快速部署一套K8s集群-参考阿良老师

news2024/10/7 12:19:41

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
  • 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

CentOS7.9_x64 （mini）

Docker

20-ce

Kubernetes

1.26

服务器规划：

角色

IP

k8s-master

192.168.1.71

k8s-node1

192.168.1.72

k8s-node2

192.168.1.73

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
192.168.1.71 k8s-master
192.168.1.72 k8s-node1
192.168.1.73 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 time.windows.com

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://b9pmyelo.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：

vi /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service

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192.168.1.71（Master）执行。

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.1.71 \
  --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

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192.168.1.72/73（Node）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 192.168.1.71:6443 --token 7gqt13.kncw9hg5085iwclx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:66fbfcf18649a5841474c2dc4b9ff90c02fc05de0798ed690e1754437be35a01 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

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：kubeadm join | Kubernetes

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/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。

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/

参考资料：https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#pod-network

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

课件中文件名是：kubernetes-dashboard.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
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  type: NodePort
...

kubectl apply -f recommended.yaml
kubectl get pods -n kubernetes-dashboard

访问地址：https://NodeIP:30001

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：GitHub - kubernetes-sigs/cri-tools: CLI and validation tools for Kubelet Container Runtime Interface (CRI) .

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

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