快速部署一个K8s集群——kubernetes v1.26，kubeadm方式
1、前置知识点
1.1 生产环境可部署Kubernetes集群的两种方式
目前生产部署Kubernetes集群主要有两种方式：
• 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。
• 二进制包
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。
这里采用kubeadm搭建集群。
kubeadm工具功能：
• kubeadm init：初始化一个Master节点
• kubeadm join：将工作节点加入集群
• kubeadm upgrade：升级K8s版本
• kubeadm token：管理 kubeadm join 使用的令牌
• kubeadm reset：清空 kubeadm init 或者 kubeadm join 对主机所做的任何更改
• kubeadm version：打印 kubeadm 版本
• kubeadm alpha：预览可用的新功能
1.2 准备环境
服务器要求：
-
建议最小硬件配置：2核CPU、2G内存、20G硬盘
-
本次实验环境4核CPU、8GB内存、200G硬盘(笔者使用的服务器做的ESXI虚拟化)
-
服务器最好可以访问外网，会有从网上拉取镜像需求，如果服务器不能上网，需要提前下载对应镜像并导入节点
软件环境：
| 软件 | 版本 |
|---|---|
| 操作系统 | Anolis7.9_x64 （mini） |
| Docker | 20-ce |
| Kubernetes | 1.26 |
服务器规划：
| 角色 | IP |
|---|---|
| k8s-master | 192.168.7.10 |
| k8s-node1 | 192.168.7.11 |
| k8s-node2 | 192.168.7.12 |
架构图：
1.3 操作系统初始化配置【所有节点】
# 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
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab # 永久
# 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname <hostname>
# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.7.10 k8s-master
192.168.7.11 k8s-node1
192.168.7.12 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 ntp1.nim.ac.cn
2. 安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】
2.1 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
systemctl enable docker && systemctl start docker
配置镜像下载加速器：
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
"registry-mirrors": ["https://292nm6nu.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl restart docker
docker info
2.2 安装cri-dockerd
Kubernetes v1.24移除docker-shim的支持，而Docker Engine默认又不支持CRI标准，因此二者默认无法再直接集成。为此，Mirantis和Docker联合创建了cri-dockerd项目，用于为Docker Engine提供一个能够支持到CRI规范的桥梁，从而能够让Docker作为Kubernetes容器引擎。
如图所示：
wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.1/cri-dockerd-0.3.1-3.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh cri-dockerd-0.3.1-3.el7.x86_64.rpm
指定依赖镜像地址：
vim /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service
把原来的注释一下添加如下
#ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd://
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd:// --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7
systemctl daemon-reload
systemctl enable cri-docker && systemctl start cri-docker
2.3 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
2.4 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-1.26.0 kubeadm-1.26.0 kubectl-1.26.0
systemctl enable kubelet
3. 部署Kubernetes Master
在192.168.7.10（Master）执行
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.7.10 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.26.0 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock \
--ignore-preflight-errors=all
• --apiserver-advertise-address 集群通告地址
• --image-repository 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
• --kubernetes-version K8s版本，与上面安装的一致
• --service-cidr 集群内部虚拟网络，Pod统一访问入口
• --pod-network-cidr Pod网络，与下面部署的CNI网络组件yaml中保持一致
• --cri-socket 指定cri-dockerd接口，如果是containerd则使用--cri-socket unix:///run/containerd/containerd.sock
初始化完成后，最后会输出一个join命令，先记住，下面用。
拷贝kubectl使用的连接k8s认证文件到默认路径：
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
如果是root用户执行如下变量即可
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
查看工作节点：
kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-master NotReady control-plane 20s v1.26.0
注：由于网络插件还没有部署，还没有准备就绪 NotReady，先继续
参考资料：
https://kubernetes.io/zh/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-init/#config-file
https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#initializing-your-control-plane-node
4. 加入Kubernetes Node
在192.168.7.11-12（Node1和Node2）执行。
向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令并手动加上--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock：
kubeadm join 192.168.7.10:6443 --token 3bp6ue.kdwy1zs5geobn9yb \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:ee0a5af34236c968d0d6804833c2b75a69e2de6cbc0d8f5973c4f43e303e8f9b --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock
提示Node已经加入集群
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，可以直接使用命令快捷生成：
kubeadm token create --print-join-command
参考资料：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-join/
5. 部署容器网络（CNI）
Calico是一个纯三层的数据中心网络方案，是目前Kubernetes主流的网络方案。
下载YAML：
wget https://docs.projectcalico.org/v3.23/manifests/calico.yaml
下载完后还需要修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kubeadm init的 --pod-network-cidr指定的一样。
#在3579行处添加如下配置
- name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
value: "10.244.0.0/16"
修改完后文件后，部署：
kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system
等Calico Pod都Running，节点也会准备就绪。
注：以后所有yaml文件都只在Master节点执行。
安装目录：/etc/kubernetes/
组件配置文件目录：/etc/kubernetes/manifests/
6. 部署 Dashboard
Dashboard是官方提供的一个UI，可用于基本管理K8s资源。
YAML下载地址：
https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.4.0/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：
vi recommended.yaml
...
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30001 #这里注意大小写格式
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard
type: NodePort #这里注意大小写格式
...
kubectl apply -f recommended.yaml
kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
##注意如果这里的nodePort写成nodeport或者存在其他书写问题，就会报如下的错
Error from server (BadRequest): error when creating "recommended.yaml": Service in version "v1" cannot be handled as a Service: strict decoding error: unknown field "spec.ports[0].nodeport"
如果无法访问使用如下方式查看kubernetes-dashboard状态是否为running
先用kubectl get pods --all-namespaces -owide查看问题pod，然后用kubectl describe pod pod_name -n kube-system来查看日志，一般情况下，我们都是可以通过这个方式来获取到报错原因
创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色：
# 创建用户
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
# 用户授权
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
# 获取用户Token
kubectl create token dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
使用输出的token登录Dashboard。
7. 容器引擎Containerd【与Docker二选一】
containerd是一个主流的容器引擎，与Docker相兼容，相比Docker轻量很多，目前较为成熟。
参考资料：https://kubernetes.io/zh/docs/setup/production-environment/container-runtimes/#containerd
1、配置先决条件
如果是由docker切containerd这步可省略。
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter
# 设置必需的 sysctl 参数，这些参数在重新启动后仍然存在。
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF
sudo sysctl --system
2、安装containerd
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager \
--add-repo \
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y containerd.io
mkdir -p /etc/containerd
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
3、修改配置文件
-
pause镜像设置过阿里云镜像仓库地址
-
拉取Docker Hub镜像配置加速地址设置为阿里云镜像仓库地址
vi /etc/containerd/config.toml
...
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2"
...
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
endpoint = ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
systemctl restart containerd
4、配置kubelet使用containerd
vi /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
KUBELET_KUBEADM_ARGS="--container-runtime=remote --container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.8"
systemctl restart kubelet
5、验证
kubectl get node -o wide
k8s-node1 xxx containerd://1.5.6
6、管理容器工具
containerd提供了ctr命令行工具管理容器，但功能比较简单，所以一般会用crictl工具检查和调试容器。
项目地址：https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/
设置crictl连接containerd：
vi /etc/crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
下面是docker与crictl命令对照表：
| 镜像相关功能 | Docker | Containerd |
|---|---|---|
| 显示本地镜像列表 | docker images | crictl images |
| 下载镜像 | docker pull | crictl pull |
| 上传镜像 | docker push | 无，例如buildk |
| 删除本地镜像 | docker rmi | crictl rmi |
| 查看镜像详情 | docker inspect IMAGE-ID | crictl inspecti IMAGE-ID |
| 容器相关功能 | Docker | Containerd |
|---|---|---|
| 显示容器列表 | docker ps | crictl ps |
| 创建容器 | docker create | crictl create |
| 启动容器 | docker start | crictl start |
| 停止容器 | docker stop | crictl stop |
| 删除容器 | docker rm | crictl rm |
| 查看容器详情 | docker inspect | crictl inspect |
| 附加容器 | docker attach | crictl attach |
| 执行命令 | docker exec | crictl exec |
| 查看日志 | docker logs | crictl logs |
| 查看容器资源 | docker stats | crictl stats |
| POD 相关功能 | Docker | Containerd |
|---|---|---|
| 显示 POD 列表 | 无 | crictl pods |
| 查看 POD 详情 | 无 | crictl inspectp |
| 运行 POD | 无 | crictl runp |
| 停止 POD | 无 | crictl stopp |