k8s之基于kubeadm搭建k8s集群

news2024/9/29 11:29:05

写在前面

你可能知道搭建k8s集群的kind，minikube工具，但是他们都太简单了，不能满足生产级的要求，想要真正的部署生产级别的k8s集群，我们还需要另外一个集群管理工具kubeadm ,本文就一起看下如何使用该工具来搭建k8s集群。

在这里插入图片描述

1：部署架构图

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节点说明：

Console，用来安装kubectl工具，1核1G内存，操作k8s集群，该机器只是逻辑上的，如果只是为了学习，可以直接在master node操作，真实的生产环境还是要有一个Console的
Master：Master Node，2核4G内存，如果资源充足也可以再多给些
Worker：Worker Node，1核1G内存，如果资源充足也可以再多给些

另外Flannel是集群内部使用的网络插件 ,用来构建内部的私有网络。Docker Registry是Docker注册中心，这个无需多说。

再看下我本地的环境:

Console：直接使用Master Node
Master：2核4G 192.168.64.131 Ubuntu 11.3.0
Worker：1核1G 192.168.64.132 Ubuntu 11.3.0

2：准备工作

以下操作如无特别说明均是在Master和Worker都要做。

2.1：修改主机名

k8s会通过主机名来识别节点，所以不可重复，如下我的修改结果：

Mastre:
    dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat /etc/hostname 
    mongodaddy
Worker:
    dongyunqi@mongomummy:~/k8s/images$ cat /etc/hostname 
    mongomummy

2.2：修改docker配置

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ cat /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://8csof3cn.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
     "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}

其中"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]修改cgroup比较重要，不过你可以直接复制我的，毕竟我也是直接复制别人的。

2.3：修改iptables

因为k8s需要构建自己的网络系统，为了能够让其转发网络流量，所以需要做此修改，如下:


cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1 # better than modify /etc/sysctl.conf
EOF

sudo sysctl --system

2.4：关闭swap

该操作的目的是，避免内存操作可能发生的IO，提升k8s性能，如下：

sudo swapoff -a && sudo sed -ri '/\sswap\s/s/^#?/#/' /etc/fstab

到这里，为了让配置生效，我们最好重启下系统。

2.5：安装kubeadm

如下：

sudo apt install -y apt-transport-https ca-certificates curl

curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF

sudo apt update

sudo apt install -y kubeadm=1.23.3-00 kubelet=1.23.3-00 kubectl=1.23.3-00

kubeadm version
kubectl version --client

在这里插入图片描述

最后执行如下命令，避免版本意外升级：

sudo apt-mark hold kubeadm kubelet kubectl

3：正式安装

3.1：下载kubeletes组件镜像

为了加快下载的速度，我们可以提前从minikube中获取需要的镜像，然后docker load到本地，如下查看需要的镜像：

kubeadm config images list --kubernetes-version v1.23.3

k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.3
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.23.3
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.23.3
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.23.3
k8s.gcr.io/pause:3.6
k8s.gcr.io/etcd:3.5.1-0
k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6

然后我们就可以从minikube的虚拟主机中将镜像通过docker save,生成镜像tar如docker save dongsir2018/test-push-dockerhub:0.1 -o /home/dongyunqi/push.tar，然后通过
minikube cp,如minikube cp minikube:/home/docker/etcd.tar /home/dongyunqi/k8s/allimages/etcd.tar拷贝到宿主机，最后通过docker load -i,如docker load -i pause.tar加载镜像，参考下图：

在这里插入图片描述

如果你觉得麻烦也可以，也可以从以下地址下载：

coredns ， pause ， kube-scheduler ， kube-proxy ， kube-controller-manager ， kube-apiserver ， etcd 。

3.2：Master节点操作

使用kubeadm init创建k8s集群：

sudo kubeadm init \
    --pod-network-cidr=10.10.0.0/16 \
    --apiserver-advertise-address=你的master IP地址 \
    --kubernetes-version=v1.23.3

安装成功后会有如下输出：

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

目的是将kubetcl的配置文件替换为k8s的版本，直接执行上述命令即可。另外kubeadm join提示信息要保存好，后续Worker加入集群的时候会用到，可能如下：

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

kubeadm join 192.168.64.131:6443 --token whzch5.wkwijvkqo5xgyswm \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:b51aed32be23df09e5afe6fe1f6c2033ded3b246339a4c599837f3857c1173dc

执行完成后我们就可以查看集群的节点了，如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get node
NAME         STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
mongodaddy   NotReady    control-plane,master   16h    v1.23.3

可以看到此时只有一个主机名为mongodaddy的节点，也就是我们的Master节点，Status是NotReady，这是因为目前k8s的网络环境没有创建完成，需要安装网络插件，来让k8s的网络恢复正常，这里使用Flannel，首先我们需要Flannel的yaml，可以从这里或者是这里下载，但是注意如下net-conf.json部分内容

  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.10.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }

中的Network一定要和上面执行kubeadm init设置的--pod-network-cidr一致，因为都是k8s集群中的网络地址。然后执行kubectl apply -f kube-flannel.yml，稍等一会再执行kubectl get nodeMaster Node就恢复正常了，如下：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get node
NAME         STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
mongodaddy   Ready    control-plane,master   16h    v1.23.3

此时我们的k8s集群就创建成功了，只不过master node还是光杆司令。

3.3：Worker节点操作

只需要执行join命令就可以了，如下:

dongyunqi@mongomummy:~/k8s/images$ sudo kubeadm join 192.168.64.131:6443 --token whzch5.wkwijvkqo5xgyswm \
> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b51aed32be23df09e5afe6fe1f6c2033ded3b246339a4c599837f3857c1173dc
[preflight] Running pre-flight checks
[preflight] Reading configuration from the cluster...
[preflight] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'
W0109 11:35:48.242996   55928 utils.go:69] The recommended value for "resolvConf" in "KubeletConfiguration" is: /run/systemd/resolve/resolv.conf; the provided value is: /run/systemd/resolve/resolv.conf
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.

然后到Master Node查看结果：

dongyunqi@mongodaddy:~/k8s$ kubectl get node
NAME         STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
mongodaddy   Ready    control-plane,master   16h    v1.23.3
mongomummy   Ready    <none>                 145m   v1.23.3

到这里，操作就全部完成了。