在Ubuntu22.04 LTS上搭建Kubernetes集群

2024-02-27 413

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简介： 在Ubuntu22.04.4上安装Kubernetes v1.28.7，步骤超详细

本文章视频教程地址：https://www.bilibili.com/video/BV13z421X7DM

准备工作

系统准备

本次安装Kubernetes是在 Ubuntu Server 22.04.4 LTS 版本的操作系统，请提前下载和安装好操作系统。系统下载地址：

官方下载地址（不固定）：https://releases.ubuntu.com/22.04.4/ubuntu-22.04.4-live-server-amd64.iso
阿里云下载地址：https://mirrors.aliyun.com/ubuntu-releases/jammy/ubuntu-22.04.4-live-server-amd64.iso

关于设置主机名，可以考虑在按照操作系统的时候进行设置：

软件包准备

本次使用的容器运行时为containerd，对应版本官方下载地址：https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.13/cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz

主机和IP地址准备

本次总共创建了三台主机，配置为2c2g40g，IP地址如下：

IP地址	主机名字	用途
172.18.8.150/16	k8s-control-plane	K8S控制平面接点（主节点）
172.18.8.151/16	k8s-worker01	K8S工作节点1
172.18.8.152/16	k8s-worker02	K8S工作节点2

安装步骤

安装前准备

关闭防火墙

执行下面命令永久关闭防火墙：

sudo systemctl disable --now ufw

设置服务器时区

Ubuntu安装完成之后默认不是中国时区，需要执行以下命令设置为中国上海时区：

# 设置为亚洲的上海时区
sudo timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 重启时间同步服务
sudo systemctl restart systemd-timesyncd.service
# 确保时间同步服务正常运行
timedatectl status

关闭 swap 分区

需要关闭所有swap分区，可以修改 /etc/fstab 文件：

sudo vi /etc/fstab

注释掉带swap的这一行：

上面是永久关闭，下面可以执行这行命令临时关闭：

sudo swapoff -a

关闭SELinux

Ubuntu默认关闭了selinux，通过以下命令确保selinux已关闭

# 安装policycoreutils软件包
sudo apt install -y policycoreutils
# 检查selinux关闭状态
sestatus

可以看到所有服务器selinux已关闭：

配置hosts配置文件

需要修改 /etc/hosts 配置文件，通过下面命令：

sudo vi /etc/hosts

然后注释掉原来的主机名称配置，并将下面这几行解析添加到文件最后（注意修改为自己的IP地址）：

172.18.8.150 k8s-control-plane
172.18.8.151 k8s-worker01
172.18.8.152 k8s-worker02

配置如图：

转发 IPv4 并让 iptables 看到桥接流量

执行下述指令：

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

# 设置所需的 sysctl 参数，参数在重新启动后保持不变
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
EOF

# 应用 sysctl 参数而不重新启动
sudo sysctl --system

通过运行以下指令确认 br_netfilter 和 overlay 模块被加载：

lsmod | grep br_netfilter
lsmod | grep overlay

通过运行以下指令确认 net.bridge.bridge-nf-call-iptables、net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables 和 net.ipv4.ip_forward 系统变量在你的 sysctl 配置中被设置为 1：

sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables net.ipv4.ip_forward

安装容器运行时

本次安装的是containerd的容器运行时，下载地址：https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.13/cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz，可以通过下面命令进行下载：

curl -LO https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.13/cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz

然后解压到根目录：

sudo tar -zxvf cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz -C /

然后可以通过下面这行命令查看安装的版本：

containerd -v

查看结果：

通过下面命令创建配置文件目录：

sudo mkdir /etc/containerd

然后通过下面命令先将配置文件创建出来：

containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml

然后修改一下这个文件：

sudo vi /etc/containerd/config.toml

大概在65行位置修改 sandbox_image 值为 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9 ：

大概在137行位置修改 SystemdCgroup 为 true：

然后保持退出之后通过下面命令启动containerd：

sudo systemctl enable --now containerd

安装Kubernetes

配置并安装apt包

以下内容直接在官网复制，安装的 1.28 版本：

更新 apt 包索引并安装使用 Kubernetes apt 仓库所需要的包：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg

下载用于 Kubernetes 软件包仓库的公共签名密钥。所有仓库都使用相同的签名密钥，因此你可以忽略URL中的版本：

curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

添加 Kubernetes apt 仓库。请注意，此仓库仅包含适用于 Kubernetes 1.28 的软件包；对于其他 Kubernetes 次要版本，则需要更改 URL 中的 Kubernetes 次要版本以匹配你所需的次要版本（你还应该检查正在阅读的安装文档是否为你计划安装的 Kubernetes 版本的文档）。

echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

更新 apt 包索引，安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并锁定其版本：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

通过下面命令查看安装的kubeadm版本：

kubeadm version

可以看到安装的是 v1.28.7 版本：

初始化集群

上一步已经确定了安装了v1.28.7的版本，接下来可以在主节点上执行这行命令将主节点的镜像拉取下来：

sudo kubeadm config images pull \
--image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.28.7 \
--cri-socket=unix:///run/containerd/containerd.sock

执行如图：

接下来通过下面命令初始化集群(注意修改主节点IP地址和版本号)：

sudo kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=172.18.8.150 \
--image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.28.7 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--cri-socket=unix:///run/containerd/containerd.sock

执行结果如图：

首先在本机上执行这三行命令：

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

然后在所有工作节点上执行这行命令（注意修改为自己的token），注意后面拼接上 --cri-socket=unix:///var/run/containerd/containerd.sock 参数：

sudo kubeadm join 172.18.8.150:6443 --token jkw9gq.wdjmxylrghz23r3d \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:4fb1b85884d63cd5773ad14822567cd62b4dc5c3b45b6f8f8cfc41a202667f66 \
--cri-socket=unix:///run/containerd/containerd.sock

然后就可以通过下面命令在主节点上查看所有节点：

kubectl get nodes -o wide

可以查看执行结果，获取了所有节点：

安装calico网络插件

该步骤依照官网，calico官网地址：https://docs.tigera.io/calico/latest/getting-started/kubernetes/quickstart

安装Tigera Calico操作符和自定义资源定义：

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.2/manifests/tigera-operator.yaml

可以看到创建成功：

接下来需要安装必须的客户端资源，因为我们pod的网段与calico官网不相同，所以先将这个文件下载下来然后更改一下网段地址：

# 下载客户端资源文件
curl -LO https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.2/manifests/custom-resources.yaml
# 修改pod的网段地址
sed -i 's/cidr: 192.168.0.0/cidr: 10.244.0.0/g' custom-resources.yaml

然后可以看到修改成功：

最后根据这个文件创建资源，执行下面这行命令：

kubectl create -f custom-resources.yaml

可以看到创建成功：

然后可以开始使用下面这行命令监控创建过程：

watch kubectl get all -o wide -n calico-system

出现下面情况就代表安装成功：

部署应用

将会部署一个nginx应用，并以 NodePort 形式暴露此nginx。创建一个 nginx-deploy.yaml 文件，文件内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy
  name: nginx-deploy
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-deploy
    spec:
      containers:
      - image: registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/xiaohh-docker/nginx:1.25.4
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
    nodePort: 30080
  selector:
    app: nginx-deploy
  type: NodePort

然后执行下面命令部署这个应用程序：

kubectl apply -f nginx-deploy.yaml

执行结果如图：

在一段时间之后执行这行命令查看这个nginx是否部署完成，并获取nodeport的端口（yaml文件当中设置为了30080）：

kubectl get all -o wide

可以查看执行结果：

然后访问你任何一个节点的IP地址加上nodeport就可以访问这个部署的nginx了：

好了到这里kubernetes在ubuntu上的安装就结束了，下课！