安裝部署Kubernetes集群實戰

kubernetes概述：

Kubernetes是一個開源的，用于管理云平臺中多個主機上的容器化的應用，Kubernetes的目標是讓部署容器化的應用簡單并且高效（powerful）,Kubernetes提供了應用部署，規劃，更新，維護的一種機制。
Kubernetes是Google 2014年創建管理的，是Google 10多年大規模容器管理技術Borg的開源版本。

通過kubernetes可以實現的功能：

• 快速部署應用
• 快速擴展應用
• 無縫對接新的應用功能
• 節省資源，優化硬件資源的使用

我們的目標是促進完善組件和工具的生態系統，以減輕應用程序在公有云或私有云中運行的負擔。

kubernetes的特點：

• 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
• 可擴展: 模塊化, 插件化, 可掛載, 可組合
• 自動化: 自動部署，自動重啟，自動復制，自動伸縮/擴展

為什么要使用容器？容器優勢總結：

• 快速創建/部署應用：與VM虛擬機相比，容器鏡像的創建更加容易。
• 持續開發、集成和部署：提供可靠且頻繁的容器鏡像構建/部署，并使用快速和簡單的回滾(由于鏡像不可變性)。
• 開發和運行相分離：在build或者release階段創建容器鏡像，使得應用和基礎設施解耦。
• 開發，測試和生產環境一致性：在本地或外網（生產環境）運行的一致性。
• 云平臺或其他操作系統：可以在 Ubuntu、RHEL、 CoreOS、on-prem、Google Container Engine或其它任何環境中運行。
• Loosely coupled，分布式，彈性，微服務化：應用程序分為更小的、獨立的部件，可以動態部署和管理。
• 資源隔離
• 資源利用：更高效

kubernetes能做什么？
可以在物理或虛擬機的Kubernetes集群上運行容器化應用，Kubernetes能提供一個以“容器為中心的基礎架構”，滿足在生產環境中運行應用的一些常見需求，如：

• 多個進程（作為容器運行）協同工作。（Pod）
• 存儲系統掛載
• Distributing secrets
• 應用健康檢測
• 應用實例的復制
• Pod自動伸縮/擴展
• Naming and discovering
• 負載均衡
• 滾動更新
• 資源監控
• 日志訪問
• 調試應用程序
• 提供認證和授權

kubernetes中文官網：
https://kubernetes.io/zh/
kubernetes中文社區：
https://www.kubernetes.org.cn/doc-11

搭建kubernetes集群

環境準備：

3臺dockerhost主機（centos7）
master： 172.16.1.30
node01：172.16.1.31
node02：172.16.1.32
注意事項：每臺主機內存最少2GB，最低雙核cpu，每臺主機必須安裝docker環境，關閉防火墻（一般kubernetes是運行在公司內部的），禁用selinux，確保時間同步。

我們現在安裝kubernetes時，利用的是kubernetes官方開發出來的自動化部署的軟件（kubeadm），以來實現更快速的安裝kubernetes。

清空iptables規則，并重新加載docker（全部節點都需操作）：

[root@master ~]# iptables -F
[root@master ~]# systemctl daemon-reload
[root@master ~]# systemctl restart docker

（1）修改主機名：

[root@sqm-docker01 ~]# hostnamectl  set-hostname  master
[root@sqm-docker01 ~]# bash
[root@sqm-docker02 ~]# hostnamectl  set-hostname  node01
[root@sqm-docker02 ~]# bash
[root@sqm-docker03 ~]# hostnamectl set-hostname node02
[root@sqm-docker03 ~]# bash

（2）ssh，域名解析，免密登錄：

配置域名解析：
[root@master ~]# vim /etc/hosts

##將hosts文件拷貝給其他節點：

[root@master ~]# scp /etc/hosts  root@172.16.1.31:/etc/hosts
[root@master ~]# scp /etc/hosts  root@172.16.1.32:/etc/hosts

免密登錄：
[root@master ~]# ssh-keygen -t rsa  #生成密鑰

將密鑰拷貝給其他節點：
[root@master ~]# ssh-copy-id node01
[root@master ~]# ssh-copy-id node02

（3）禁用swap（kubernetes特性）
注意：所有節點都需禁用，不然無法加入集群。
[root@master ~]# swapoff -a #臨時生效

永久禁用swap：（修改開機加載配置文件）
[root@master ~]# vim /etc/fstab

可以重新加載使其生效：
[root@master ~]# mount -a

安裝kubernetes：

登錄阿里巴巴開源鏡像站，下載yum源：


編寫自定義repo文件：（三個節點都需要部署）

[root@master yum.repos.d]# pwd
/etc/yum.repos.d
[root@master yum.repos.d]# vim kubernetes.repo

查看可用的repo源：
[root@master yum.repos.d]# yum repolist

##在本地生成緩存：
[root@master yum.repos.d]# yum makecache

##將repo文件拷貝給node01和node02：

[root@master yum.repos.d]# scp kubernetes.repo  node01:/etc/yum.repos.d/
[root@master yum.repos.d]# scp kubernetes.repo  node02:/etc/yum.repos.d/

接下來在兩個節點上執行相同操作。

（2）打開iptables橋接功能（三個節點都需部署）

[root@master ~]# vim /etc/sysctl.d/k8s.conf    #在該目錄下自定義conf文件
//添加以下配置項：
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1

//重新加載文件使其生效：
[root@master ~]#  sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1

注意：如果報“找不到文件”，我們需要加載一個模塊：
[root@master ~]# modprobe br_netfilter

將配置文件拷貝給node01和node02進行部署。

（3）打開路由轉發（三個節點都需部署）

[root@master ~]# echo net.ipv4.ip_forward = 1 > /etc/sysctl.conf 
[root@master ~]# sysctl -p   #加載該文件，使其生效
net.ipv4.ip_forward = 1

同樣的將配置文件拷貝給node01和node02進行部署。

（4）在master節點上進行操作：

#修改yum的配置文件，緩存下面要下載的rpm包：
[root@master ~]# vim /etc/yum.conf 

進行下載:
[root@master ~]# yum -y install kubelet-1.15.0-0 kubeadm-1.15.0-0 kubectl-1.15.0-0

下載完成后查看是否緩存了rpm包：
[root@master ~]#  cd /var/cache/yum/x86_64/7/kubernetes/packages

##將服務加入開機自啟：
[root@master ~]# systemctl enable kubelet.service

初始化集群（下載鏡像）：
可是由于國內網絡環境限制，我們不能直接從谷歌的鏡像站下載鏡像，這時，需要我們手工從docker鏡像站下載鏡像，然后重新命名，這里用腳本來實現。
腳本部分內容如下：
#可以參考這樣的格式進行下載：
[root@master ~]# cat k8s.sh
#!/bin/bash
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-apiserver:v1.14.1
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager:v1.14.1
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler:v1.14.1
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy:v1.14.1
docker pull mirrorgooglecontainers/pause:3.1
docker pull mirrorgooglecontainers/etcd:3.3.10
docker pull coredns/coredns:1.3.1

這里我是已經下載好了，只需要導入形影的鏡像即可：
[root@master ~]# mkdir images
[root@master ~]# cd images/

導入鏡像命令：docker load --input

##初始化集群：
[root@master images]# kubeadm init --kubernetes-version=v1.15.0 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12 --ignore-preflight-errors=Swap

參數解釋：
--kubernetes-version：指定當前kubernetes版本號（查看版本：kubelet --version）
--pod-network: 指定pod網段，kubernetes默認指定網絡。
--ignore：忽略所有報錯

注意：如果初始化成功后的信息信息被覆蓋了想要重新初始化,可以先執行kubeadm reset命令重置一下，再重新初始化。
而當你執行完重置命令后，初始化時，可能會報以下錯誤：

報錯指的是數據庫的一個error，所以我們需要將該目錄該刪除掉，就可以重新初始化了：
[root@master ~]# rm -rf /var/lib/etcd

##根據上面的提示創建目錄并授予權限：

[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

##查看節點：

可以看出master的狀態是未就緒（NotReady），之所以是這種狀態是因為還缺少一個附件flannel，沒有網絡各Pod是無法通信的。

#部署docker容器的跨主機網絡：

//將該yml文件下載到本地：
[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

//執行該yml文件：
[root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml 

//查看配置好的yml文件：

（5）以上是主節點的安裝部署，然后個node幾點的安裝
####node01和node02分別進行下載（無需安裝kubectl）：
[root@node01 ~]# yum -y install kubelet-1.15.0-0 kubeadm-1.15.0-0
[root@node02 ~]# yum -y install kubelet-1.15.0-0 kubeadm-1.15.0-0

###下載完成后將該服務加入開機自啟：
[root@node01 ~]# systemctl enable kubelet.service 
[root@node02 ~]# systemctl enable kubelet.service 

node01:（導入本地鏡像）

[root@node01 ~]# mkdir images
[root@node01 ~]# cd images/

##將這些鏡像拷貝給node02，進行安裝：
[root@node01 images]# scp * node02:/root/images

##導入后查看node02鏡像：

(6)將node01和node02節點加入集群：
執行以下命令加入集群（在初始化集群是生成的，并且每次的值都是不同的）
kubeadm join 172.16.1.30:6443 --token 6udpmi.u4msx9vgkqfr1i1l --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4fdbbb94d5d7087a6c27d441df2f89d21e9ca035f0386ed963a195656794619a

node02節點執行同樣的操作。

##當node01和node02加入集群后，在master上查看節點的信息：

確保有其他節點的信息，并且狀態都為ready。

注意:如果狀態為NotReady，那就是網絡的問題，沒有部署跨主機網絡，則需要執行上面部署docker容器的跨主機的網絡。

至此kubernetes集群已經搭建完畢---------------------

接來下進行優化操作：

（1）更改tab距離：
[root@master ~]# vim .vimrc
set tabstop=2
[root@master ~]# source .vimrc

（2）//kubect命令自動補全：
[root@master ~]# yum install -y bash-completion
[root@master ~]# source /usr/share/bash-completion/bash_completion 
[root@master ~]# source <(kubectl completion bash)
[root@master ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

（3）//查看運行中的pod資源（資源對象中的一種），-n：namespace  kube-system（kubernetes自帶的命名空間）
[root@master ~]# kubectl get pods -n kube-system

部署kubernetes集群內容到此完畢。。。

———————— 本文至此結束，感謝閱讀 ————————