• 【Kubernetes部署】通过Kubeadm部署Kubernetes高可用集群


    一、kubeadm部署思路

    kubeadm init:在使用kubeadm方式安装K8S集群时,可根据初始化配置文件或者配置参数选项快速地初始化生成一个K8S的master管理平台
    kubeadm join:根据kubeadm init初始化的提示信息快速的将一个node节点或者其它master节点加入到K8S集群中

    1)所有节点进行初始化,安装 容器运行时kubeadmkubelet、kubectl;

    2)执行 kubeadm config print init-defaults 命令生成集群初始化配置文件并进行修改

    3)执行 kubeadm init 命令根据初始化配置文件初始化生成K8S master控制管理节点

    4)安装 cni 网络插件(flannel/calico);

    5)在其它节点执行 kubeadm join 命令将将node节点或者其它master节点加入到K8S集群中。

    二、基本架构

    2.1 资源分配

    ServerIPComponents
    Master01192.168.2.100docker
    kubeadm
    kubelet
    kubectl
    flannel
    Master02192.168.2.102
    Master03192.168.2.103
    Node01192.168.2.105docker
    kubeadm
    kubelet
    kubectl
    flannel
    Node02192.168.2.106docker
    kubeadm
    ubelet
    kubectl
    flannel
    Harbor192.168.2.104docker
    docker-compose
    harbor-offline-v1.2.2

    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

    2.2 系统初始化操作(所有节点)

    2.2.1关闭防火墙、selinux和swap分区

    1、关闭防火墙和selinux

    #关闭防火墙
    systemctl disable firewalld --now
    
    #关闭selinux 
    setenforce 0
    sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
    
    iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
    
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    2、关闭交换分区

    交换分区必须要关闭

    K8s的各个组件和容器都需要足够的内存来运行,而Swap的使用可能导致性能下降,甚至是应用程序的奔溃

    关闭Swap可以确保集群的可预测性和稳定性,避免不必要的磁盘交换

    swapoff -a						
    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
    
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    2.2.2 修改主机名,添加域名映射

    1、修改主机名

    hostnamectl set-hostname master01
    hostnamectl set-hostname master02
    hostnamectl set-hostname master03
    hostnamectl set-hostname node01
    hostnamectl set-hostname node02
    
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    2、修改本地hosts文件

    vim /etc/hosts
    192.168.2.100 master01
    192.168.2.102 master02
    192.168.2.103 master03
    192.168.2.105 node01
    192.168.2.106 node02
    
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    2.2.3 内核相关

    1、内核升级

    wget http://193.49.22.109/elrepo/kernel/el7/x86_64/RPMS/kernel-ml-devel-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm -O /opt/kernel-ml-devel-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm
    
    wget http://193.49.22.109/elrepo/kernel/el7/x86_64/RPMS/kernel-ml-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm -O /opt/kernel-ml-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm
    
    cd /opt/
    yum localinstall -y kernel-ml*
    
    #更改内核启动方式
    grub2-set-default 0 && grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
    grubby --args="user_namespace.enable=1" --update-kernel="$(grubby --default-kernel)"
    grubby --default-kernel
    
    reboot
    
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    2、调整内核参数

    cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
    net.ipv4.ip_forward = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    fs.may_detach_mounts = 1
    vm.overcommit_memory=1
    vm.panic_on_oom=0
    fs.inotify.max_user_watches=89100
    fs.file-max=52706963
    fs.nr_open=52706963
    net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
    
    net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
    net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
    net.ipv4.tcp_keepalive_intvl =15
    net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 36000
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_max_orphans = 327680
    net.ipv4.tcp_orphan_retries = 3
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
    net.ipv4.ip_conntrack_max = 65536
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
    net.ipv4.tcp_timestamps = 0
    net.core.somaxconn = 16384
    EOF
    
    #生效参数
    sysctl --system  
    
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    3、所有节点实现Linux的资源限制

    vim /etc/security/limits.conf
    * soft nofile 65536
    * hard nofile 131072
    * soft nproc 65535
    * hard nproc 655350
    * soft memlock unlimited
    * hard memlock unlimited
    
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    2.2.4 加载ip_vs模块

    #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
    
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    2.2.5 时间同步

    #通过ntp
    yum -y install ntpdate
    
    ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
    #修改时区
    echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
    #时间同步
    ntpdate time2.aliyun.com
    
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    systemctl enable --now crond
    
    crontab -e
    */30 * * * * /usr/sbin/ntpdate time2.aliyun.com
    
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    2.3 内核升级(可选)

    wget http://193.49.22.109/elrepo/kernel/el7/x86_64/RPMS/kernel-ml-devel-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm -O /opt/kernel-ml-devel-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm
    wget http://193.49.22.109/elrepo/kernel/el7/x86_64/RPMS/kernel-ml-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm -O /opt/kernel-ml-4.19.12-1.el7.elrepo.x86_64.rpm
    
    cd /opt/
    yum localinstall -y kernel-ml*
    
    #更改内核启动方式
    grub2-set-default 0 && grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
    grubby --args="user_namespace.enable=1" --update-kernel="$(grubby --default-kernel)"
    grubby --default-kernel
    reboot
    
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    三、部署docker

    3.1 通过yum安装docker(所有节点)

    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
    
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    3.2 修改相关配置并启动docker

    配置镜像加速修改默认Cgroupdriver,修改日志存储格式

    1)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。

    2)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。

    cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
    {
      "registry-mirrors": ["https://k2anw3oh.mirror.aliyuncs.com"],
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
      "log-driver": "json-file",
      "log-opts": {
        "max-size": "500m", "max-file": "3"
      }
    }
    EOF
    
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    systemctl daemon-reload
    systemctl restart docker.service
    systemctl enable docker.service --now
    
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    docker info | grep "Cgroup Driver"
    
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    四、 部署Kurbernetes的相关工具

    4.1 相关工具简介

    • Kubeadm:作为部署工具,kubeadm可用于在裸机或云环境上快速部署整个Kubernetes集群。
      它负责初始化主节点并启动其他节点,配置网络和认证,并确保集群的基本功能正常。

    • Kubelet:kubelet是在每个节点上运行的管理代理,负责启动、停止和监控容器,并与主控节点的API服务器进行通信。
      kubelet还负责协调容器的调度、资源管理和容器的生命周期。

    • Kubectl:kubectl是与Kubernetes集群交互的命令行工具。
      通过kubectl,可以执行各种操作,包括创建和管理应用程序、查看和修改集群资源、启动和停止Pod等。
      kubectl是管理Kubernetes集群的主要工具之一。

    4.2 安装kubeadm,kubelet和kubectl(所有节点)

    #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
    
    #安装
    yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15
    
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    #配置Kubelet使用阿里云的pause镜像
    cat > /etc/sysconfig/kubelet <<EOF
    KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd --pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.2"
    EOF
    
    #开机自启kubelet
    systemctl enable kubelet.service --now
    #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
    
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    五、高可用组件安装、配置

    5.1 部署 Haproxy(所有 master 节点)

    #yum安装haproxy
    yum -y install haproxy
    
    #修改配置文件
    cat > /etc/haproxy/haproxy.cfg << EOF
    global
        log         127.0.0.1 local0 info
        log         127.0.0.1 local1 warning
        chroot      /var/lib/haproxy
        pidfile     /var/run/haproxy.pid
        maxconn     4000
        user        haproxy
        group       haproxy
        daemon
        stats socket /var/lib/haproxy/stats
    
    defaults
        mode                    tcp
        log                     global
        option                  tcplog
        option                  dontlognull
        option                  redispatch
        retries                 3
        timeout queue           1m
        timeout connect         10s
        timeout client          1m
        timeout server          1m
        timeout check           10s
        maxconn                 3000
    
    frontend monitor-in
        bind *:33305
        mode http
        option httplog
        monitor-uri /monitor
    
    frontend k8s-master
        bind *:6444
        mode tcp
        option tcplog
        default_backend k8s-master
    
    backend k8s-master
        mode tcp
        option tcplog
        option tcp-check
        balance roundrobin
        server k8s-master1 192.168.2.100:6443  check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
        server k8s-master2 192.168.2.102:6443  check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
        server k8s-master3 192.168.2.103:6443  check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
    EOF
    
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    5.2 部署Keepalived(所有 master 节点)

    yum -y install keepalived
    
    cd /etc/keepalived/
    vim keepalived.conf
    ! Configuration File for keepalived
    global_defs {
        router_id LVS_HA1			#路由标识符,每个节点配置不同
    }
    
    vrrp_script chk_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
        interval 2
        weight 2
    }
    
    vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER				#本机实例状态,MASTER/BACKUP,备机配置文件中设置BACKUP
        interface ens33
        virtual_router_id 51
        priority 100				#本机初始权重,备机设置小于主机的值
        advert_int 1
        virtual_ipaddress {
            192.168.2.200          #设置VIP地址
        }
        track_script {
            chk_haproxy
        }
    }
    
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    5.3 编写状态监控脚本,启动haproxy和keepalived

    vim /etc/keepalived/check_haproxy.sh
    #!/bin/bash
    if ! killall -0 haproxy; then
        systemctl stop keepalived
    fi
    
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    systemctl enable --now haproxy
    systemctl enable --now keepalived
    
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    #观察VIP
    ip a
    
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    六、部署Kurbernetes集群

    6.1 设置集群初始化配置文件(master01 节点)

    #生成配置模板,包含默认的 Kubernetes 集群配置
    kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml
    
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    #修改配置文件
    vim kubeadm-config.yaml
    ......
    11 localAPIEndpoint:
    12   advertiseAddress: 192.168.2.100		#指定当前master节点的IP地址
    13   bindPort: 6443
    
    21 apiServer:
    22   certSANs:								#在apiServer属性下面添加一个certsSANs的列表,添加所有master节点的IP地址和集群VIP地址
    23   - 192.168.2.200
    24   - 192.168.2.100
    25   - 192.168.2.102
    26   - 192.168.2.103
    
    30 clusterName: kubernetes
    31 controlPlaneEndpoint: "192.168.2.200:6444"		#指定集群VIP地址
    32 controllerManager: {}
    
    38 imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers			#指定镜像下载地址
    39 kind: ClusterConfiguration
    40 kubernetesVersion: v1.20.15				#指定kubernetes版本号
    41 networking:
    42   dnsDomain: cluster.local
    43   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,指定service网段
    44   serviceSubnet: 10.96.0.0/16			#指定service网段
    45 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
    
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    #更新集群初始化配置文件
    kubeadm config migrate --old-config kubeadm-config.yaml --new-config new.yaml
    
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    6.2 所有节点拉取镜像

    #拷贝yaml配置文件给其他主机,通过配置文件进行拉取镜像
    for i in master02 master03 node01 node02; do scp /opt/new.yaml $i:/opt/; done
    
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    kubeadm config images pull --config /opt/new.yaml
    
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    6.3 master01 节点进行初始化

    kubeadm init --config new.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
    #会初始化一个 Kubernetes 集群并生成相应的证书和密钥,并将相关信息保存在指定的配置文件中
    
    
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    #若初始化失败,进行的操作
    kubeadm reset -f
    ipvsadm --clear 
    rm -rf ~/.kube
    再次进行初始化
    
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    #提示信息
    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/
    
    You can now join any number of the control-plane node running the following command on each as root:
    
      kubeadm join 192.168.2.200:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:ade0ff00903debf7670daab2726c83fca2281a6494d8bf311e741acae960efa4 \
        --control-plane --certificate-key edbce007ed7a5de51614353db7e05f2985ba65e4a6387c2b94be52c1bde3f2d7
    
    Please note that the certificate-key gives access to cluster sensitive data, keep it secret!
    As a safeguard, uploaded-certs will be deleted in two hours; If necessary, you can use
    "kubeadm init phase upload-certs --upload-certs" to reload certs afterward.
    
    Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
    
    kubeadm join 192.168.2.200:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:ade0ff00903debf7670daab2726c83fca2281a6494d8bf311e741acae960efa4
    
    
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    6.4 环境配置(master01节点)

    #配置 kubectl
    mkdir -p $HOME/.kube
    cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
    
    #修改controller-manager和scheduler配置文件
    vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
    vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
    ......
        #- --port=0					#搜索port=0,把这一行注释掉
    
    systemctl restart kubelet
    
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    #部署网络插件flannel
    #所有节点上传 flannel 镜像 flannel.tar 和网络插件 cni-plugins-linux-amd64-v1.3.0.tgz 到 /opt 目录
    
    cd /opt
    docker load < flannel.tar
    
    mv /opt/cni /opt/cni_bak
    mkdir -p /opt/cni/bin
    tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.3.0.tgz -C /opt/cni/bin
    
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    #master节点上传 kube-flannel.yml 文件
    kubectl apply -f kube-flannel.yml 
    
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    6.5 所有节点加入集群

    6.5.1 master 节点加入集群

    kubeadm join 192.168.2.200:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5cfda84fcb9149e8c42639caa2ea180825cd8951b416decb337027dfd50cd4cb \
        --control-plane --certificate-key 895f73bc55da2cbb3eff0c9abbd108a6a80dce63dceef73cc994ab4961b1c637
    
    
    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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    6.5.2 node 节点加入集群

    kubeadm join 192.168.2.200:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5cfda84fcb9149e8c42639caa2ea180825cd8951b416decb337027dfd50cd4cb
    
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    6.6 查看集群信息

    #在 master01 查看集群信息
    kubectl get nodes
    
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    kubectl get pod -n kube-system 
    #返回所有运行 kube-system 命名空间中的 pod 的列表,以及每个 pod 的状态、运行时间和 IP 地址等信息
    #kube-system 命名空间是用于存储 Kubernetes 系统组件和插件的命名空间
    #查看这些组件和插件的状态和健康信息
    
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    补充 kubenertes集群组件状态异常的解决方法

    kubectl get cs
    
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    需要修改这两个服务(组件)的配置文件

    vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
    
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    vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml
    
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    然后重启kubelet服务

    systemctl restart kubelet
    
    kubectl get cs
    
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    六、部署Dashboard(K8s 仪表盘)

    6.1 获取配置文件并修改

    #获取配置文件
    cd /opt
    weget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.6.1/aio/deploy/recommended.yaml
    
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    #编辑配置文件
    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
    
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    kubectl apply -f recommended.yaml
    
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    6.2 获取登录Token

    #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}')
    
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    6.3 登录到Dashboard

    不能使用Google浏览器访问

    #使用输出的token登录Dashboard
    https://NodeIP:30001
    
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    #token 
    eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6ImpoM2g5bWtURFVyMXMtQmlydGFlb3ZFSXlJbDRPUFZsanFzY0FEYllja1kifQ.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.QQ4DWZ0iuK7lp8WpkgcVUgi8io9q-8K2sjTKxG_4bojYY6B_kJAIUx-gVi3Z03nqMhT8KN4f2_MblfZAohCSPyaV98zH7SUx3priDd-1W-SHKiFoccj4MF_ZOK9dfC0HOtTjXYHPjxbsxlOnJ_mIBMjgCFk5i1CRKYBJDaPRy-YgbdpGyzjyCw56iHmT53wnVJyzQwckONSBcclR33lknOB7no2BSw0CwTsVOzkWkjQKu0YQMdScJPYzCcJbzH4uh1HRpgKqW7VwqMihcNJMFkmEKmT9lZFyNHw3xjqBA1MllW1L3nw3zJoE2-iappom7Bc1M7TlUPsw9rCFH2MPpA
    
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    外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传
    在这里插入图片描述

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/q2524607033/article/details/134242712