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使用 Kubeadm 安装 Kubernetes 集群

 ·  ☕ 5 分钟

1. 集群规划

准备三个主机，一个 Master ，两个 Node。

  • 操作系统，CentOS 7
  • 配置，2 Core 4 GB
  • Docker 版本，18.06.3
  • Kubernetes 版本，1.15.3

如果是购买的云主机，请将以下端口打开:

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# Master
TCP     6443*       Kubernetes API Server
TCP     2379-2380   etcd server client API
TCP     10250       Kubelet API
TCP     10251       kube-scheduler
TCP     10252       kube-controller-manager
TCP     10255       Read-Only Kubelet API

# Nodes
TCP     10250       Kubelet API
TCP     10255       Read-Only Kubelet API
TCP     30000-32767 NodePort Services

2. Master 和 Node 节点操作

在使用 Kubeadm 安装 Kubernetes 之前，全部节点需要进行一些基础配置和安装。

2.1 hosts 配置（非必须）

配置 hosts 是为了能够通过主机名找到其他主机。

首先查看主机名，执行:

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hostname

这里假设主机名分别为 i-6fns0nua （192.168.10.2），i-m69skuyd（192.168.10.3），i-h29fw205（192.168.10.4）。

分别在每个主机上配置 hosts:

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cat /etc/hosts
192.168.10.2 i-6fns0nua master
192.168.10.3 i-m69skuyd node1
192.168.10.4 i-h29fw205 node2

2.2 系统配置

  • 关闭并禁用防火墙
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systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
  • 关闭并禁用 selinux
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setenforce 0
sed -i 's/SELINUX=permissive/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux
  • 关闭并禁用 swap
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swapoff -a
sed -i 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

当前的 Kubernetes 版本不支持 swap。

  • 配置转发相关参数
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cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
vm.swappiness=0
EOF
sysctl --system
  • 开启 ipvs 的前置条件
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cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
yum install -y ipset ipvsadm

2.3 安装 Docker

在每个主机上，执行命令，安装最新的 Docker 版本:

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yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce-18.06.3.ce-3.el7
systemctl start docker.service & systemctl enable docker.service

通过执行 docker info 命令，可以看到 Docker 默认的 Cgroup Driver 为 cgroupfs。 而 Kubelet 为 systemd，与 Docker 不一致。

这里选择，将 Docker 的 Cgroup Driver 修改为 systemd。

mkdir -p /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl restart docker

Docker 从 1.13 版本开始调整了默认的防火墙规则，禁用了 iptables filter 表中 FOWARD 链。这样会引起 Kubernetes 集群中跨 Node 的 Pod 无法通信。

查看 iptables filter 表中 FOWARD 链的默认策略是否为 ACCEPT 。

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iptables -nvL
Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
14105 3771K KUBE-FORWARD  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            /* kubernetes forwarding rules */
   43  2656 KUBE-SERVICES  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ctstate NEW /* kubernetes service portals */
   43  2656 DOCKER-USER  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

如果没有 ACCEPT ，执行命令：

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iptables -P FORWARD ACCEPT

2.4 安装 kubeadm、kubelet、kubectl

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cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
yum install -y kubelet-1.15.3-0.x86_64 kubeadm-1.15.3-0.x86_64 kubectl-1.15.3-0.x86_64
systemctl start kubelet && systemctl enable kubelet

如果主机网络受限，可以使用其他 yum 源。

3. Master 节点配置

3.1 kubeadm init 初始化集群

在 Master 节点上，执行命令:

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kubeadm init \
  --kubernetes-version=v1.15.3 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --apiserver-advertise-address=192.168.10.2
  • kubernetes-version，指定安装版本
  • pod-network-cidr，指定 Pod 所属网络
  • apiserver-advertise-address，指定 Maser 节点

安装完毕之后，Console 会输出一段提示:

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Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 192.168.10.2:6443 --token 7deqem.n42r8n2rnmpzfuq7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7a86632f54de1004bb3f38124b663f837399d6ba9aa803d58c6707a76c02a6cb

kubeadm join 这条命令将会被用于添加 Node 节点。

3.2 配置 Kubectl

将访问凭证，拷贝到登陆用户目录下，执行命令：

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

查看集群状态：

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kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
scheduler            Healthy   ok
controller-manager   Healthy   ok
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}

3.3 安装 Pod 网络插件

网络插件，二选一:

  • Flannel
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kubectl apply -f  https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
  • Calico

需要将 POD_CIDR 替换为 kubeadn init 中 pod-network-cid 的值，calico 中的默认值是 192.168.0.0/16。

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curl https://docs.projectcalico.org/v3.8/manifests/calico.yaml -O
sed -i -e "s?192.168.0.0/16?10.244.0.0/16?g" calico.yaml
kubectl apply -f calico.yaml

3.4 允许 Master 运行 Pod

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kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-
node/i-6fns0nua untainted

3.5 安装 Dashboard

  • 下载最新的 kubernetes-dashboard.yaml
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wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v1.10.1/src/deploy/recommended/kubernetes-dashboard.yaml
  • 编辑 kubernetes-dashboard.yaml，修改服务类型和端口

为了外网可以直接访问，需要将 Dashboard Service 改为 NodePort，同时指定访问端口。

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...
# ------------------- Dashboard Service ------------------- #

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  type: NodePort # 添加
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30002 # 指定端口（可选，如果不指定，端口将随机分配）
...
  • 创建 dashboard
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kubectl create -f kubernetes-dashboard.yaml
  • 添加 admin 用户
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cat dashboard-user.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: dashboard-admin
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: dashboard-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: dashboard-admin
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

执行命令:

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kubectl create -f dashboard-user.yaml

查看 admin 用户登录的 token

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kubectl -n kube-system describe secret $(kubectl -n kube-system get secret | grep admin | awk '{print $1}') | grep token: | awk -F : '{print $2}' | xargs echo
  • 访问 dashboard

查看服务端口:

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kubectl -n kube-system get svc kubernetes-dashboard
NAME                   TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
kubernetes-dashboard   NodePort   10.110.76.188   <none>        443:30002/TCP   100m

打开地址：https://<host_ip>:30002/api/v1/namespaces/kube-system/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/。选择 token 认证，输入上一步 Console 输出的字符串即可。

除了修改 Dashboard Service 类型之外，还可以使用 kubectl proxy 允许外网访问 dashboard。

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kubectl proxy --address 0.0.0.0 --accept-hosts '.*'

3.5 测试集群 DNS 是否可用

创建容器，并进入终端：

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kubectl run curl --image=radial/busyboxplus:curl -it
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

使用 curl 命令，测试一下 DNS 和网络：

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[ root@curl-66959f6557-c5n47:/ ]nslookup kubernetes.default

4. 添加 Node

在每个 Node 节点上，以 root 用户权限，执行命令:

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kubeadm join 192.168.10.2:6443 --token 7deqem.n42r8n2rnmpzfuq7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7a86632f54de1004bb3f38124b663f837399d6ba9aa803d58c6707a76c02a6cb

5. 配置远程 Kubectl 访问

  • 在 Master 节点上，查看访问凭证
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cat /etc/kubernetes/admin.conf
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: LS0tLS1CRU...0tLQo=
    server: https://host_ip:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: LS0tLS....tLS0tCg==
  • 在本地电脑上，新增配置

将上一步配置中的 host_ip，替换为 kubernetes, kubernetes.default, kubernetes.default.svc, kubernetes.default.svc.cluster.local 之一。以 kubernetes.default.svc.cluster.local 为例。

添加 hosts 配置:

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cat /etc/hosts
<host_ip> kubernetes.default.svc.cluster.local

如果不通过配置 hosts 进行访问，会提示证书不符的错误。

本地访问测试：

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kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
controller-manager   Healthy   ok
scheduler            Healthy   ok
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}

6. 安装命令汇总

全新 CentOS 7，安装 Kubelet 环境。

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systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

setenforce 0
sed -i 's/SELINUX=permissive/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux

swapoff -a
sed -i 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
vm.swappiness=0
EOF
sysctl --system

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
yum install -y ipset ipvsadm

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce-18.06.3.ce-3.el7
systemctl start docker.service & systemctl enable docker.service

mkdir -p /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl restart docker
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
yum install -y kubelet-1.15.3-0.x86_64 kubeadm-1.15.3-0.x86_64 kubectl-1.15.3-0.x86_64
systemctl start kubelet && systemctl enable kubelet
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