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K8S内容分发网络之集群，nginx，负载均衡，防火墙
K8S内容分发网络之集群，nginx，负载均衡，防火墙
节点 IP 安装组件 master(2C/4G，cpu核心数要求大于2) 192.168.174.15 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel node01(2C/2G) 192.168.174.18 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel node02(2C/2G) 192.168.174.19 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel lb01 192.168.174.18 nginx，keepalived lb02 192.168.174.19 nginx，keepalived 网关服务器 内网网卡ens33：192.168.174.12，外网网卡ens37：12.0.0.1 iptables 客户端 12.0.0.12 一、Kubernetes 区域可采用 Kubeadm 方式进行安装。
1.所有节点，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
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2.修改主机名
hostnamectl set-hostname master01 hostnamectl set-hostname node01 hostnamectl set-hostname node02- 1
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3.所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts 192.168.174.15 master01 192.168.174.18 node01 192.168.174.19 node02- 1
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4.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- 1
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5.生效参数
sysctl --system- 1
6.安装软件
（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 cat > /etc/docker/daemon.json <- 1
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（2）所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl
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 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- 1
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7.部署K8S集群
（1）查看初始化需要的镜像
kubeadm config images list- 1
（2）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- 1
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（3）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@192.168.174.18:/opt scp -r /opt/k8s root@192.168.174.19:/opt cd /opt/k8s/v1.20.11 for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done- 1
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（3）初始化kubeadm
方法一： kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml cd /opt/ vim kubeadm-config.yaml ...... 11 localAPIEndpoint: 12 advertiseAddress: 192.168.174.15 #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- 1
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8.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- 1
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方法二：
kubeadm init \ --apiserver-advertise-address=192.168.174.15 \ --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 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- 1
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9.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- 1
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（1）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 修改如下内容 把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=192.168.174.15 #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192.168.174.15（有两处） #- --port=0 # 搜索port=0，把这一行注释掉 systemctl restart kubelet- 1
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10.所有节点部署网络插件flannel
方法一：
（1）所有节点上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，master节点上传 kube-flannel.yml 文件cd /opt unzip kuadmin-flannel.zip docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar docker load -i flannel-v0.22.2.tar mv cni cni_bak mkdir cni/bin -p tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.2.0.tgz -C cni/bin ll cni/bin- 1
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（2）在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml- 1
方法二：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml- 1
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11.在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
kubeadm join 192.168.174.15:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c93b6ce2fe56803f792c49da16d0faf04c001f93c8ee8abd24a5fb344474b50c- 1
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12.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- 1
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二、创建两个自主式Pod资源
要求在 Kubernetes 环境中，通过yaml文件的方式，创建2个Nginx Pod分别放置在两个不同的节点上，Pod使用hostPath类型的存储卷挂载，节点本地目录共享使用 /data，2个Pod副本测试页面二者要不同，以做区分
1.生成nginx的pod模板文件
kubectl run mynginx --image=nginx:1.14 --port=80 --dry-run=client -o yaml > mynginx.yaml- 1
2.修改模板文件
vim mynginx.yaml --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: labels: app: mcl-nginx #pod的标签 name: mcl-nginx01 spec: nodeName: node01 #指定该pod调度到node01节点 containers: - image: nginx:1.14 name: mynginx ports: - containerPort: 80 #定义容器的端口 volumeMounts: #挂载存储卷 - name: page01 #名称需要与下方定义的存储卷的名称一致 mountPath: /usr/share/nginx/html #容器中的挂载点，设置为nginx服务的网页根目录 readOnly: false #可读可写 volumes: #定义一个存储卷 - name: page01 #存储卷的名称 hostPath: #存储卷的类型为 hostPath path: /data #node节点的共享目录 type: DirectoryOrCreate #该类型表示如果共享目录不存在，则系统会自动创建该目录 --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: labels: app: mcl-nginx #pod的标签 name: mcl-nginx02 spec: nodeName: node02 #指定该pod调度到node02节点 containers: - name: mynginx image: nginx:1.14 ports: - containerPort: 80 #定义容器的端口 volumeMounts: #挂载存储卷 - name: page02 #名称需要与下方定义的存储卷的名称一致 mountPath: /usr/share/nginx/html #容器中的挂载点 readOnly: false volumes: #定义一个存储卷 - name: page02 #存储卷的名称 hostPath: #存储卷类型为 hostPath path: /data #node节点的共享目录 type: DirectoryOrCreate #该类型表示如果共享目录不存在，则系统会自动创建该目录 #使用yaml文件创建自主式Pod资源 kubectl apply -f mynginx.yaml #查看创建的两个pod，被调度到了不同的node节点 [root@master ~]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES mcl-nginx01 1/1 Running 0 38s 10.244.1.10 node01mcl-nginx02 1/1 Running 0 38s 10.244.2.14 node02 nginx-deployment-9448647c5-h7h26 1/1 Running 0 15d 10.244.2.13 node02 nginx-deployment-9448647c5-qs99r 1/1 Running 0 15d 10.244.2.11 node02 nginx-deployment-9448647c5-vm6sk 1/1 Running 0 15d 10.244.2.12 node02 - 1
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3.两个node节点的存储卷，写入不同的html文件内容，验证访问网页
#node01节点 echo "this is node01" > /data/index.html #node02节点 echo "this is node02 ~~" > /data/index.html curl 10.244.1.10 #访问Node01节点的Pod的IP curl 10.244.2.14 #访问Node02节点的Pod的IP- 1
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三、创建service资源
编写service对应的yaml文件，使用NodePort类型和TCP 30000端口将Nginx服务发布出去。
1.编写service对应的yaml文件
vim myservice.yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mcl-nginx-svc namespace: default spec: type: NodePort #service类型设置为NodePort ports: - port: 80 #service使用的端口号，ClusterIP后面跟的端口号。 targetPort: 80 #需要转发到的后端Pod的端口号 nodePort: 30000 #指定映射到物理机的端口号，k8s集群外部可以使用nodeIP:nodePort访问service selector: app: mcl-nginx #标签选择器要和上一步创建的pod的标签保持一致 #创建service资源 kubectl apply -f myservice.yaml- 1
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2.查看service资源
kubectl get svc NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes ClusterIP 10.96.0.1443/TCP 16d mcl-nginx-svc NodePort 10.96.152.69 80:30000/TCP 12s nginx NodePort 10.96.173.35 80:30291/TCP 15d nginx-deployment NodePort 10.96.134.133 30000:32070/TCP 15d #查看service资源的详细信息 kubectl describe svc mcl-nginx-svc Name: mcl-nginx-svc Namespace: default Labels: Annotations: Selector: app=mcl-nginx Type: NodePort IP Families: IP: 10.96.152.69 IPs: 10.96.152.69 Port: 80/TCP TargetPort: 80/TCP NodePort: 30000/TCP Endpoints: 10.244.1.10:80,10.244.2.14:80 Session Affinity: None External Traffic Policy: Cluster Events: - 1
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3.测试使用nodeIP:nodePort访问nginx网页
curl 192.168.174.18:30000 #node01 curl 192.168.174.19:30000 #node02- 1
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四、搭建负载均衡层
负载均衡区域配置Keepalived+Nginx，实现负载均衡高可用，通过VIP 192.168.174.100和自定义的端口号即可访问K8S发布出来的服务。
- lb01：192.168.174.18
- lb02：192.168.174.19
- VIP：192.168.174.100
1.两台负载均衡器配置nginx
#关闭防火墙和selinux systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld setenforce 0 sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config #设置主机名 hostnamectl set-hostname lb01 su hostnamectl set-hostname lb02 su #配置nginx的官方在线yum源 cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF' [nginx] name=nginx repo baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/ gpgcheck=0 EOF yum install nginx -y #修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台node的节点ip和30000端口 vim /etc/nginx/nginx.conf events { worker_connections 1024; } #在http块上方，添加stream块 stream { upstream k8s-nodes { server 192.168.174.18:30000; #node01IP:nodePort server 192.168.174.19:30000; #node02IP:nodePort } server { listen 3344; #自定义监听端口 proxy_pass k8s-nodes; } } http { ...... #include /etc/nginx/conf.d/*.conf; #建议将这一行注释掉，否则会同时加载/etc/nginx/conf.d/default.conf文件中的内容，nginx会同时监听80端口。 } #检查配置文件语法是否正确 nginx -t #启动nginx服务，查看到已监听3344端口 systemctl start nginx systemctl enable nginx netstat -natp | grep nginx tcp 0 0 0.0.0.0:3344 0.0.0.0:* LISTEN 941/nginx: master p- 1
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2.两台负载均衡器配置keepalived
#安装keepalived服务 yum install keepalived -y #修改keepalived配置文件 vim /etc/keepalived/keepalived.conf ! Configuration File for keepalived global_defs { # 接收邮件地址 notification_email { acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } # 邮件发送地址 notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc smtp_server 127.0.0.1 #修改为本机回环地址 smtp_connect_timeout 30 router_id node01 #lb01节点的为node01，lb02节点的为node02 } #添加一个周期性执行的脚本 vrrp_script check_nginx { script "/etc/nginx/check_nginx.sh" #指定检查nginx存活的脚本路径 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER #lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP interface ens33 #指定网卡名称 ens33 virtual_router_id 51 #指定组ID，两个节点要一致 priority 100 #设置优先级，lb01节点设置为 100，lb02节点设置为 90 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.174.100 #指定VIP地址 } track_script { #追踪脚本 check_nginx #指定vrrp_script配置的脚本 } } #将配置文件中剩余的内容全都删除 #主调度器lb01创建nginx状态检查脚本 vim /etc/nginx/check_nginx.sh #!/bin/bash #egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$") if [ "$count" -eq 0 ];then systemctl stop keepalived fi chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh #为脚本增加执行权限 #启动keepalived服务(一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务，否则keepalived检测到nginx没有启动，会杀死自己) systemctl start keepalived systemctl enable keepalived ip addr #查看主节点的VIP是否生成 #测试使用VIP:3344访问web网页 curl 192.168.174.100:3344- 1
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3.关闭主调度器的nginx服务，模拟故障，测试keepalived
#关闭主调度器lb01的Nginx服务，模拟宕机，观察VIP是否漂移到备节点 systemctl stop nginx ip addr systemctl status keepalived #此时keepalived被脚本杀掉了 #备节点查看是否生成了VIP ip addr #此时VIP漂移到备节点lb02 #恢复主节点 systemctl start nginx #先启动nginx systemctl start keepalived #再启动keepalived ip addr- 1
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五、配置防火墙服务器
iptables防火墙服务器，设置双网卡，并且配置SNAT和DNAT转换实现外网客户端可以通过12.0.0.1访问内网的Web服务。
- 内网网卡ens33：192.168.174.16
- 外网网卡ens37：12.0.0.1
##两台负载均衡器，将网关地址修改为防火墙服务器的内网IP地址 vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 GATEWAY="192.168.174.16" systemctl restart network #重启网络 systemctl restart keepalived #如果VIP丢失，需要重启一下keepalived ##配置防火墙服务器- 1
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1.关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld setenforce 0 sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config- 1
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2.开启路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward = 1 //在文件中增加这一行，开启路由转发功能 sysctl -p //加载修改后的配置- 1
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3.配置iptables策略
#先将原有的规则清除 iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X #设置SNAT服务，解析源地址。修改nat表中的POSTROUTING链。 #将源地址192.168.174.100转换为为12.0.0.1 iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.174.100/24 -j SNAT --to 12.0.0.1 #-t nat //指定nat表 #-A POSTROUTING //在POSTROUTING链中添加规则 #-s 192.168.174.100/24 //数据包的源地址 #-o ens36 //出站网卡 #-j SNAT --to 12.0.0.1 //使用SNAT服务，将源地址转换成公网IP地址。 #设置DNAT服务，解析目的地址。修改nat表中的PRETROUTING链。 #将目的地址12.0.0.1:3344 转换成 192.168.174.100:3344 iptables -t nat -A PREROUTING -i ens37 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 3344 -j DNAT --to 192.168.174.100:3344 #-A PREROUTING //在PREROUTING链中添加规则 #-i ens36 //入站网卡 #-d 12.0.0.254 //数据包的目的地址 #-p tcp --dport 3344 //数据包的目的端口 #-j DNAT --to 192.168.174.100:3344 //使用DNAT功能，将目的地址和端口转换成192.168.174.100:3344 iptables -t nat -nL #查看策略 Chain PREROUTING (policy ACCEPT) target prot opt source destination DNAT tcp -- 0.0.0.0/0 12.0.0.1 tcp dpt:3344 to:192.168.174.100:3344 Chain INPUT (policy ACCEPT) target prot opt source destination Chain OUTPUT (policy ACCEPT) target prot opt source destination Chain POSTROUTING (policy ACCEPT) target prot opt source destination SNAT all -- 192.168.174.0/24 0.0.0.0/0 to:12.0.0.1- 1
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4.新增一台客户机（192.168.174.12）
systemctl stop firewalld.service #关闭防火墙安全机制 setenforce 0 vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 TYPE=Ethernet PROXY_METHOD=none BROWSER_ONLY=no BOOTPROTO=static DEFROUTE=yes IPV4_FAILURE_FATAL=no IPV6INIT=yes IPV6_AUTOCONF=yes IPV6_DEFROUTE=yes IPV6_FAILURE_FATAL=no IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy NAME=ens33 UUID=b2546c1c-91ee-4caf-b51a-f24baa1c5027 DEVICE=ens33 ONBOOT=yes IPADDR=12.0.0.12 NETMASK=255.255.255.0 GATEWAY=12.0.0.1 #DNS1=8.8.8.8 systemctl restart network #重启网卡- 1
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5.测试
curl 12.0.0.1:3344- 1
欧拉图和哈密顿图
【高阶数据结构】并查集的实现(含压缩路径)及其应用-C++版本
C语言——运算符
MySQL单表查询与多表查询
SpringCloud之Nacos配置中心解读
【文件系统】如何在ubi之上运行squashfs
【瞎折腾】荣耀7X换脸手术，收获良多
OpenCV+特征检测
特殊的ip地址