k8s学习-k8s初识、Centos下集群安装与一键离线安装

本文涉及的产品
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
简介: k8s学习-k8s初识、Centos下集群安装与一键离线安装

什么是k8s?

Kubernetes 是一个可移植的、可扩展的开源平台,用于管理容器化的工作负载和服务,可促进声明式配置和自动化。

为什么选择k8s?

Kubernetes 为你提供:

  • 服务发现和负载均衡
    Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
  • 存储编排
    Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
  • 自动完成装箱计算
    Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。
  • 自我修复
    Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
  • 密钥与配置管理
    Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥。

K8s概念

  • Namespace:命令空间,相当于把一个集群虚拟成多个集群,部分资源具有隔离性
  • Pod:K8s最小单元,可以简单理解为一个、多个或一组容器的集合。
  • Deployment:无状态应用控制器,可以随意重启的服务等,例如,可放置HTML5文件
  • StatefulSet:有状态应用控制器,提供固定标识符,可放置redis集群等
  • DaemonSet:守护进程控制器
  • Service:逻辑上的一组Pod,用于集群服务通信
  • Ingress:集群服务入口,通过域名发布服务,代替经常变化的ip
  • ConfigMap:K8s配置管理,实现配置与应用分离
  • Secret:K8s:加密数据管理

K8s架构

  • APIServer:集群的控制中枢,提供集群中各个模块之前的数据交换
  • Scheduler:调度中心,主要是通过调度算法将Pod分配到最佳的节点
  • ControllerManager:集群状态管理器,保证Pod或其他资源达到期望值
  • Etcd:K8s数据库Kubelet:管理节点上的Pod,同时负责上报节点和节点上面Pod的状态
  • Kube-Proxy:负责各Pod之间的通信和负载均衡,将流量分发到后端正确的机器上
  • Docker:K8s Runtime负责对容器的管理 CoreDNS:用于K8s内部Service解析
  • Kubectl:K8s客户端工具
  • Calico:CNI网络插件,负责给每个Pod分配一个不会重复的IP,并提供路由功能

其中,Calico是博主使用的,还有其他的插件。接下来进行安装。

注意:Master节点初始化之前的命令,都是在三个节点上均运行。Master节点初始化一节只在Master节点运行,Node节点添加仅在Node节点运行。

环境

使用的软件

软件 版本
Xshell 7
VMWare 12Pro

集群配置

主机名 操作系统 IP CPU MEM 角色
k8s-master01 CentOS 7 10.28.164.3 2 4GB master
k8s-node01 CentOS 7 10.28.164.20 2 2GB node
k8s-node02 CentOS 7 10.28.164.21 2 2GB node

主机名、网络、静态IP设置等请参考:Linux-Centos7学习笔记

安装一些之后用到的软件

yum install -y yum-utils conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq sysstat libseccomp

firewalld

关闭firewalld

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

结果

在三个节点均运行,可以使用XShell的工具,发送到所有会话。

iptables

安装iptables并设置空规则

yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

结果

selinux

关闭selinux

setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

结果

swap

关闭swap分区交换

swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

结果

调整时区

设置时区为上海

# 设置系统时区为 中国/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 将当前的UTC时间写入硬件时钟 
timedatectl set-local-rtc 0
#重启依赖于系统时间的服务 
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

检查日期时间

date

网桥等内核参数

加载br_netfilter

modprobe br_netfilter
lsmod | grep br_netfilter

文件写入

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0 # 禁止使用swap空间,只有当系统00M时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1 # 不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0 # 开启 00M
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52786963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF

应用文件

sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

结果

开启IPVS

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

环境调整完毕,机器重启一下!!!

Container Runtime(Docker CE/containerd/CRI-O)

这里选择 Docker CE

Docker CE安装

注意配置国内源,这里使用的阿里云

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum update -y && yum install -y docker-ce
## 创建 /etc/docker 目录
mkdir /etc/docker
# 配置daemon.
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts":["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver":"json-file",
  "log-opts":{
    "max-size": "100m"
    }
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d 
#重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

结果

kubeadm/kops/Kubespray

安装集群的方式,这里选择kubeadm

iptable设置

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sudo sysctl --system

kubeadm&&kubelet&&kubectl

配置国内源,这里选择的阿里云

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
exclude=kubelet kubeadm kubectl
EOF

查看

yum list | grep kubeadm

目前最新的是1.23,不带版本的话就是最新的,博主安装的之前的版本,推荐改为1.17.17。

yum install -y kubeadm-1.17.3-0 kubelet-1.17.3-0 kubectl-1.17.3-0

结果

镜像准备

查看需要的镜像

查看需要的镜像

kubeadm config images list

结果

可以看到repository是k8s.gcr.io,没有科学上网是拉不下来的

拉取镜像

方式一

从阿里云下载,使用选项标记repository改变,就可以找到镜像了

kubeadm config images pull \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

方式二

也有人自己下载,然后打tag,然后untag之前的

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.17.17
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.17.17
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.17.17
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.17.17
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.17.17 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.17
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.17.17 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.17
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.17.17 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.17
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.17.17 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.17
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5 k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0 k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.17.17
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.17.17
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.17.17
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.17.17
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1

拉取完对比一下

Master节点初始化

初始化集群

kubeadm init --pod-network-cidr=172.16.0.0/16 --apiserver-advertise-address=10.28.144.3 | tee kubeadm-init.log

CNI网络插件(calico、flannel、canal、waeve)

这里选择的calico,calico资源清单文件下载

wget https://docs.projectcalico.org/v3.18/manifests/calico.yaml

里面用到了4个镜像, 需要科学上网才能下载,无法科学上网的小伙伴可以关注公众号,回复 calico 获取蓝奏云下载地址,不用登录即可下载。

修改为init时的网段,之后

kubectl create -f calico.yaml

查看状态

kubectl get po -n kube-system

Node节点加入

init时候的命令在其余两个节点运行一下即可

集群修复

如果集群被你不小心搞崩了,例如,kubectl命令无法执行,可以重新初始化master节点,重新加入node节点

重新初始化

kubeadm reset
rm -rf $HOME/.kube

之后重新执行前面的初始化集群步骤即可

Node节点重新加入

kubeadm reset
rm -rf /etc/cni/

之后重新执行前面的Node节点加入步骤即可

最后,重新安装calico。

一键安装

github-minikube 26k star

github-k3s 22k star

github-kubespray 13k star

github-sealos 10k star

参考

安装docker-ce

安装kubeadm

kubeadm创建集群

k8s-minikube教程

github-calico

calico-quickstart

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