K8s 集群配置的 coreDNS 中查询，查不到的再去继承自主机的上游
nameserver 中查询；
3.ClusterFirstWithHostNet：对于网络配置为 hostNetwork 的 Pod 而言，其 DNS 配置规则与 ClusterFirst 一致；
4.None：忽略 K8s 环境的 DNS 配置，只认 Pod 的 dnsConfig 设置。

• resolv.conf
  在部署 pod 的时候，如果用的是 K8s 集群的 DNS，那么 kubelet 在起 pause 容器的时候，会将其 DNS 解析配置初始化成集群内的配置。
  
  coredns 常见问题
• 添加自定义host

编辑configmap:kubectl edit cm coredns -n kube-system

• 添加集群外dns地址

方式一：修改coredns主机上/etc/resolv.conf
重启coredns
方式二：修改配置将forward改为proxy：
kubectl edit cm coredns -n kube-system

• 对dns抓包

1.corednsPod所在的主机，查看coredns的网卡：
route -n
2.对网卡进行抓包
tcpdump -i <网卡> udp and port 53 -w dns.pcap

七、Ingress-controller运维

ingress控制器借助service的服务发现机制实现配置的动态更新以实现Pod的负载均衡机制实现
排查命令

查看ingress-controller日志
kubectl logs -f -n kube-system <pod-name> --tail=10
查看应用访问日志
kubectl exec -it -n kube-system <pod-name> bash
cd /var/log/nginx/
查看nginx错误日志
kubectl exec -it -n kube-system <pod-name> bash
tail -f /var/log/nginx/error.log
查看nginx配置
kubectl exec -it -n kube-system <pod-name> bash
more /etc/nginx/nginx.conf
查看nginx后端服务
需额外开启对应端口：--status-port（http 10246） --stream-port（tcp/udp 10247）

八、Calico运维

Node之间是否允许IPIP协议通过：
在master上 ping calico pod的ip，calico的ipip数据抓包命令为：tcpdump -i 物理网卡 ip proto 4 -n
其中ip proto 4为 ipip的协议号

如果抓不到数据包，说明Node之间没有放开IPIP数据包。
检查calico相关的pod的状态是否正常：
calico-node所包含的pod必须为running和ready状态

calico 网络常见排查思路
检查kubelet识别的NodeIP是否正确：
kubelet自动检测本机网卡的IP，有时会识别错误的IP地址，例如docker网卡的地址当做NodeIP
kubec get node -o wide
检查Calico 识别的Node IP是否与Kubelet识别的NodeIP 一致：
在calicoctl所在的Pod中，执行calicoctl get node -o wide
如果出现不一致，可以通过修改calico-node ds的环境变量来配置，图例ens33是网卡名，根据实际环境修改也支持模糊匹配，顺序匹配，比如：
-name: IP_AUTODETECTION_METHOD
value: interface=ens*,enp1sd*
或者
-name: IP_AUTODETECTION_METHOD
value: interface=ens33,eth0 #表明先找ens33网卡，找不到
就找eth0网卡

 刷新iptables，在Pod无法ping通的Node上刷新iptables规则：
由于可能存在遗留的iptables导致calico无法访问
iptables -F
iptables -X
iptables -Z
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -Z
iptables -P FORWARD ACCEPT
查BGP连接状态：
使用netstat -optn|grep 179,查看master与其他node的连接状态是否存在，是否为established
检查建立BGP连接的IP地址是否正确，有时候因为有些Node存在虚IP，或者多网卡会导致建立的BGP连接状态不对。
检查是否关闭源地址校验：
执行sysctl -a | grep rp_filter检查是否关闭地址校验，期望值为0
如果不为0则将下面俩行添加至/etc/sysctl.conf，添加完成后执行sysctl -p
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0

检查selinux&firewalld是否关闭：
selinux及firewalld未关闭可以造成节点ping的通但通过curl或Telnet无法访问端口
1、执行sestatus查看是否关闭selinux，期望selinux关闭状态
如果selinux开启状态则执行setenforce 0临时关闭，永久关闭selinux方法如下：
编辑 /etc/sysconfig/selinux 将SELINUX=enforcing修改成SELINUX=disabled，保持并重启服务器生效
2、执行systemctl status firewalld查看防火墙是否关闭，期望防火墙关闭状态

检查如黑果洞防路火由墙：开启状态，则执行systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
跨主机访问报错：Failed to connect to 10.xxx.xx.232: Invalid argument，这种错一般都是黑洞路由导致的，可以检查
各个主机路由信息
解决方法：修改成正确的blackhole 路由

检查MTU：
mtu导致的问题更准确的说是访问小文件时通，访问大数据时不通，因为ip包头占20字节，所以宿主机网卡和tunl0网卡
mtu值如果相差小于20，则可能造成跨节点的宿主机到容器curl不通，ping得通；同节点的宿主机到容器curl得通，ping
得通。（此现场仅存在calico ipip模式下）
例如物理网卡mtu为1450，tunl0 mtu为1440，则会导致ping的通curl不通，需要将calico mtu修改为1430
修改方法：kubectl edit cm -n kube-system calico-config
修改veth_mtu: "1430"保存后重启所有calico node，重启后再次查看tunl0是否为期望值
检查是否存在防火墙规则或策略路由：
1、检查是否配置了networkpolicy
kubectl get networkpolicy -A
2、检查是否配置策略路由
默认只有3条规则，如果有多的，则询问客户是否可以删除多余的路由规则
删除命令ip rule del pref
3、询问客户是否设置了防火墙规则
查看iptables默认规则：
iptables -nvL FORWARD
如果显示policy DROP则执行 iptables -t filter -P FORWARD ACCEPT
开启自动加规则方法：
/usr/lib/systemd/system/docker.service中 在ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID下加上一行
ExecPost=/usr/sbin/iptables -t filter -P FORWARD ACCEPT

九、证书更新

拉取脚本
git clone https://github.com/yuyicai/update-kube-cert.git
cd update-kubeadm-cert
chmod 755 update-kubeadm-cert.sh
更新证书
每个主控节点都需执行一次
./update-kubeadm-cert.sh all
查看证书
kubeadm certs check-expiration
备份数据（证书和配置）
cp -rp /etc/kubernetes /etc/kubernetes.bak
mv /etc/kubernetes/*.conf /tmp/
更新admin配置
cp /etc/kubernetes/admin.conf
~/.kube/config
重启etcd、apiserver、controller 、manager、scheduler
将/etc/kubernetes/manifests/临时移出，
完成重启