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Kubernetes集群搭建超詳細(xì)總結(jié)(CentOS版)

作者： 無敵碼農(nóng)
系統(tǒng) Linux
學(xué)習(xí)Kubernetes的關(guān)鍵一步就是要學(xué)會(huì)搭建一套k8s集群。在今天的文章中作者將最近新總結(jié)的搭建技巧，無償分享給大家!廢話不多說，直接上干貨!

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學(xué)習(xí)Kubernetes的關(guān)鍵一步就是要學(xué)會(huì)搭建一套k8s集群。在今天的文章中作者將最近新總結(jié)的搭建技巧，無償分享給大家!廢話不多說，直接上干貨!

01、系統(tǒng)環(huán)境準(zhǔn)備

要安裝部署Kubernetes集群，首先需要準(zhǔn)備機(jī)器，最直接的辦法可以到公有云(如阿里云等)申請(qǐng)幾臺(tái)虛擬機(jī)。而如果條件允許，拿幾臺(tái)本地物理服務(wù)器來組建集群自然是最好不過了。但是這些機(jī)器需要滿足以下幾個(gè)條件：

要求64位Linux操作系統(tǒng)，且內(nèi)核版本要求3.10及以上，能滿足安裝Docker項(xiàng)目所需的要求;

機(jī)器之間要保持網(wǎng)絡(luò)互通，這是未來容器之間網(wǎng)絡(luò)互通的前提條件;

要有外網(wǎng)訪問權(quán)限，因?yàn)椴渴鸬倪^程中需要拉取相應(yīng)的鏡像，要求能夠訪問到gcr.io、quay.io這兩個(gè)docker registry,因?yàn)橛行〔糠昼R像需要從這里拉取;

單機(jī)可用資源建議2核CPU、8G內(nèi)存或以上，如果小一點(diǎn)也可以但是能調(diào)度的Pod數(shù)量就比較有限了;

磁盤空間要求在30GB以上，主要用于存儲(chǔ)Docker鏡像及相關(guān)日志文件;

在本次實(shí)驗(yàn)中我們準(zhǔn)備了兩臺(tái)虛擬機(jī)，其具體配置如下：

2核CPU、2GB內(nèi)存，30GB的磁盤空間;

Unbantu 20.04 LTS的Sever版本，其Linux內(nèi)核為5.4.0;

內(nèi)網(wǎng)互通，外網(wǎng)訪問權(quán)限不受控制;

02、Kubernetes集群部署工具Kubeadm介紹

作為典型的分布式系統(tǒng)，Kubernetes的部署一直是困擾初學(xué)者進(jìn)入Kubernetes世界的一大障礙。在發(fā)布早期Kubernetes的部署主要依賴于社區(qū)維護(hù)的各種腳本，但這其中會(huì)涉及二進(jìn)制編譯、配置文件以及kube-apiserver授權(quán)配置文件等諸多運(yùn)維工作。目前各大云服務(wù)廠商常用的Kubernetes部署方式是使用SaltStack、Ansible等運(yùn)維工具自動(dòng)化地執(zhí)行這些繁瑣的步驟，但即使這樣，這個(gè)部署的過程對(duì)于初學(xué)者來說依然是非常繁瑣的。

正是基于這樣的痛點(diǎn)，在志愿者的推動(dòng)下Kubernetes社區(qū)終于發(fā)起了kubeadm這一獨(dú)立的一鍵部署工具，使用kubeadm我們可以通過幾條簡(jiǎn)單的指令來快速地部署一個(gè)kubernetes集群。在接下來的內(nèi)容中，就將具體演示如何使用kubeadm來部署一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的Kubernetes集群。

03、安裝kubeadm及Docker環(huán)境

正是基于這樣的痛點(diǎn)，在志愿者的推動(dòng)下Kubernetes社區(qū)終于發(fā)起了kubeadm這一獨(dú)立的一鍵部署工具，使用kubeadm我們可以通過幾條簡(jiǎn)單的指令來快速地部署一個(gè)kubernetes集群。在接下來的內(nèi)容中，就將具體演示如何使用kubeadm來部署一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的Kubernetes集群。

前面簡(jiǎn)單介紹了Kubernetes官方發(fā)布一鍵部署工具kubeadm，只需要添加kubeadm的源，然后直接用yum安裝即可，具體操作如下：

1)、編輯操作系統(tǒng)安裝源配置文件，添加kubernetes鏡像源，命令如下：

  1. #添加Docker阿里鏡像源 
  2.  
  3. [root@centos-linux ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo 
  4.  
  5. #安裝Docker 
  6.  
  7. [root@centos-linux ~]# yum -y install docker-ce-18.09.9-3.el7 
  8.  
  9. #啟動(dòng)Docker并設(shè)置開機(jī)啟動(dòng) 
  10.  
  11. [root@centos-linux ~]# systemctl enable docker 
  12.  
  13. 添加Kubernetes yum鏡像源，由于網(wǎng)絡(luò)原因，也可以換成國(guó)內(nèi)Ubantu鏡像源，如阿里云鏡像源地址： 
  14.  
  15. 添加阿里云Kubernetes yum鏡像源 
  16.  
  17. # cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF 
  18.  
  19. [kubernetes] 
  20.  
  21. name=Kubernetes 
  22.  
  23. baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64 
  24.  
  25. enabled=1 
  26.  
  27. gpgcheck=0 
  28.  
  29. repo_gpgcheck=0 
  30.  
  31. gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg 
  32.  
  33. EOF 

2)、完成上述步驟后就可以通過yum命令安裝kubeadm了，如下：

  1. [root@centos-linux ~]# yum install -y kubelet-1.20.0 kubeadm-1.20.0 kubectl-1.20.0 
  2.  
  3. 當(dāng)前版本是最新版本1.21，這里安裝1.20。 
  4.  
  5. #查看安裝的kubelet版本信息 
  6.  
  7. [root@centos-linux ~]# kubectl version 
  8.  
  9. Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"20", GitVersion:"v1.20.0", GitCommit:"af46c47ce925f4c4ad5cc8d1fca46c7b77d13b38", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-12-08T17:59:43Z", GoVersion:"go1.15.5", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"} 
  10.  
  11. The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port? 
  12.  
  13. 在上述安裝kubeadm的過程中，kubeadm和kubelet、kubectl、kubernetes-cni這幾個(gè)kubernetes核心組件的二進(jìn)制文件也都會(huì)被自動(dòng)安裝好。 

3)、Docker服務(wù)啟動(dòng)及限制修改

在具體運(yùn)行kubernetes部署之前需要對(duì)Docker的配置信息進(jìn)行一些調(diào)整。首先，編輯系統(tǒng)/etc/default/grub文件，在配置項(xiàng)GRUB_CMDLINE_LINUX中添加如下參數(shù)：

  1. GRUB_CMDLINE_LINUX=" cgroup_enable=memory swapaccount=1" 

完成編輯后保存執(zhí)行如下命令，并重啟服務(wù)器，命令如下：

  1. root@kubernetesnode01:/opt/kubernetes-config# reboot 

上述修改主要解決的是可能出現(xiàn)的“docker警告WARNING: No swap limit support”問題。其次，編輯創(chuàng)建/etc/docker/daemon.json文件，添加如下內(nèi)容：

  1. # cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF 
  2.  
  3. { 
  4.  
  5.  "registry-mirrors": ["https://6ze43vnb.mirror.aliyuncs.com"], 
  6.  
  7.  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"], 
  8.  
  9.  "log-driver": "json-file", 
  10.  
  11.  "log-opts": { 
  12.  
  13.    "max-size": "100m" 
  14.  
  15.  }, 
  16.  
  17.  "storage-driver": "overlay2" 
  18.  
  19. } 
  20.  
  21. EOF 
  22.  
  23. 完成保存后執(zhí)行重啟Docker命令，如下： 
  24.  
  25. # systemctl restart docker 
  26.  
  27. 此時(shí)可以查看Docker的Cgroup信息，如下： 
  28.  
  29. # docker info | grep Cgroup 
  30.  
  31. Cgroup Driver: systemd 

上述修改主要解決的是“Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd"”的問題。需要強(qiáng)調(diào)的是以上修改只是作者在具體安裝操作是遇到的具體問題的解決整理，如在實(shí)踐過程中遇到其他問題還需要自行查閱相關(guān)資料!

最后，需要注意由于kubernetes禁用虛擬內(nèi)存，所以要先關(guān)閉掉swap否則就會(huì)在kubeadm初始化kubernetes的時(shí)候報(bào)錯(cuò)，具體如下：

  1. # swapoff -a 

該命令只是臨時(shí)禁用swap，如要保證系統(tǒng)重啟后仍然生效則需要“vim /etc/fstab”文件，并注釋掉swap那一行。

04、部署Kubernetes的Master節(jié)點(diǎn)

在Kubernetes中Master節(jié)點(diǎn)是集群的控制節(jié)點(diǎn)，它是由三個(gè)緊密協(xié)作的獨(dú)立組件組合而成，分別是負(fù)責(zé)API服務(wù)的kube-apiserver、負(fù)責(zé)調(diào)度的kube-scheduler以及負(fù)責(zé)容器編排的kube-controller-manager，其中整個(gè)集群的持久化數(shù)據(jù)由kube-apiserver處理后保存在Etcd中。

要部署Master節(jié)點(diǎn)可以直接通過kubeadm進(jìn)行一鍵部署，但這里我們希望能夠部署一個(gè)相對(duì)完整的Kubernetes集群，可以通過配置文件來開啟一些實(shí)驗(yàn)性的功能。具體在系統(tǒng)中新建/opt/kubernetes-config/目錄，并創(chuàng)建一個(gè)給kubeadm用的YAML文件(kubeadm.yaml)，具體內(nèi)容如下：

  1. apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2 
  2.  
  3. kind: ClusterConfiguration 
  4.  
  5. controllerManager: 
  6.  
  7. extraArgs: 
  8.  
  9.     horizontal-pod-autoscaler-use-rest-clients: "true" 
  10.  
  11.     horizontal-pod-autoscaler-sync-period: "10s" 
  12.  
  13.     node-monitor-grace-period: "10s" 
  14.  
  15. apiServer: 
  16.  
  17.  extraArgs: 
  18.  
  19.     runtime-config: "api/all=true" 
  20.  
  21. kubernetesVersion: "v1.20.0" 

在上述yaml配置文件中“horizontal-pod-autoscaler-use-rest-clients: "true"”這個(gè)配置，表示將來部署的kuber-controller-manager能夠使用自定義資源(Custom Metrics)進(jìn)行自動(dòng)水平擴(kuò)展，感興趣的讀者可以自行查閱相關(guān)資料!而“v1.20.0”就是要kubeadm幫我們部署的Kubernetes版本號(hào)。

需要注意的是，如果執(zhí)行過程中由于國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)限制問題導(dǎo)致無法下載相應(yīng)的Docker鏡像，可以根據(jù)報(bào)錯(cuò)信息在國(guó)內(nèi)網(wǎng)站(如阿里云)上找到相關(guān)鏡像，然后再將這些鏡像重新tag之后再進(jìn)行安裝。具體如下：

  1. #從阿里云Docker倉庫拉取Kubernetes組件鏡像 
  2.  
  3. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.20.0 
  4.  
  5. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.20.0 
  6.  
  7. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.20.0 
  8.  
  9. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.20.0 
  10.  
  11. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 
  12.  
  13. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0 
  14.  
  15. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0 

下載完成后再將這些Docker鏡像重新tag下，具體命令如下：

  1. #重新tag鏡像 
  2.  
  3. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.20.0 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.0 
  4.  
  5. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.20.0 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.0 
  6.  
  7. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.20.0 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.0 
  8.  
  9. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.20.0 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.0 
  10.  
  11. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 k8s.gcr.io/pause:3.2 
  12.  
  13. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0 k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0 
  14.  
  15. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0 k8s.gcr.io/coredns:1.7.0 
  16.  
  17. 此時(shí)通過Docker命令就可以查看到這些Docker鏡像信息了，命令如下： 
  18.  
  19. root@kubernetesnode01:/opt/kubernetes-config# docker images 
  20.  
  21. REPOSITORY                                                                          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE 
  22.  
  23. k8s.gcr.io/kube-proxy                                                               v1.18.1             4e68534e24f6        2 months ago        117MB 
  24.  
  25. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy-amd64                v1.18.1             4e68534e24f6        2 months ago        117MB 
  26.  
  27. k8s.gcr.io/kube-controller-manager                                                  v1.18.1             d1ccdd18e6ed        2 months ago        162MB 
  28.  
  29. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager-amd64   v1.18.1             d1ccdd18e6ed        2 months ago        162MB 
  30.  
  31. k8s.gcr.io/kube-apiserver                                                           v1.18.1             a595af0107f9        2 months ago        173MB 
  32.  
  33. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver-amd64            v1.18.1             a595af0107f9        2 months ago        173MB 
  34.  
  35. k8s.gcr.io/kube-scheduler                                                           v1.18.1             6c9320041a7b        2 months ago        95.3MB 
  36.  
  37. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler-amd64            v1.18.1             6c9320041a7b        2 months ago        95.3MB 
  38.  
  39. k8s.gcr.io/pause                                                                    3.2                 80d28bedfe5d        4 months ago        683kB 
  40.  
  41. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause                           3.2                 80d28bedfe5d        4 months ago        683kB 
  42.  
  43. k8s.gcr.io/coredns                                                                  1.6.7               67da37a9a360        4 months ago        43.8MB 
  44.  
  45. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns                         1.6.7               67da37a9a360        4 months ago        43.8MB 
  46.  
  47. k8s.gcr.io/etcd                                                                     3.4.3-0             303ce5db0e90        8 months ago        288MB 
  48.  
  49. registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd-amd64      

解決鏡像拉取問題后再次執(zhí)行kubeadm部署命令就可以完成Kubernetes Master控制節(jié)點(diǎn)的部署了，具體命令及執(zhí)行結(jié)果如下：

  1. root@kubernetesnode01:/opt/kubernetes-config# kubeadm init --config kubeadm.yaml --v=5 
  2.  
  3. ... 
  4.  
  5. Your Kubernetes control-plane has initialized successfully! 
  6.  
  7. To start using your cluster, you need to run the following as a regular user: 
  8.  
  9.  mkdir -p $HOME/.kube 
  10.  
  11.  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config 
  12.  
  13.  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config 
  14.  
  15. Alternatively, if you are the root user, you can run: 
  16.  
  17.  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf 
  18.  
  19. You should now deploy a pod network to the cluster. 
  20.  
  21. Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at: 
  22.  
  23.  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/ 
  24.  
  25. Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root: 
  26.  
  27. kubeadm join 10.211.55.13:6443 --token yi9lua.icl2umh9yifn6z9k \ 
  28.  
  29.    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:074460292aa167de2ae9785f912001776b936cec79af68cec597bd4a06d5998d 

從上面部署執(zhí)行結(jié)果中可以看到，部署成功后kubeadm會(huì)生成如下指令：

  1. kubeadm join 10.211.55.13:6443 --token yi9lua.icl2umh9yifn6z9k \ 
  2.  
  3.    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:074460292aa167de2ae9785f912001776b936cec79af68cec597bd4a06d5998d 

這個(gè)kubeadm join命令就是用來給該Master節(jié)點(diǎn)添加更多Worker(工作節(jié)點(diǎn))的命令，后面具體部署Worker節(jié)點(diǎn)的時(shí)候?qū)?huì)使用到它。此外，kubeadm還會(huì)提示我們第一次使用Kubernetes集群所需要配置的命令：

  1. mkdir -p $HOME/.kube 
  2.  
  3. sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config 
  4.  
  5. sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config 

而需要這些配置命令的原因在于Kubernetes集群默認(rèn)是需要加密方式訪問的，所以這幾條命令就是將剛才部署生成的Kubernetes集群的安全配置文件保存到當(dāng)前用戶的.kube目錄,之后kubectl會(huì)默認(rèn)使用該目錄下的授權(quán)信息訪問Kubernetes集群。如果不這么做的化，那么每次通過集群就都需要設(shè)置“export KUBECONFIG 環(huán)境變量”來告訴kubectl這個(gè)安全文件的位置。

執(zhí)行完上述命令后，現(xiàn)在我們就可以使用kubectl get命令來查看當(dāng)前Kubernetes集群節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)了，執(zhí)行效果如下：

  1. #  kubectl get nodes 
  2.  
  3. NAME                  STATUS     ROLES                  AGE     VERSION 
  4.  
  5. centos-linux.shared   NotReady   control-plane,master   6m55s   v1.20.0 

在以上命令輸出的結(jié)果中可以看到Master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)為“NotReady”，為了查找具體原因可以通過“kuberctl describe”命令來查看下該節(jié)點(diǎn)(Node)對(duì)象的詳細(xì)信息，命令如下：

  1. # kubectl describe node centos-linux.shared 

該命令可以非常詳細(xì)地獲取節(jié)點(diǎn)對(duì)象的狀態(tài)、事件等詳情，這種方式也是調(diào)試Kubernetes集群時(shí)最重要的排查手段。根據(jù)顯示的如下信息：

  1. ... 
  2.  
  3. Conditions 
  4.  
  5. ... 
  6.  
  7. Ready False... KubeletNotReady runtime network not ready: NetworkReady=false reason:NetworkPluginNotReady message:docker: network plugin is not ready: cni config uninitialized 
  8.  
  9. ... 

可以看到節(jié)點(diǎn)處于“NodeNotReady”的原因在于尚未部署任何網(wǎng)絡(luò)插件，為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一點(diǎn)還可以通過kubectl檢查這個(gè)節(jié)點(diǎn)上各個(gè)Kubernetes系統(tǒng)Pod的狀態(tài)，命令及執(zhí)行效果如下：

  1. # kubectl get pods -n kube-system 
  2.  
  3. NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE 
  4.  
  5. coredns-66bff467f8-l4wt6                   0/1     Pending   0          64m 
  6.  
  7. coredns-66bff467f8-rcqx6                   0/1     Pending   0          64m 
  8.  
  9. etcd-kubernetesnode01                      1/1     Running   0          64m 
  10.  
  11. kube-apiserver-kubernetesnode01            1/1     Running   0          64m 
  12.  
  13. kube-controller-manager-kubernetesnode01   1/1     Running   0          64m 
  14.  
  15. kube-proxy-wjct7                           1/1     Running   0          64m 
  16.  
  17. kube-scheduler-kubernetesnode01            1/1     Running   0      

命令中“kube-system”表示的是Kubernetes項(xiàng)目預(yù)留的系統(tǒng)Pod空間(Namespace)，需要注意它并不是Linux Namespace，而是Kuebernetes劃分的不同工作空間單位?；氐矫钶敵鼋Y(jié)果，可以看到coredns等依賴于網(wǎng)絡(luò)的Pod都處于Pending(調(diào)度失敗)的狀態(tài)，這樣說明了該Master節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)尚未部署就緒。

05、部署Kubernetes網(wǎng)絡(luò)插件

前面部署Master節(jié)點(diǎn)中由于沒有部署網(wǎng)絡(luò)插件，所以節(jié)點(diǎn)狀態(tài)顯示“NodeNotReady”狀態(tài)。接下來的內(nèi)容我們就來具體部署下網(wǎng)絡(luò)插件。在Kubernetes“一切皆容器”的設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下，網(wǎng)絡(luò)插件也會(huì)以獨(dú)立Pod的方式運(yùn)行在系統(tǒng)中，所以部署起來也很簡(jiǎn)單只需要執(zhí)行“kubectl apply”指令即可，例如以Weave網(wǎng)絡(luò)插件為例：

  1. # kubectl apply -f https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n') 
  2.  
  3. serviceaccount/weave-net created 
  4.  
  5. clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/weave-net created 
  6.  
  7. clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/weave-net created 
  8.  
  9. role.rbac.authorization.k8s.io/weave-net created 
  10.  
  11. rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/weave-net created 
  12.  
  13. daemonset.apps/weave-net created 

部署完成后通過“kubectl get”命令重新檢查Pod的狀態(tài)：

  1. # kubectl get pods -n kube-system 
  2.  
  3. NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE 
  4.  
  5. coredns-66bff467f8-l4wt6                   1/1     Running   0          116m 
  6.  
  7. coredns-66bff467f8-rcqx6                   1/1     Running   0          116m 
  8.  
  9. etcd-kubernetesnode01                      1/1     Running   0          116m 
  10.  
  11. kube-apiserver-kubernetesnode01            1/1     Running   0          116m 
  12.  
  13. kube-controller-manager-kubernetesnode01   1/1     Running   0          116m 
  14.  
  15. kube-proxy-wjct7                           1/1     Running   0          116m 
  16.  
  17. kube-scheduler-kubernetesnode01            1/1     Running   0          116m 
  18.  
  19. weave-net-746qj                            2/2     Running   0          14m 

可以看到，此時(shí)所有的系統(tǒng)Pod都成功啟動(dòng)了，而剛才部署的Weave網(wǎng)絡(luò)插件則在kube-system下面新建了一個(gè)名叫“weave-net-746qj”的Pod，而這個(gè)Pod就是容器網(wǎng)絡(luò)插件在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的控制組件。

到這里，Kubernetes的Master節(jié)點(diǎn)就部署完成了，如果你只需要一個(gè)單節(jié)點(diǎn)的Kubernetes，那么現(xiàn)在就可以使用了。但是在默認(rèn)情況下，Kubernetes的Master節(jié)點(diǎn)是不能運(yùn)行用戶Pod的，需要通過額外的操作進(jìn)行調(diào)整，在本文的最后將會(huì)介紹到它。

06、部署Worker節(jié)點(diǎn)

為了構(gòu)建一個(gè)完整的Kubernetes集群，這里還需要繼續(xù)介紹如何部署Worker節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上Kubernetes的Worker節(jié)點(diǎn)和Master節(jié)點(diǎn)幾乎是相同的，它們都運(yùn)行著一個(gè)kubelet組件，主要的區(qū)別在于“kubeadm init”的過程中，kubelet啟動(dòng)后，Master節(jié)點(diǎn)還會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)kube-apiserver、kube-scheduler及kube-controller-manager這三個(gè)系統(tǒng)Pod。

在具體部署之前與Master節(jié)點(diǎn)一樣，也需要在所有Worker節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行前面“安裝kubeadm及Decker環(huán)境”小節(jié)中的所有步驟。之后在Worker節(jié)點(diǎn)執(zhí)行部署Master節(jié)點(diǎn)時(shí)生成的“kubeadm join”指令即可，具體如下：

root@kubenetesnode02:~# kubeadm join 10.211.55.6:6443 --token jfulwi.so2rj5lukgsej2o6 --discovery-token-ca-cert-hash 

  1. root@kubenetesnode02:~# kubeadm join 10.211.55.6:6443 --token jfulwi.so2rj5lukgsej2o6     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d895d512f0df6cb7f010204193a9b240e8a394606090608daee11b988fc7fea6 --v=5 
  2.  
  3.  
  4. ... 
  5.  
  6. This node has joined the cluster: 
  7.  
  8. * Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received. 
  9.  
  10. * The Kubelet was informed of the new secure connection details. 
  11.  
  12.  
  13. Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster. 

完成集群加入后為了便于在Worker節(jié)點(diǎn)執(zhí)行kubectl相關(guān)命令，需要進(jìn)行如下配置：

  1. #創(chuàng)建配置目錄 
  2.  
  3. root@kubenetesnode02:~# mkdir -p $HOME/.kube 
  4.  
  5. #將Master節(jié)點(diǎn)中$/HOME/.kube/目錄中的config文件拷貝至Worker節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)目錄 
  6.  
  7. root@kubenetesnode02:~# scp root@10.211.55.6:$HOME/.kube/config $HOME/.kube/ 
  8.  
  9. #權(quán)限配置 
  10.  
  11. root@kubenetesnode02:~# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config 

之后可以在Worker或Master節(jié)點(diǎn)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)狀態(tài)查看命令“kubectl get nodes”，具體如下：

  1. root@kubernetesnode02:~# kubectl get nodes 
  2.  
  3. NAME               STATUS     ROLES    AGE   VERSION 
  4.  
  5. kubenetesnode02    NotReady   <none>   33m   v1.18.4 
  6.  
  7. kubernetesnode01   Ready      master   29h   v1.18.4 

通過節(jié)點(diǎn)狀態(tài)顯示此時(shí)Work節(jié)點(diǎn)還處于NotReady狀態(tài)，具體查看節(jié)點(diǎn)描述信息如下：

  1. root@kubernetesnode02:~# kubectl describe node kubenetesnode02 
  2.  
  3. ... 
  4.  
  5. Conditions: 
  6.  
  7. ... 
  8.  
  9. Ready False ... KubeletNotReady runtime network not ready: NetworkReady=false reason:NetworkPluginNotReady message:docker: network plugin is not ready: cni config uninitialized 
  10.  
  11. ... 

根據(jù)描述信息，發(fā)現(xiàn)Worker節(jié)點(diǎn)NotReady的原因也在于網(wǎng)絡(luò)插件沒有部署，繼續(xù)執(zhí)行“部署Kubernetes網(wǎng)絡(luò)插件”小節(jié)中的步驟即可。但是要注意部署網(wǎng)絡(luò)插件時(shí)會(huì)同時(shí)部署kube-proxy，其中會(huì)涉及從k8s.gcr.io倉庫獲取鏡像的動(dòng)作，如果無法訪問外網(wǎng)可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署異常，這里可以參考前面安裝Master節(jié)點(diǎn)時(shí)的做法，通過國(guó)內(nèi)鏡像倉庫下載后通過tag的方式進(jìn)行標(biāo)記，具體如下：

  1. #從阿里云拉取必要鏡像 
  2.  
  3. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.20.0 
  4.  
  5. docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 
  6.  
  7. #將鏡像重新打tag 
  8.  
  9. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.20.0 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.0 
  10.  
  11. docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 k8s.gcr.io/pause:3.2 
  12.  
  13. 如若一切正常，則繼續(xù)查看節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，命令如下： 
  14.  
  15. root@kubenetesnode02:~# kubectl get node 
  16.  
  17. NAME               STATUS   ROLES    AGE     VERSION 
  18.  
  19. kubenetesnode02    Ready    <none>   7h52m   v1.20.0 
  20.  
  21. kubernetesnode01   Ready    master   37h     v1.20.0 

可以看到此時(shí)Worker節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)已經(jīng)變成“Ready”，不過細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)Worker節(jié)點(diǎn)的ROLES并不像Master節(jié)點(diǎn)那樣顯示“master”而是顯示了，這是因?yàn)樾掳惭b的Kubernetes環(huán)境Node節(jié)點(diǎn)有時(shí)候會(huì)丟失ROLES信息，遇到這種情況可以手工進(jìn)行添加，具體命令如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl label node kubenetesnode02 node-role.kubernetes.io/worker=worker 

再次運(yùn)行節(jié)點(diǎn)狀態(tài)命令就能看到正常的顯示了，命令效果如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl get node 
  2.  
  3. NAME               STATUS   ROLES    AGE   VERSION 
  4.  
  5. kubenetesnode02    Ready    worker   8h    v1.18.4 
  6.  
  7. kubernetesnode01   Ready    master   37h   v1.18.4 

到這里就部署完成了具有一個(gè)Master節(jié)點(diǎn)和一個(gè)Worker節(jié)點(diǎn)的Kubernetes集群了，作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境它已經(jīng)具備了基本的Kubernetes集群功能!

07、部署Dashboard可視化插件

在Kubernetes社區(qū)中，有一個(gè)很受歡迎的Dashboard項(xiàng)目，它可以給用戶一個(gè)可視化的Web界面來查看當(dāng)前集群中的各種信息。該插件也是以容器化方式進(jìn)行部署，操作也非常簡(jiǎn)單，具體可在Master、Worker節(jié)點(diǎn)或其他能夠安全訪問Kubernetes集群的Node上進(jìn)行部署，命令如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/aio/deploy/recommended.yaml 

部署完成后就可以查看Dashboard對(duì)應(yīng)的Pod運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行效果如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl get pods -n kubernetes-dashboard 
  2.  
  3. NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE 
  4.  
  5. dashboard-metrics-scraper-6b4884c9d5-xfb8b   1/1     Running   0          12h 
  6.  
  7. kubernetes-dashboard-7f99b75bf4-9lxk8        1/1     Running   0          12h 

除此之外還可以查看Dashboard的服務(wù)(Service)信息，命令如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl get svc -n kubernetes-dashboard 
  2.  
  3. NAME                        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE 
  4.  
  5. dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.97.69.158    <none>        8000/TCP   13h 
  6.  
  7. kubernetes-dashboard        ClusterIP   10.111.30.214   <none>     

需要注意的是，由于Dashboard是一個(gè)Web服務(wù)，從安全角度出發(fā)Dashboard默認(rèn)只能通過Proxy的方式在本地訪問。具體方式為在本地機(jī)器安裝kubectl管理工具，并將Master節(jié)點(diǎn)$HOME/.kube/目錄中的config文件拷貝至本地主機(jī)相同目錄，之后運(yùn)行“kubectl proxy”命令，如下:

  1. qiaodeMacBook-Pro-2:.kube qiaojiang$ kubectl proxy 
  2.  
  3. Starting to serve on 127.0.0.1:8001 

本地proxy代理啟動(dòng)后，訪問Kubernetes Dashboard地址，具體如下：

  1. http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/ 

如果訪問正常，就會(huì)看到如下圖所示界面：

如上圖所示Dashboard訪問需要進(jìn)行身份認(rèn)證，主要有Token及Kubeconfig兩種方式，這里我們選擇Token的方式，而Token的生成步驟如下：

1)、創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)賬號(hào)

首先在命名空間kubernetes-dashboard中創(chuàng)建名為admin-user的服務(wù)賬戶，具體步驟為在本地目錄創(chuàng)建類似“dashboard-adminuser.yaml”文件，具體內(nèi)容如下：

  1. apiVersion: v1 
  2.  
  3. kind: ServiceAccount 
  4.  
  5. metadata: 
  6.  
  7.  name: admin-user 
  8.  
  9.  namespace: kubernetes-dashboard 

編寫文件后具體執(zhí)行創(chuàng)建命令：

  1. qiaodeMacBook-Pro-2:.kube qiaojiang$ kubectl apply -f dashboard-adminuser.yaml 
  2.  
  3. Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl apply 
  4.  
  5. serviceaccount/admin-user configured 

2)、創(chuàng)建ClusterRoleBinding

在使用kubeadm工具配置完Kubernetes集群后，集群中已經(jīng)存在ClusterRole集群管理，可以使用它為上一步創(chuàng)建的ServiceAccount創(chuàng)建ClusterRoleBinding。具體步驟為在本地目錄創(chuàng)建類似“dashboard-clusterRoleBingding.yaml”的文件，具體內(nèi)容如下：

  1. apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 
  2.  
  3. kind: ClusterRoleBinding 
  4.  
  5. metadata: 
  6.  
  7.  name: admin-user 
  8.  
  9. roleRef: 
  10.  
  11.  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io 
  12.  
  13.  kind: ClusterRole 
  14.  
  15.  name: cluster-admin 
  16.  
  17. subjects: 
  18.  
  19. - kind: ServiceAccount 
  20.  
  21.  name: admin-user 
  22.  
  23.  namespace: kubernetes-dashboard 

執(zhí)行創(chuàng)建命令：

  1. qiaodeMacBook-Pro-2:.kube qiaojiang$ kubectl apply -f dashboard-clusterRoleBingding.yaml 
  2.  
  3. clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/admin-user created 

3)、獲取Bearer Token

接下來執(zhí)行獲取Bearer Token的命令，具體如下：

  1. qiaodeMacBook-Pro-2:.kube qiaojiang$ kubectl -n kubernetes-dashboard describe secret $(kubectl -n kubernetes-dashboard get secret | grep admin-user | awk '{print $1}') 
  2.  
  3. Name:         admin-user-token-xxq2b 
  4.  
  5. Namespace:    kubernetes-dashboard 
  6.  
  7. Labels:       <none> 
  8.  
  9. Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: admin-user 
  10.  
  11.              kubernetes.io/service-account.uid: 213dce75-4063-4555-842a-904cf4e88ed1 
  12.  
  13.  
  14. Type:  kubernetes.io/service-account-token 
  15.  
  16.  
  17. Data 
  18.  
  19. ==== 
  20.  
  21. ca.crt:     1025 bytes 
  22.  
  23. namespace:  20 bytes 
  24.  
  25. token:      eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IlplSHRwcXhNREs0SUJPcTZIYU1kT0pidlFuOFJa 

獲取Token后回到前面的認(rèn)證方式選擇界面，將獲取的Token信息填入就可以正式進(jìn)入Dashboard的系統(tǒng)界面，看到Kubernetes集群的詳細(xì)可視化信息了，如圖所示：

到這里就完成了Kubernetes可視化插件的部署并通過本地Proxy的方式進(jìn)行了登錄。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中如果覺得每次通過本地Proxy的方式進(jìn)行訪問不夠方便，也可以使用Ingress方式配置集群外訪問Dashboard，感興趣的讀者可以自行嘗試下。也可以先通過通過暴露端口，設(shè)置dashboard的訪問，例如：

  1. #查看svc名稱 
  2.  
  3. # kubectl get sc -n kubernetes-dashboard 
  4.  
  5.  
  6. # kubectl edit services -n kubernetes-dashboard kubernetes-dashboard 

然后修改配置文件，如下：

  1. ports: 
  2.  
  3.  - nodePort: 30000 
  4.  
  5.    port: 443 
  6.  
  7.    protocol: TCP 
  8.  
  9.    targetPort: 8443 
  10.  
  11.  selector: 
  12.  
  13.    k8s-app: kubernetes-dashboard 
  14.  
  15.  sessionAffinity: None 
  16.  
  17.  type: NodePort 

之后就可以通過IP+nodePort端口訪問了!例如：

  1. https://47.98.33.48:30000/ 

08、Master調(diào)整Taint/Toleration策略

在前面我們提到過，Kubernetes集群的Master節(jié)點(diǎn)默認(rèn)情況下是不能運(yùn)行用戶Pod的。而之所以能夠達(dá)到這樣的效果，Kubernetes依靠的正是Taint/Toleration機(jī)制;而該機(jī)制的原理是一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)被加上“Taint”就表示該節(jié)點(diǎn)被“打上了污點(diǎn)”，那么所有的Pod就不能再在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。

而Master節(jié)點(diǎn)之所以不能運(yùn)行用戶Pod，就在于其運(yùn)行成功后會(huì)為自身節(jié)點(diǎn)打上“Taint”從而達(dá)到禁止其他用戶Pod運(yùn)行在Master節(jié)點(diǎn)上的效果(不影響已經(jīng)運(yùn)行的Pod)，具體可以通過命令查看Master節(jié)點(diǎn)上的相關(guān)信息，命令執(zhí)行效果如下：

  1. root@kubenetesnode02:~# kubectl describe node kubernetesnode01 
  2.  
  3. Name:               kubernetesnode01 
  4.  
  5. Roles:              master 
  6.  
  7. ... 
  8.  
  9. Taints:             node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule 
  10.  
  11. ... 

可以看到Master節(jié)點(diǎn)默認(rèn)被加上了“node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule”這樣的“污點(diǎn)”，其中的值“NoSchedule”意味著這個(gè)Taint只會(huì)在調(diào)度新的Pod時(shí)產(chǎn)生作用，而不會(huì)影響在該節(jié)點(diǎn)上已經(jīng)運(yùn)行的Pod。如果在實(shí)驗(yàn)中只想要一個(gè)單節(jié)點(diǎn)的Kubernetes，那么可以在刪除Master節(jié)點(diǎn)上的這個(gè)Taint，具體命令如下：

  1. root@kubernetesnode01:~# kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master- 

上述命令通過在“nodes --all node-role.kubernetes.io/master”這個(gè)鍵后面加一個(gè)短橫線“-”表示移除所有以該鍵為鍵的Taint。

到這一步，一個(gè)基本的Kubernetes集群就部署完成了,通過kubeadm這樣的原生管理工具，Kubernetes的部署被大大簡(jiǎn)化了，其中像證書、授權(quán)及各個(gè)組件配置等最麻煩的操作，kubeadm都幫我們完成了。

09、Kubernetes集群重啟命令

如果服務(wù)器斷電，或者重啟，可通過如下命令重啟集群：

  1. #重啟docker 
  2.  
  3. systemctl daemon-reload 
  4.  
  5. systemctl restart docker 
  6.  
  7.  
  8. #重啟kubelet 
  9.  
  10. systemctl restart kubelet.service 

 以上就是在CentOS 7 系統(tǒng)環(huán)境下搭建一組Kubernetes學(xué)習(xí)集群的詳細(xì)步驟，其它Linux發(fā)行版本的部署方法也類似，大家可以根據(jù)自己的需求選擇!

 

責(zé)任編輯：武曉燕 來源： 無敵碼農(nóng)
KubernetesCentOS版集群
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數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)

2019-06-18 10:31:23

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