搭建K8S环境单机K8S集群
程序员文章站
2022-07-13 10:10:02
...
### 搭建K8S环境有几种常见的方式如下：
```
**（1）Minikube
Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的K8S，供初步尝试K8S或日常开发的用户使用，不能用于生产环境。
** （2）Kubeadm
Kubeadm是K8S官方社区推出的一套用于简化快速部署K8S集群的工具，Kubeadm的设计目的是为新用户开始尝试K8S提供一种简单的方法。
**（3）二进制包
除了以上两种方式外，我们还可以通过从官方下载二进制包，手动部署每个组件组成K8S集群，这也是目前企业生产环境中广为使用的方式，但对K8S管理人员的要求较高。
本次学习实践我们主要借助Kubeadm工具搭建K8S集群，以便后续实践部署ASP.NET Core应用集群。
```
### 搭建前的准备工作
（1）准备三台Linux服务器
这里我选择通过VMware Workstaion来搭建3个虚拟机，每个配置2CPU和2G内存。
（2）配置主机名与静态IP地址如下表所示：
角色 主机名 IP地址
Master master 192.168.127.134
Node node1 192.168.127.135
Node node2 192.168.127.136
############### master上执行 ###############
### 安装vim
yum -y install vim*
### 更改hosts文件添加主机名与IP映射关系
master 192.168.127.134
node1 192.168.127.135
node2 192.168.127.136
### 设置域名解析服务器-直接设置成根域名解析
[[email protected] project]# vim /etc/resolv.conf
修改成: nameserver 114.114.114.114
### 设置主机名称 master
** 设置主机名称为 master
[[email protected] /]# hostnamectl set-hostname master
** 打印主机名称
[[email protected] /]# hostname
master
### 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
### 校正系统时间.系统时间不一致，会导致node节点无法加入集群
** yum install ntpdate -y
** 网络时间同步命令
ntpdate -u cn.pool.ntp.org
CentOS 8中已经无法安装ntpdate
** 配置中添加如下
[[email protected] /]# vim /etc/chrony.conf
server 210.72.145.44 iburst
server ntp.aliyun.com iburst
** 重新加载配置
[[email protected] /]# systemctl restart chronyd.service
** 时间同步
[[email protected] /]# chronyc sources -v
210 Number of sources = 2
.-- Source mode '^' = server, '=' = peer, '#' = local clock.
/ .- Source state '*' = current synced, '+' = combined , '-' = not combined,
| / '?' = unreachable, 'x' = time may be in error, '~' = time too variable.
|| .- xxxx [ yyyy ] +/- zzzz
|| Reachability register (octal) -. | xxxx = adjusted offset,
|| Log2(Polling interval) --. | | yyyy = measured offset,
|| \ | | zzzz = estimated error.
|| | | \
MS Name/IP address Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^? 210.72.145.44 0 6 0 - +0ns[ +0ns] +/- 0ns
^* 203.107.6.88 2 6 7 0 +6519ns[ +654us] +/- 16ms
### 关闭SELinux
** 临时关闭
setenforce 0
** 修改配置文件
** 将SELINUX=enforcing改为SELINUX=disabled
[[email protected] /]# vim /etc/selinux/config
[[email protected] /]#
### 关闭swap分区 ，K8S中不支持swap分区
** 若swap行都显示 0 则表示关闭成功
** swap相关行 /mnt/swap swap swap defaults 0 0 这一行或者注释掉这一行
[[email protected] /]# vim /etc/selinux/config
[[email protected] /]# swapoff -a
[[email protected] /]# vim /etc/fstab
[[email protected] /]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 3711 2191 231 32 1288 1242
### 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
[[email protected] ~]# vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
#添加如下：
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
### 添加完执行：
[[email protected] ~]# sysctl --system
### 安装 wget
yum -y install wget
### 添加阿里云Yum软件源
[[email protected] ~]# vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
### 配置repos
CentOS 5
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-5.repo
CentOS 6
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-6.repo
CentOS 7
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
CentOS 8
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-8.repo
### 清除文件并重建元数据缓存
yum clean all
yum makecache
### 安装Kubeadm&Kubelet&Kubectl
yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3
systemctl enable kubelet
### 碰到需要kubernetes-cni的问题
```
##### 错误：软件包：kubelet-1.13.3-0.x86_64 (kubernetes)
需要：kubernetes-cni = 0.6.0
可用: kubernetes-cni-0.3.0.1-0.07a8a2.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.3.0.1-0.07a8a2
可用: kubernetes-cni-0.5.1-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.5.1-0
可用: kubernetes-cni-0.5.1-1.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.5.1-1
可用: kubernetes-cni-0.6.0-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.6.0-0
正在安装: kubernetes-cni-0.7.5-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.7.5-0
您可以尝试添加 --skip-broken 选项来解决该问题
您可以尝试执行：rpm -Va --nofiles --nodigest
##### 解决：手动安装kubernetes-cni对应的版本
yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3 kubernetes-cni-0.6.0
##### 使用yum安装程序时，提示xxx.rpm公钥尚未安装
从 https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg 检索**
导入 GPG key 0xA7317B0F:
用户ID : "Google Cloud Packages Automatic Signing Key <[email protected]>"
指纹 : d0bc 747f d8ca f711 7500 d6fa 3746 c208 a731 7b0f
来自 : https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
e3438a5f740b3a907758799c3be2512a4b5c64dbe30352b2428788775c6b359e-kubectl-1.13.3-0.x86_64.rpm 的公钥尚未安装
失败的软件包是：kubectl-1.13.3-0.x86_64
GPG **配置为：https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
##### 解决：使用 yum install xxx.rpm --nogpgcheck 命令格式跳过公钥检查，比如跳过kubectl和kubeadm的公钥检查如下命令
yum install kubectl-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
yum install kubeadm-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
```
### 查看kubeadm、kubelet版本
kubelet --version
kubeadm version
### 部署Kubernetes Master ,这个过程较长耐心等待
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.127.134 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.13.3 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
```
PS：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（registry.aliyuncs.com/google_containers）。
官方建议服务器至少2CPU+2G内存，当然内存1G也是可以的，但是会出Warning，建议还是老老实实升2G内存把。
kubeadm join 192.168.198.111:6443 --token 0mruyg.dz1zman6uufgh5vt --discovery-token-ca-cert-hash
sha256:0eac9042e16b8e410bb8b8e3a34afea5fe7bbd48591a2205d5eb47c1cce6bc32
##### 常见错误：
the kubelet version is higher than the control plane version.
##### 执行：
yum -y remove kubelet
yum install kubeadm-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
yum install -y kubelet-1.13.3 --nogpgcheck
```
### 为了顺利使用kubectl命令，执行以下命令
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
### 用kubectl了，当你执行完kubectl get nodes之后
[[email protected] ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master Ready master 128m v1.13.3
### 部署Pod网络插件（CNI）同样，继续在k8s-master上操作
kubectl apply -f \
https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/a70459be0084506e4ec919aa1c114638878db11b/Documentation/kube-flannel.yml
### 然后通过以下命令验证：全部为Running则OK，其中一个不为Running，比如：Pending、ImagePullBackOff都表明Pod没有就绪
kubectl get pod --all-namespaces
[[email protected] ~]# kubectl get pod --all-namespaces
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-78d4cf999f-j45tr 0/1 ContainerCreating 0 131m
kube-system coredns-78d4cf999f-r98p7 0/1 ContainerCreating 0 131m
kube-system etcd-master 1/1 Running 0 131m
kube-system kube-apiserver-master 1/1 Running 0 131m
kube-system kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 131m
kube-system kube-flannel-ds-amd64-ncx7q 1/1 Running 25 118m
kube-system kube-proxy-c744d 1/1 Running 0 131m
kube-system kube-scheduler-master 1/1 Running 0 130m
### 如果其中有的Pod没有Running，可以通过以下命令查看具体错误原因，比如这里我想查看kube-flannel-ds-amd64-8bmbm这个pod的错误信息：
kubectl describe pod kube-flannel-ds-amd64-xpd82 -n kube-system
### 在此过程中可能会遇到无法从qury.io拉取flannel镜像从而导致无法正常Running，解决办法如下：
docker pull quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
docker tag quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64 quay.io/coreos/flannel:v0.10.0-amd64
docker rmi quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannell:v0.11.0-amd64
### 这时，我们再看看master节点的状态就会从NotReady变为Ready：
kubectl get nodes
########## 那么，恭喜你，Master节点部署结束了。如果你只想要一个单节点的K8S，那么部署完成了 ##############
加入Kubernetes Node，初始化master的时候有直接复制就可以
### 按照安装Master的步骤来操作。
### 记住不用初始化。
### 加入Kubernetes Node，初始化master的时候有直接复制就可以
kubeadm join 192.168.127.134:6443 --token ekqxk2.iiu5wx5bbnbdtxsw --discovery-token-ca-cert-hash \sha256:c50bb83d04f64f4a714b745f04682b27768c1298f331e697419451f3550f2d05
### 记token就不用在执行这个
这里需要注意的就是，带上在Master节点Init成功后输出的Token。如果找不到了，没关系，可以通过以下命令来查看：
kubeadm token list
### 记token就不用在执行这个
注：token默认有效期24小时，过期后使用该命令无法查看，可通过下面到方法修改。
kubeadm token create
### 获取ca证书sha256编码hash值
openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
### Node节点上成功join之后会得到以下信息
[[email protected] ~]# kubeadm join 192.168.127.134:6443 --token pudqzx.eg87n024icae54j7 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5a347cb51e648bb0d9f416d48cebad2606db07878a250ec9303abf4eecd11144
[preflight] Running pre-flight checks
[WARNING SystemVerification]: this Docker version is not on the list of validated versions: 20.10.7. Latest validated version: 18.06
[WARNING Hostname]: hostname "node1" could not be reached
[WARNING Hostname]: hostname "node1": lookup node1 on 114.114.114.114:53: no such host
[discovery] Trying to connect to API Server "192.168.127.134:6443"
[discovery] Created cluster-info discovery client, requesting info from "https://192.168.127.134:6443"
[discovery] Requesting info from "https://192.168.127.134:6443" again to validate TLS against the pinned public key
[discovery] Cluster info signature and contents are valid and TLS certificate validates against pinned roots, will use API Server "192.168.127.134:6443"
[discovery] Successfully established connection with API Server "192.168.127.134:6443"
[join] Reading configuration from the cluster...
[join] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -oyaml'
[kubelet] Downloading configuration for the kubelet from the "kubelet-config-1.13" ConfigMap in the kube-system namespace
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Activating the kubelet service
[tlsbootstrap] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...
[patchnode] Uploading the CRI Socket information "/var/run/dockershim.sock" to the Node API object "node1" as an annotation
This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.
Run 'kubectl get nodes' on the master to see this node join the cluster.
### 在master节点上执行以下命令可以看到集群各个节点的状态了
[[email protected] ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master Ready master 5h33m v1.13.3
node1 Ready <none> 35m v1.13.3
### 常见问题
1. 证书已存在
解决：
删除相应目录下的证书文件，重新执行命令
2. 这种提示一般是kubelet版本与kubeadm版本不一致导致，重新安装kubelet即可
Downloading configuration for the kubelet from the "kubelet-config-1.15" ConfigMap in the kube-system namespace
configmaps "kubelet-config-1.15" is forbidden: User "system:bootstrap:6w889o" cannot get resource "configmaps"
in API group "" in the namespace "kube-system"
解决：
yum remove kubelet
yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3 kubernetes-cni-0.6.0
3. 如果看到两个Node状态不是Ready，那么可能需要检查哪些Pod没有正常运行
kubectl get nodes
如果看到两个Node状态不是Ready，那么可能需要检查哪些Pod没有正常运行：
kubectl get pod --all-namespaces
最终kubectl get nodes效果应该状态都是Running。
注意的是在检查时需要注意是哪个Node上的错误，然后在对应的Node进行修复，比如拉取flannel镜像。
### 至此，一个最小化的K8S集群已经搭建完毕。
### 测试Kubernetes集群
### 这里为了快速地验证一下我们的K8S集群是否可用，创建一个示例Pod：
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc
####
[[email protected] ~]# kubectl get pod,svg
error: the server doesn't have a resource type "svg"
[[email protected] ~]# kubectl get pod,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-5c7588df-v8slr 0/1 ContainerCreating 0 26m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.1.0.1 <none> 443/TCP 5h39m
service/nginx NodePort 10.1.16.121 <none> 80:32509/TCP 25m
### 如果想要看到更多的信息，比如pod被部署在了哪个Node上，可以通过 kubectl get pods,svc -o wide来查看。
[[email protected] ~]# kubectl get pods,svc -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod/nginx-5c7588df-v8slr 0/1 ContainerCreating 0 27m <none> node1 <none> <none>
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service/kubernetes ClusterIP 10.1.0.1 <none> 443/TCP 5h41m <none>
service/nginx NodePort 10.1.16.121 <none> 80:32509/TCP 27m app=nginx
### 访问
因为是NodePort方式，因此其映射暴露出来的端口号会在30000-32767范围内随机取一个，
我们可以直接通过浏览器输入IP地址访问，比如这时我们通过浏览器来访问一下任一Node的IP地址加端口号，
例如http://192.168.127.134:32509/ 或http://192.168.127.135:32509/
### 集群搭建成功
如果能够成功看到你的K8S集群能够成功运行了
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