K8S集群+kubeadm+flannel+docker+harbor实例

第一章.环境准备

1.1.部署架构图

1.2.节点要求

1.3.部署软件

1.4.修改主机名

1.5.所有节点修改hosts文件

1.6.关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换

1.7.调整内核参数

第二章.部署K8S集群

2.1.所有节点安装docker

2.2.所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

2.3.部署K8S集群

2.3.1初始化kubeadm

2.4.设定kubectl

2.5.如果

2.6.所有节点部署网络插件flannel

2.7.测试 pod 资源创建

2.8.暴露端口提供服务

2.9扩展3个副本

第三章.部署 Dashboard

3.1.在 master01 节点上操作

3.2.创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色

第四章.安装Harbor私有仓库

4.1.安装 docker

4.2.所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置

4.3.安装 Harbor

4.4.生成证书

4.5.布置资源

第五章.内核参数优化方案

第一章.环境准备

1.1.部署架构图

1.2.节点要求

master（2C/4G，cpu核心数要求大于2）     192.168.233.100       docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

node01（2C/2G） 192.168.233.111       docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

node02（2C/2G） 192.168.233.199       docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

Harbor节点（hub.kgc.com） 192.168.233.69       docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

1.3.部署软件

1、在所有节点上安装Docker和kubeadm

2、部署Kubernetes Master

3、部署容器网络插件

4、部署 Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中

5、部署 Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes资源

6、部署 Harbor 私有仓库，存放镜像资源

1.4.修改主机名

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

hostnamectl set-hostname hub.kgc.com

1.5.所有节点修改hosts文件

vim /etc/hosts

192.168.233.100 master01
192.168.233.111 node01
192.168.233.199 node02

1.6.关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

swapoff -a #交换分区必须要关闭

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

#永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果

#加载 ip_vs 模块

for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

1.7.调整内核参数

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

//生效参数
sysctl --system

第二章.部署K8S集群

2.1.所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF

#使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理，因为相对Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。

#日志使用json-file格式类型存储，大小为100M，保存在/var/log/containers目录下，方便ELK等日志系统收集和管理日志。

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service

这里如果报错可能是网络问题

docker info | grep "Cgroup Driver"

Cgroup Driver: systemd

2.2.所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

定义kubernetes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

yum install -y kubelet-1.20.11 kubeadm-1.20.11 kubectl-1.20.11

开机自启kubelet
systemctl enable kubelet.service

#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启

2.3.部署K8S集群

查看初始化需要的镜像

kubeadm config images list

在 master 节点上传 v1.20.11.zip 压缩包至 /opt 目录

unzip v1.20.11.zip -d /opt/k8s

cd /opt/k8s/v1.20.11

for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本加载镜像文件

scp -r /opt/k8s root@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt

for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

在node节点都操作

2.3.1初始化kubeadm

在v1.20.11里
方法一：
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml

cd /opt/
vim kubeadm-config.yaml

......
11 localAPIEndpoint:
12 advertiseAddress: 192.168.233.100   #指定master节点的IP地址
13 bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.20.11               #指定kubernetes版本号
35 networking:
36 dnsDomain: cluster.local
37 podSubnet: "10.244.0.0/16"               #指定pod网段，10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38 serviceSubnet: 10.96.0.0/16           #指定service网段
39 scheduler: {}
#末尾再添加以下内容
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs                                   #把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log

#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，K8S V1.16版本开始替换为 --upload-certs

#tee kubeadm-init.log 用以输出日志

//查看 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log

//kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes/

//存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki

方法二：在master的/OPT/k8s/v.1.20里面下操作

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.233.100 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.20.11 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--token-ttl=0

注释：

初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。

可选参数：
--apiserver-advertise-address：apiserver通告给其他组件的IP地址，一般应该为Master节点的用于集群内部通信的IP地址，0.0.0.0表示节点上所有可用地址

--apiserver-bind-port：apiserver的监听端口，默认是6443

--cert-dir：通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki

--control-plane-endpoint：控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加

--image-repository：拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io

--kubernetes-version：指定kubernetes版本

--pod-network-cidr：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为192.168.0.0/16；

--service-cidr：service资源的网段

--service-dns-domain：service全域名的后缀，默认是cluster.local

--token-ttl：默认token的有效期为24小时，如果不想过期，可以加上 --token-ttl=0 这个参数

方法二初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap，开启 ipvs

kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system

修改mode: ipvs

提示：
......
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:

https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

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

kubeadm join 192.168.10.19:6443 --token wfjo7j.baa0aheyw39w3m7h \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:77100ff66b20100cbd9f1c289788e43aee69c5b4e24cc2c74c2e5d634a074fdc

2.4.设定kubectl

kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。

mkdir -p $HOME/.kube

cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

kubectl get node

2.5.如果

如果 kubectl get cs 发现集群不健康，更改以下两个文件

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml

# 上面修改如下内容
把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=192.168.233.100 #修改成k8s的控制节点master01的ip

把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成192.168.233.100（有两处）
#- --port=0 # 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

2.6.所有节点部署网络插件flannel

方法一：
//所有node节点上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，master节点上传 kube-flannel.yml 文件
cd /opt
docker load < flannel.tar

//在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml

方法二：

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

//在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集

kubeadm join 192.168.233.100:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2

/在master节点查看节点状态
kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system

NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-bccdc95cf-c9w6l 1/1 Running 0 71m
coredns-bccdc95cf-nql5j 1/1 Running 0 71m
etcd-master 1/1 Running 0 71m
kube-apiserver-master 1/1 Running 0 70m
kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 70m
kube-flannel-ds-amd64-kfhwf 1/1 Running 0 2m53s
kube-flannel-ds-amd64-qkdfh 1/1 Running 0 46m
kube-flannel-ds-amd64-vffxv 1/1 Running 0 2m56s
kube-proxy-558p8 1/1 Running 0 2m53s
kube-proxy-nwd7g 1/1 Running 0 2m56s
kube-proxy-qpz8t 1/1 Running 0 71m
kube-scheduler-master 1/1 Running 0 70m

需要再做一个二进制DNS域名解析

再NODE节点上、opt下放入coredns.tar

之后执行docker load < coredns.tar

之后在master节点的、opt下再次运行kubectl apply -f kube-flannel.yml

ubectl get pods -n kube-system

kubectl get nodes

这里注意：方法1对方法1，方法2对方法2，方法1时间有点长，

2.7.测试 pod 资源创建

kubectl create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -o wide

NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-zr2xs 1/1 Running 0 14m 10.244.1.2 node01 <none> <none>

2.8.暴露端口提供服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

kubectl get svc

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 3h57m
myapp-ky20 NodePort 10.96.56.120 <none> 80:32404/TCP 3s

//测试访问,在master节点上
curl http://192.168.233.111:32404

2.9扩展3个副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=3

kubectl get pods -o wide

NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-9kh4s 1/1 Running 0 66s 10.244.1.3 node01 <none> <none>
nginx-554b9c67f9-rv77q 1/1 Running 0 66s 10.244.2.2 node02 <none> <none>
nginx-554b9c67f9-zr2xs 1/1 Running 0 17m 10.244.1.2 node01 <none> <none>

第三章.部署 Dashboard

3.1.在 master01 节点上操作

#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中

cd /opt/k8s
vim 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：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30001 #添加
type: NodePort #添加
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard

kubectl apply -f recommended.yaml

3.2.创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

#使用输出的token登录Dashboard
https://192.168.233.111:30001

这里密码是上面的koken，这里用的火狐浏览器登录的，不是每个游览器都能登录！

第四章.安装Harbor私有仓库

4.1.安装 docker

所有节点加上主机名映射

echo '192.168.233.69 hub.kgc.com' >> /etc/hosts

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

//安装 docker
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"insecure-registries": ["https://hub.kgc.com"]
}
EOF

systemctl start docker

systemctl enable docker

4.2.所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"insecure-registries": ["https://hub.kgc.com"]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

4.3.安装 Harbor

上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt

cp docker-compose /usr/local/bin/

chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz

cd harbor/

vim harbor.cfg

5 hostname = hub.kgc.com
9 ui_url_protocol = https
24 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59 harbor_admin_password = Harbor12345

4.4.生成证书

mkdir -p /data/cert
cd /data/cert

#生成私钥
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
输入两遍密码：123456

#生成证书签名请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr

输入私钥密码：123456
输入国家名：CN
输入省名：BJ
输入市名：BJ
输入组织名：KGC
输入机构名：KGC
输入域名：hub.kgc.com
输入管理员邮箱：admin@kgc.com
其它全部直接回车

#备份私钥
cp server.key server.key.org

#清除私钥密码
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
输入私钥密码：123456

#签名证书
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./install.sh

在本地使用火狐浏览器访问：https://hub.kgc.com
添加例外 -> 确认安全例外
用户名：admin
密码：Harbor12345

//在一个node节点上登录harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.kgc.com
这里登录不了node，回头修改/etc/docker/daemon.json 。基本都是配置文件问题，我复制有问题，自己打配置文件就没问题，在node登录后

4.5.布置资源

上传镜像
docker tag nginx:latest hub.kgc.com/library/nginx:v1

docker push hub.kgc.com/library/nginx:v1

master节点创建

kubectl create deployment nginx-deployment --image=hub.kgc.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3

kubectl create deployment nginx-ky29 --image=hub.kgc.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
kubectl expose deployment nginx-ky29 --port=31111 --target-port=8080

kubectl create deployment nginx-ky26 --image=hub.kgc.com/library/nginx:v1 --port=8080 --replicas=2

kubectl expose deployment nginx-ky29 --port=32000 --target-port=8081

kubectl get pod -owide

kubectl expose deployment nginx-ky29 --port=32000 --target-port=8081

kubectl get svc

kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80

kubectl get svc,pods

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 10m
service/nginx-deployment ClusterIP 10.96.222.161 <none> 30000/TCP 3m15s

NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-bv5bz 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-fq8wr 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-xrg45 1/1 Running 0 3m39s

这里修改后可以访问node节点

kubectl edit svc nginx-deployment

必须要运行状态，才能访问

yum install ipvsadm -y

ipvsadm -Ln

轮询方式

curl 192.168.233.111:80

网页访问192.168.233:31545

kubectl edit svc nginx-deployment
25 type: NodePort #把调度策略改成NodePort

kubectl get svc

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 29m
service/nginx-deployment NodePort 10.96.222.161 <none> 30000:32340/TCP 22m

浏览器访问：
192.168.233.100:30477

192.168.233.111:30477

192.168.233.199:30477

#将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

第五章.内核参数优化方案

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0                                   #禁止使用 swap 空间，只有当系统内存不足（OOM）时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1                           #不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0                               #开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963                           #指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963                               #仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF