使用kubeadm方式搭建K8S集群

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes集群的工具。

这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes集群的部署：

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# 创建一个 Master 节点
kubeadm init

# 将一个 Node 节点加入到当前集群中
kubeadm join <Master节点的IP和端口 >

Kubeadm方式搭建K8S集群

使用kubeadm方式搭建K8s集群主要分为以下几步

  • 准备三台虚拟机，同时安装操作系统CentOS 7.x
  • 对三个安装之后的操作系统进行初始化操作
  • 在三个节点安装 docker kubelet kubeadm kubectl
  • 在master节点执行kubeadm init命令初始化
  • 在node节点上执行 kubeadm join命令，把node节点添加到当前集群
  • 配置CNI网络插件，用于节点之间的连通【失败了可以多试几次】
  • 通过拉取一个nginx进行测试，能否进行外网测试

安装要求

在开始之前，部署Kubernetes集群机器需要满足以下几个条件：

  • 一台或多台机器，操作系统 CentOS7.x-86_x64
  • 硬件配置：2GB或更多RAM，2个CPU或更多CPU，硬盘30GB或更多【注意master需要两核】
  • 可以访问外网，需要拉取镜像，如果服务器不能上网，需要提前下载镜像并导入节点
  • 禁止swap分区

准备环境

角色IP
master192.168.177.130
node1192.168.177.131
node2192.168.177.132

然后开始在每台机器上执行下面的命令

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# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭selinux
# 永久关闭
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  
# 临时关闭
setenforce 0  

# 关闭swap
# 临时
swapoff -a 
# 永久关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

# 根据规划设置主机名【master节点上操作】
hostnamectl set-hostname k8smaster
# 根据规划设置主机名【node1节点操作】
hostnamectl set-hostname k8snode1
# 根据规划设置主机名【node2节点操作】
hostnamectl set-hostname k8snode2

# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.177.130 k8smaster
192.168.177.131 k8snode1
192.168.177.132 k8snode2
EOF


# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
# 生效
sysctl --system  

# 时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

安装Docker/kubeadm/kubelet

所有节点安装Docker/kubeadm/kubelet ，Kubernetes默认CRI（容器运行时）为Docker，因此先安装Docker

安装Docker

首先配置一下Docker的阿里yum源

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cat >/etc/yum.repos.d/docker.repo<<EOF
[docker-ce-edge]
name=Docker CE Edge - \$basearch
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/7/\$basearch/edge
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/gpg
EOF

然后yum方式安装docker

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# yum安装
yum -y install docker-ce

# 查看docker版本
docker --version  

# 启动docker
systemctl enable docker
systemctl start docker

配置docker的镜像源

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cat >> /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

然后重启docker

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systemctl restart docker

添加kubernetes软件源

然后我们还需要配置一下yum的k8s软件源

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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kubeadm，kubelet和kubectl

由于版本更新频繁，这里指定版本号部署：

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# 安装kubelet、kubeadm、kubectl，同时指定版本
yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0
# 设置开机启动
systemctl enable kubelet

部署Kubernetes Master【master节点】

在 192.168.177.130 执行，也就是master节点

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kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.177.130 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.0 --service-cidr=10.96.0.0/12  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

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，【执行上述命令会比较慢，因为后台其实已经在拉取镜像了】，我们 docker images 命令即可查看已经拉取的镜像

image-20200929094302491

当我们出现下面的情况时，表示kubernetes的镜像已经安装成功

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使用kubectl工具 【master节点操作】

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mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

执行完成后，我们使用下面命令，查看我们正在运行的节点

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kubectl get nodes

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能够看到，目前有一个master节点已经运行了，但是还处于未准备状态

下面我们还需要在Node节点执行其它的命令，将node1和node2加入到我们的master节点上

加入Kubernetes Node【Slave节点】

下面我们需要到 node1 和 node2服务器，执行下面的代码向集群添加新节点

执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

注意，以下的命令是在master初始化完成后，每个人的都不一样！！！需要复制自己生成的

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kubeadm join 192.168.177.130:6443 --token 8j6ui9.gyr4i156u30y80xf \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:eda1380256a62d8733f4bddf926f148e57cf9d1a3a58fb45dd6e80768af5a500

默认token有效期为24小时，当过期之后，该token就不可用了。这时就需要重新创建token，操作如下：

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kubeadm token create --print-join-command

当我们把两个节点都加入进来后，我们就可以去Master节点 执行下面命令查看情况

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kubectl get node

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部署CNI网络插件

上面的状态还是NotReady，下面我们需要网络插件，来进行联网访问

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# 下载网络插件配置
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

默认镜像地址无法访问，sed命令修改为docker hub镜像仓库。

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# 添加
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

# 查看状态 【kube-system是k8s中的最小单元】
kubectl get pods -n kube-system

运行后的结果

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运行完成后，我们查看状态可以发现，已经变成了Ready状态了

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如果上述操作完成后，还存在某个节点处于NotReady状态，可以在Master将该节点删除

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# master节点将该节点删除
kubectl delete node k8snode1
 
# 然后到k8snode1节点进行重置
 kubeadm reset
# 重置完后在加入
kubeadm join 192.168.177.130:6443 --token 8j6ui9.gyr4i156u30y80xf     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:eda1380256a62d8733f4bddf926f148e57cf9d1a3a58fb45dd6e80768af5a500

测试kubernetes集群

我们都知道K8S是容器化技术，它可以联网去下载镜像，用容器的方式进行启动

在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

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# 下载nginx 【会联网拉取nginx镜像】
kubectl create deployment nginx --image=nginx
# 查看状态
kubectl get pod

如果我们出现Running状态的时候，表示已经成功运行了

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下面我们就需要将端口暴露出去，让其它外界能够访问

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# 暴露端口
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
# 查看一下对外的端口
kubectl get pod,svc

能够看到，我们已经成功暴露了 80端口 到 30529上

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我们到我们的宿主机浏览器上，访问如下地址

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http://192.168.177.130:30529/

发现我们的nginx已经成功启动了

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到这里为止，我们就搭建了一个单master的k8s集群

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错误汇总

错误一

在执行Kubernetes init方法的时候，出现这个问题

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error execution phase preflight: [preflight] Some fatal errors occurred:
	[ERROR NumCPU]: the number of available CPUs 1 is less than the required 2

是因为VMware设置的核数为1，而K8S需要的最低核数应该是2，调整核数重启系统即可

错误二

我们在给node1节点使用 kubernetes join命令的时候，出现以下错误

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error execution phase preflight: [preflight] Some fatal errors occurred:
	[ERROR Swap]: running with swap on is not supported. Please disable swap

错误原因是我们需要关闭swap

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# 关闭swap
# 临时
swapoff -a 
# 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

错误三

在给node1节点使用 kubernetes join命令的时候，出现以下错误

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The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp [::1]:10248: connect: connection refused

解决方法，首先需要到 master 节点，创建一个文件

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# 创建文件夹
mkdir /etc/systemd/system/kubelet.service.d

# 创建文件
vim /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

# 添加如下内容
Environment="KUBELET_SYSTEM_PODS_ARGS=--pod-manifest-path=/etc/kubernetes/manifests --allow-privileged=true --fail-swap-on=false"

# 重置
kubeadm reset

然后删除刚刚创建的配置目录

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rm -rf $HOME/.kube

然后 在master重新初始化

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kubeadm init --apiserver-advertise-address=202.193.57.11 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.0 --service-cidr=10.96.0.0/12  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始完成后，我们再到 node1节点，执行 kubeadm join命令，加入到master

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kubeadm join 202.193.57.11:6443 --token c7a7ou.z00fzlb01d76r37s \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:9c3f3cc3f726c6ff8bdff14e46b1a856e3b8a4cbbe30cab185f6c5ee453aeea5

添加完成后，我们使用下面命令，查看节点是否成功添加

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kubectl get nodes

错误四

我们再执行查看节点的时候， kubectl get nodes 会出现问题

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Unable to connect to the server: x509: certificate signed by unknown authority (possibly because of "crypto/rsa: verification error" while trying to verify candidate authority certificate "kubernetes")

这是因为我们之前创建的配置文件还存在，也就是这些配置

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mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

我们需要做的就是把配置文件删除，然后重新执行一下

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rm -rf $HOME/.kube

然后再次创建一下即可

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mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

这个问题主要是因为我们在执行 kubeadm reset 的时候，没有把 $HOME/.kube 给移除掉，再次创建时就会出现问题了

错误五

安装的时候，出现以下错误

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Another app is currently holding the yum lock; waiting for it to exit...

是因为yum上锁占用，解决方法

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yum -y install docker-ce

错误六

在使用下面命令，添加node节点到集群上的时候

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kubeadm join 192.168.177.130:6443 --token jkcz0t.3c40t0bqqz5g8wsb  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:bc494eeab6b7bac64c0861da16084504626e5a95ba7ede7b9c2dc7571ca4c9e5

然后出现了这个错误

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[root@k8smaster ~]# kubeadm join 192.168.177.130:6443 --token jkcz0t.3c40t0bqqz5g8wsb     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:bc494eeab6b7bac64c0861da16084504626e5a95ba7ede7b9c2dc7571ca4c9e5
W1117 06:55:11.220907   11230 join.go:346] [preflight] WARNING: JoinControlPane.controlPlane settings will be ignored when control-plane flag is not set.
[preflight] Running pre-flight checks
	[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/
error execution phase preflight: [preflight] Some fatal errors occurred:
	[ERROR FileContent--proc-sys-net-ipv4-ip_forward]: /proc/sys/net/ipv4/ip_forward contents are not set to 1
[preflight] If you know what you are doing, you can make a check non-fatal with `--ignore-preflight-errors=...`
To see the stack trace of this error execute with --v=5 or higher

出于安全考虑，Linux系统默认是禁止数据包转发的。所谓转发即当主机拥有多于一块的网卡时，其中一块收到数据包，根据数据包的目的ip地址将包发往本机另一网卡，该网卡根据路由表继续发送数据包。这通常就是路由器所要实现的功能。也就是说 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 文件的值不支持转发

  • 0：禁止
  • 1：转发

所以我们需要将值修改成1即可

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echo “1” > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

修改完成后，重新执行命令即可