Kubernetes(K8S) 集群環境搭建指南

Kubernetes（簡稱K8s）是一個開源的容器編排平臺，旨在自動化部署、擴展和管理容器化應用。K8S環境搭建過程比較復雜，涉及到非常多組件安裝和系統配置，本文將會詳細介紹如何在服務器上搭建好Kubernetes集群環境。

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在學習和使用Kubernetes過程中，K8S環境搭建是新手非常頭疼的一環，K8S提供了多種安裝的方式包括Minikube、kubeadm、Rancher、sealos等，目前比較常見的是采用kubeadm和sealos方式進行安裝，sealos相比kubeadm更加適合入門學習者，只需要幾條命令就可以完成整個集群的部署。而Kubeadm適用于生產環境和復雜場景，針對希望有更多個性化定制的用戶，但安裝和維護復雜度較高。本文包含了kubeadm和sealos兩種方式的安裝，作為新手更加推薦使用sealos。

集群環境準備

1、集群環境說明

要求條件：

  1. 一臺或多臺Linux系統機器，推薦使用的是centos 7.5版本或以上

  2. 每臺Linux至少有2GB的內存和2個CPU、硬盤30GB

  3. 所有的機器可以相互ping通

集群結構：

  • kubernetes集群主要包含master（主控節點）和node（工作節點）組成，master和node一般是多對多或者一對多的模式，

  • 為了學習使用這里選擇1個master節點和多個node節點（這里一個節點相當于就是一臺Linux系統主機）

    部署集群圖如下：

圖片

這里為了學習方便，采用了在本地電腦安裝虛擬軟件VMware（當然也可以使用VitualBox），然后再虛擬機VMware中安裝centos，虛擬機安裝centos過程省略，大家可以自行百度搜索相關教程，這里分別這里分別安裝好master、node1、node2虛擬機：

圖片

2、配置節點主機名

執行以下命令，依次配置各個節點主機名，這里是為了方便后面服務的訪問

# master節點[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master && bash# node1節點[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node1 && bash# node2節點[root@localhost?~]#?hostnamectl?set-hostname?node2?&&?bash

3、配置節點網絡

進入VMware -> 設置 ->虛擬網絡編輯器，查看VMnet8對應的子網IP地址:

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分別編輯各個節點的網絡配置文件

[root@master?~]#?vim?/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

修改以下關鍵項

master節點：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.100GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

node1節點：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.101GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

node2節點：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.102GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

4、修改hosts文件

編輯/etc/hosts文件，配置主機名和IP地址的映射解析，這一步是為了方便節點間的相互訪問，分別在三臺主機下添加以下的配置：???????

192.168.10.100 master192.168.10.101 node1192.168.10.102?node2

圖片

5、測試虛擬機網絡

通過Xshell ssh工具去連接對應的節點主機（其他的ssh連接工具都可以）

測試各個節點主機是否能夠訪問外網：

圖片

測試各個節點主機之間是否能夠相互ping通

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集群環境初始化

1、關閉防火墻

在三個節點上分別執行???????

[root@master ~]# systemctl stop firewalld[root@master?~]#?systemctl?disable?firewalld

2、關閉SELINUX

在三個節點上分別執行???????

# 編輯 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值為disableSELINUX=disabled

注意：生效需要重啟linux

3、關閉swap分區

在三個節點上分別執行???????

# 編輯/etc/fstab 文件,注釋掉 /dev/mapper/centos-swap swap 這一行#?/dev/mapper/centos-swap?swap

注意：生效需要重啟linux

4、修改內核參數

在三個節點上分別執行???????

# 增加/etc/sysctl.d/kubernetes.conf 文件，添加如下配置：net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1net.ipv4.ip_forward = 1# 重新加載配置[root@master ~]# sysctl -p# 加載網橋過濾模塊[root@master ~]# modprobe br_netfilter# 查看網橋過濾模塊是否加載成功[root@master?~]#?lsmod?|?grep?br_netfilter

出現如下結果代表OK：

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5、配置時間同步

在三個節點上分別執行

[root@master ~]# systemctl start chronyd[root@master ~]# systemctl enable chronyd[root@master?~]#?date

6、加載ipvs模塊

在三個節點上分別執行???????

# 1.安裝ipset和ipvsadm[root@master ~]# yum install ipset ipvsadm -y# 2.添加需要加載的模塊寫入腳本文件[root@master ~]# cat <<EOF> /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules# 將以下腳本內容復制到命令行回車即可#!/bin/bashmodprobe -- ip_vsmodprobe -- ip_vs_rrmodprobe -- ip_vs_wrrmodprobe -- ip_vs_shmodprobe -- nf_conntrack_ipv4EOF

圖片

# 3.為腳本添加執行權限[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules# 4.執行腳本文件[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules# 5.查看對應的模塊是否加載成功[root@master?~]#?lsmod?|?grep?-e?ip_vs?-e?nf_conntrack_ipv4

圖片

以上操作完成之后記得分別重啟Linux主機！！！

sealos方式安裝K8S集群

1、下載sealos

wget?https://github.com/labring/sealos/releases/download/v4.3.7/sealos_4.3.7_linux_amd64.tar.gz

2、解壓賦予權限

tar?zxvf?sealos_4.3.7_linux_amd64.tar.gz?sealos?&&?chmod?+x?sealos?&&?mv?sealos?/usr/bin

3、安裝K8S集群

sealos run labring/kubernetes:v1.25.0 labring/helm:v3.8.2 labring/calico:v3.24.1 \--masters 192.168.10.100 \--nodes?192.168.10.101,192.168.10.102?-p?root?

參數說明：

  • --masters master 節點地址列表

  • –nodes node 節點地址列表

  • -p ssh登錄密碼（如果配置了ssh免密則不需要加-p參數）

4、查看連接狀態

在master節點上面執行kubectl get nodes命令查看master和node節點狀態

[root@master?~]#?kubectl?get?nodes

這里會顯示 NotReady ，代表未就緒狀態：

圖片

需要等待一會兒，節點狀態會自動被修改為Ready：

圖片

kubeadm方式安裝K8S集群

1、安裝Docker

# 1、切換鏡像源[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# 2、查看當前鏡像源中支持的docker版本[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates
# 3、安裝特定版本的docker-ce[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
# 4、添加一個配置文件[root@master ~]# mkdir /etc/docker[root@master ~]# cat <<EOF> /etc/docker/daemon.json{  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],  "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]}EOF
# 5、啟動dokcer[root@master ~]# systemctl restart docker[root@master?~]#?systemctl?enable?docker

2、安裝Kubernetes組件

???????

# 1、由于kubernetes的鏡像在國外，速度比較慢，這里切換成國內的鏡像源，編輯/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置[kubernetes]name=Kubernetesbaseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64enabled=1gpgchech=0repo_gpgcheck=0gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg      http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
# 2、安裝kubeadm、kubelet和kubectl[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
# 3、配置kubelet的cgroup，編輯/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
# 4、設置kubelet開機自啟[root@master?~]#?systemctl?enable?kubelet

3、準備集群鏡像???????

# 1、在安裝kubernetes集群之前，必須要提前準備好集群需要的鏡像，所需鏡像可以通過下面命令查看[root@master ~]# kubeadm config images list
# 2、下載鏡像，此鏡像kubernetes的倉庫中，由于網絡原因，無法連接，下面提供了一種替換方案images=(  kube-apiserver:v1.17.4  kube-controller-manager:v1.17.4  kube-scheduler:v1.17.4  kube-proxy:v1.17.4  pause:3.1  etcd:3.4.3-0  coredns:1.6.5)
for imageName in ${images[@]};do  docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName  docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName  docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName done

4、master節點集群初始化

在master節點上面執行kubeadm init命令進行集群初始化???????

# 1、創建集群，這里192.168.119.100 指定為master主機的IP地址，其他的配置不用修改[root@master ~]# kubeadm init \  --kubernetes-version=v1.17.4 \  --service-cidr=10.96.0.0/12 \  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \  --apiserver-advertise-address=192.168.119.100 # 2、創建必要文件[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config[root@master?~]#?sudo?chown?$(id?-u):$(id?-g)?$HOME/.kube/config

5、node節點連接master節點

在node1和node2節點上分別去連接master節點集群

kubeadm?join?192.168.10.100:6443?--token?c78u0z.tqyd4xh4tc2s084f?????--discovery-token-ca-cert-hash?sha256:783e7453cb11db521a7fc3661caa0ac5cf6c6fb153d7d95d222882af7aae94c7

6、查看連接狀態

在master節點上面執行kubectl get nodes命令查看master和node節點狀態

[root@master?~]#?kubectl?get?nodes

這里會顯示 NotReady ，代表未就緒狀態，我們還需要安裝網絡插件

圖片

7、安裝網絡插件

在master節點上安裝網絡插件???????

# 1、下載flannel網絡資源配置文件[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 2、啟動flannel網絡[root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml
# 3、再次查看節點狀態[root@master?~]#?kubectl?get?nodes

這里啟動flannel網絡之后一般需要等待一會兒，節點狀態會被修改為Ready：

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集群環境測試???????

# 1、創建nginx服務kubectl create deployment nginx  --image=nginx:1.14-alpine
# 2、暴露端口kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
# 3、查看pod和服務信息kubectl?get?pod,service

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在本地電腦打開瀏覽器測試nginx是否能夠正常訪問：

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