部署一套单Master的K8s集群（kubeadm-V1.20）

《部署一套单Master的K8s集群》

v1.20，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
  • 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：

• 服务器规划：

1.3 操作系统初始化配置

# 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 

# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.31.61 k8s-master1
192.168.31.62 k8s-node1
192.168.31.63 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
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3. 安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】

这里使用Docker作为容器引擎，也可以换成别的，例如containerd

3.1 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"]
}
EOF

systemctl restart docker
docker info
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3.2 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
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3.3 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-1.20.0 kubeadm-1.20.0 kubectl-1.20.0
systemctl enable kubelet
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4. 部署Kubernetes Master

在192.168.31.61（Master）执行。

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.31.61 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.20.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --ignore-preflight-errors=all
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–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

或者使用配置文件引导：

vi kubeadm.conf
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.0
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers 
networking:
  podSubnet: 10.244.0.0/16 
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12 

kubeadm init --config kubeadm.conf --ignore-preflight-errors=all  
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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
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查看工作节点：

kubectl get nodes
NAME               STATUS     ROLES            AGE   VERSION
localhost.localdomain   NotReady   control-plane,master   20s   v1.20.0
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注：由于网络插件还没有部署，还没有准备就绪 NotReady
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

5. 加入Kubernetes Node

在192.168.31.62/63（Node）执行。
向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

kubeadm join 192.168.31.61:6443 --token 7gqt13.kncw9hg5085iwclx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:66fbfcf18649a5841474c2dc4b9ff90c02fc05de0798ed690e1754437be35a01
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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
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参考资料：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-join/

6. 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
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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
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等Calico Pod都Running，节点也会准备就绪：
参考资料：

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

7. 测试kubernetes集群

在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc
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访问地址：http://NodeIP:Port

8. 部署 Dashboard

Dashboard是官方提供的一个UI，可用于基本管理K8s资源。

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/aio/deploy/recommended.yaml
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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
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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 kube-system
# 用户授权
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
# 获取用户Token
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')
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使用输出的token登录Dashboard。