Ubuntu怎么搭建Kubernetes集群

這篇文章主要介紹“Ubuntu怎么搭建Kubernetes集群”的相關知識，小編通過實際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實用性強，希望這篇“Ubuntu怎么搭建Kubernetes集群”文章能幫助大家解決問題。

關于 Kubernetes

下面是一段來自維基百科的關于 Kubernetes 的解釋：

Kubernetes（常簡稱為 K8s）是用于自動部署、擴展和管理「容器化（containerized）應用程序」的開源系統。該系統由 Google 設計并捐贈給 Cloud Native Computing Foundation（今屬 Linux 基金會）來使用。
它旨在提供“跨主機集群的自動部署、擴展以及運行應用程序容器的平臺”。它支持一系列容器工具，包括Docker等。

Kubernetes 可以為我們提供 服務發現和負載均衡、存儲編排、自動部署和回滾、自動完成裝箱計算、自我修復 和 密鑰與配置管理 的能力。

基礎環境準備

安裝 VirtualBox

VirtualBox 是一種功能強大的虛擬機軟件，而且是開源免費的，這是下載地址，安裝 VirtualBox 非常簡單，這里我就不贅述了。

下載 Ubuntu 16 系統鏡像

這里我選擇了 Ubuntu 16 作為系統鏡像，當然你也可以使用其他系統，比如 CentOS 等，Ubuntu 16 的下載地址。

虛擬機 x3

安裝好了 VirtualBox，下載了 Ubuntu 16 的鏡像后，我們首先需要搭建三臺 Ubuntu 16 的虛擬機。這個新建虛擬機的過程也是比較簡單的，一步一步往下走就可以了。新建完成后，我們需要對每臺虛擬機進行相應的配置，配置時使用的用戶應該是 root 用戶。

虛擬機 IP

由于我們使用的是虛擬機，我們會給每臺虛擬機配置網卡，讓每臺虛擬機都可以上網的，這里有兩種方式：

• 使用 橋接網卡，每臺虛擬機的 IP 將會是宿主機網段的，支持虛擬機上網

• 使用 NAT 網絡 + 端口轉發，網段自行設置，支持虛擬機上網

大家可以使用其中任意一種方式給虛擬機配置網卡，從而讓虛擬機可以上網。

需要注意的是，在集群搭建完成后，集群中的每個節點的 IP 要求保持不變，否則節點需要重新加入。

簡單的方式就是讓虛擬機不關機，而是進入睡眠狀態，下次只需喚醒即可。

在集群中，我們使用的是內網地址，可以通過 ifconfig 或者 ip addr 找到每臺虛擬機對應的內網地址：

> ifconfig

enp0s3    Link encap:Ethernet  HWaddr 08:00:27:6f:23:2a  
          inet addr:10.0.2.4  Bcast:10.0.2.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe6f:232a/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:3277016 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:3385793 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1084480916 (1.0 GB)  TX bytes:2079122979 (2.0 GB)

這臺虛擬機（master）的地址就是 10.0.2.4。

配置主機名

Kubernetes 的節點名稱是由主機名決定的，所以我們可以分別設置三臺虛擬機的主機名為 master、node1 和 node2，通過修改 /etc/hosts 文件來修改主機名，需要重啟虛擬機：

# /etc/hosts
10.0.2.4 master
10.0.2.5 node1
10.0.2.6 node2

SSH 無密連接

在虛擬機運行起來后，我們要做的第一件事就是要連通這三臺虛擬機，即配置 SSH 無密連接。
首先在其中的一臺虛擬機上生成 SSH 的公私鑰：

ssh-keygen -t rsa -C 'k8scat@gmail.com' -f ~/.ssh/id_rsa -q -N ''

關于 ssh-keygen 的參數說明：

• -t rsa 指定加密算法為 RSA

• -C 'k8scat@gmail.com' 用于提供一個備注，表明私鑰的生成者

• -f ~/.ssh/id_rsa 指定私鑰生成的位置

• -q -N '' 表示不對私鑰加密碼，以及使用靜默的方式

將公私鑰分發給另外兩臺虛擬機，并在三臺虛擬機上都將公鑰（~/.ssh/id_rsa.pub）的內容寫進 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，同時設置 ~/.ssh/authorized_keys 文件的權限為 400：

cat ~/.ssh/id_rsa.pub >> ~/.ssh/authorized_keys
chmod 400 ~/.ssh/authorized_keys

配置完成后，我們將可以通過以下方式在其中一個虛擬機上連接另一臺虛擬機了：

# 在 master 節點上
ssh root@node1

Kubernetes 集群搭建

在弄好三臺虛擬機后，我們便可以開始搭建一個擁有三個節點的 Kubernetes 的集群了。

安裝 Docker

apt-get update -y
apt-get install -y \
  apt-transport-https \
  ca-certificates \
  curl \
  gnupg \
  lsb-release
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
echo \
  "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

# INSTALL DOCKER ENGINE
apt-get update -y
apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# Configure Docker to start on boot
systemctl enable docker.service
systemctl enable containerd.service

# Start Docker
systemctl start docker

安裝 kubeadm、kubelet 和 kubectl

這里使用的是阿里云的鏡像源：

# 更新 apt 包索引并安裝使用 Kubernetes apt 倉庫所需要的包
apt-get update -y
apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl

# 下載 Google Cloud 公開簽名秘鑰
# curl -fsSLo /usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -

# 添加 Kubernetes apt 倉庫
# echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
echo "deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

# 更新 apt 包索引，安裝 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并鎖定其版本
apt-get update -y
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

關閉 SWAP

編輯 /etc/fstab 文件并注釋掉 swap 分區的配置：

#/dev/mapper/master--vg-swap_1 none            swap    sw              0       0

預先下載鏡像

獲取 kubeadm init 需要使用到的鏡像列表：

> kubeadm config images list

k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.1
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.21.1
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.21.1
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.21.1
k8s.gcr.io/pause:3.4.1
k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0
k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.0

k8s 的鏡像源對于國內用戶是可望而不可即的，但我們可以先拉到國內的鏡像倉或者可以使用的鏡像倉

我們可以新建一個 GitHub 代碼倉，里面只有一個 Dockerfile，其內容如下：

FROM k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.0

然后在阿里云的容器鏡像服務 ACR 中新建一個鏡像，并關聯這個 GitHub 代碼倉，構建出來的鏡像就是我們要的 k8s 鏡像，比如上面的 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.1，但在使用的時候需要重新給鏡像打標簽。

在 ACR 中構建好了所有需要的鏡像后，使用下面這個腳本可以快速處理給鏡像打標簽的任務：

# Pull images from aliyun registry
kubeadm config images list | sed -e 's/^/docker pull /g' -e 's#k8s.gcr.io#registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/k8scat#g' -e 's#/coredns/coredns#/coredns#g' | sh -x

# Tag images
docker images | grep k8scat | awk '{print "docker tag",$1":"$2,$1":"$2}' | sed -e 's#registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/k8scat#k8s.gcr.io#2' | sh -x
docker tag k8s.gcr.io/coredns:v1.8.0 k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.0

# Remove images
docker images | grep k8scat | awk '{print "docker rmi",$1":"$2}' | sh -x

初始化 master 節點

10.0.2.4 是 master 節點的 IP 地址，設置 pod 網段為 192.168.16.0/20：

> kubeadm init --apiserver-advertise-address=10.0.2.4 --pod-network-cidr=192.168.16.0/20

kubeadm join 10.0.2.4:6443 --token ioshf8.40n8i0rjsehpigcl \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:085d36848b2ee8ae9032d27a444795bc0e459f54ba043500d19d2c6fb044b065

加入 node 節點

kubeadm join 10.0.2.4:6443 --token ioshf8.40n8i0rjsehpigcl \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:085d36848b2ee8ae9032d27a444795bc0e459f54ba043500d19d2c6fb044b065

分發 kubectl 配置文件

scp master:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf
echo 'export KUBECONFIG="/etc/kubernetes/admin.conf"' >> /etc/profile
source /etc/profile

安裝網絡插件

這里我們使用的是 Weave Net：

# curl -L "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n')" > weave-net.yaml

# With IPALLOC_RANGE
kubectl apply -f https://gist.githubusercontent.com/k8scat/c6a1aa5a1bdcb8c220368dd2db69bedf/raw/da1410eea6771c56e93f191df82206be8e722112/k8s-weave-net.yaml

關于“Ubuntu怎么搭建Kubernetes集群”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識，可以關注億速云行業資訊頻道，小編每天都會為大家更新不同的知識點。