Kubernetes—集群环境搭建

简介: Kubernetes—集群环境搭建

前言

  自己摸索着搭建k8s集群花了好多时间,网上的教程良莠不齐,根据本博文按照顺序搭建,100%成功,并且理解。

环境规划

集群类型

kubernetes集群大体上分为两类:一主多从多主多从

  • 一主多从:一台Master节点和多台Node节点,搭建简单,但是有单机故障风险,适合用于测试环境
  • 多主多从:多台Master节点和多台Node节点,搭建麻烦,安全性高,适合用于生产环境

本文章搭建的是一主两从类型的集群

安装方式

kubernetes有多种部署方式,目前主流的方式有kubeadm、minikube、二进制包

  • minikube:一个用于快速搭建单节点kubernetes的工具
  • kubeadm:一个用于快速搭建kubernetes集群的工具
  • 二进制包 :从官网下载每个组件的二进制包,依次去安装,此方式对于理解kubernetes组件更加有效

本文章使用的是kubeadm部署方式,网上看了很多,貌似kubeadm是最常用的了

主机规划

image.png

记住,操作系统必须选用7.5及7.5以上的,后续会有解释

环境搭建

镜像下载地址:CentOS/7.9.2009

本次环境搭建需要安装三台centos服务器(一主二从),然后在每台服务器中分别安装docker、kubeadm、kubelet、kubectl程序,具体步骤见下

主机初始化

主机配置IP我就不介绍了,可以参看我的这篇文章Linux配置静态ip

注意三台主机都要进行如下操作

  1. 检查操作系统的版本
# 此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上
[root@master ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core) 
  1. 主机名解析

为了方便后面集群节点间的直接调用,在这配置一下主机名解析

# 编辑三台服务器的/etc/hosts文件
vi /etc/hosts
# 添加下面内容,注意如果你的ip跟我不一样,对应的改一下即可
192.168.109.100  master
192.168.109.101  node1
192.168.109.102  node2
  1. 时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一致,这里直接使用chronyd服务从网络同步时间。

# 启动chronyd服务
[root@master ~]# systemctl start chronyd
# 设置chronyd服务开机自启
[root@master ~]# systemctl enable chronyd
# chronyd服务启动稍等几秒钟,就可以使用date命令验证时间了
[root@master ~]# date
2022年 02月 28日 星期一 15:24:30 CST
  1. 禁用iptables和firewalld服务

kubernetes和docker在运行中会产生大量的iptables规则,为了不让系统规则跟它们混淆,直接关闭系统的规则

# 1 关闭firewalld服务
[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld
# 2 关闭iptables服务
[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables
  1. 禁用selinux

selinux是linux系统下的一个安全服务,如果不关闭它,在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

# 编辑 /etc/selinux/config 文件,修改SELINUX的值为disabled
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务,稍后重启
vi /etc/selinux/config
# 找到SELINUX=enforcing,改成SELINUX=disabled
# 测试是否关闭,显示Disabled为关闭成功,即重启之后才会成功
[root@master ~]# getenforce
Disabled


  1. 禁用swap分区

 swap分区指的是虚拟内存分区,它的作用是在物理内存使用完之后,将磁盘空间虚拟成内存来使用。启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响,因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备。但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区,就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明。

# 编辑分区配置文件/etc/fstab,注释掉swap分区一行
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
vi etc/fstab
# 将下面这一行,可以看到是swap,前面加个#,注释掉
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0
# 变成下面这样子,就完成了,稍后再重启
# /dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0
  1. 修改linux的内核参数
# 修改linux的内核参数,添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件
vi etc/sysctl.d/kubernetes.conf
#添加如下配置:
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
# 重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p
# 加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter
# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter
br_netfilter           22256  0 
bridge                146976  1 br_netfilter
  1. 配置ipvs功能

在kubernetes中service有两种代理模型,一种是基于iptables的,一种是基于ipvs的。两者比较的话,ipvs的性能明显要高一些,但是如果要使用它,需要手动载入ipvs模块

# 1 安装ipset和ipvsadm
[root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y
# 2 添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@master ~]# cat <<EOF >  /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
# 3 为脚本文件添加执行权限
[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 4 执行脚本文件
[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 5 查看对应的模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
nf_conntrack_ipv4      15053  9 
nf_defrag_ipv4         12729  1 nf_conntrack_ipv4
ip_vs_sh               12688  0 
ip_vs_wrr              12697  0 
ip_vs_rr               12600  0 
ip_vs                 141432  6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr
nf_conntrack          133053  9 ip_vs,nf_nat,nf_nat_ipv4,nf_nat_ipv6,xt_conntrack,nf_nat_masquerade_ipv4,nf_nat_masquerade_ipv6,nf_conntrack_ipv4,nf_conntrack_ipv6
libcrc32c              12644  4 xfs,ip_vs,nf_nat,nf_conntrack
  1. 重启服务器

上面步骤完成之后,需要重新启动linux系统

[root@master ~]# reboot

安装docker

注意三台主机都要安装docker

# 1 切换镜像源,换成阿里的
[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# 2 安装docker,我这里直接安装最新版的,不多bb
[root@master ~]# yum install docker -y
# 3 修改配置文件,Docker在默认情况下使用的Cgroup Driver为cgroupfs
# 而kubernetes推荐使用systemd来代替cgroupfs
[root@master ~]# cd /etc/docker
[root@master ~]# cat <<EOF >  /etc/docker/daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 注意了,这里直接启动docker会报错,因为docker.service里有一条配置
# 和刚才添加的"exec-opts"冲突了,下面是解决方案
# 4 解决报错
# vi /lib/systemd/system/docker.service
# 找到并删除下面这句话,保存退出,即可解决
# --exec-opt native.cgroupdriver=cgroupfs \
# 5 启动docker
[root@master ~]# systemctl daemon-reload
[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker
# 6 检查docker状态和版本,能检查到就说明你安装启动好了
[root@master ~]# docker version
[root@master ~]# systemctl status docker

安装k8s的三个组件

注意三台主机都要安装k8s的三个组件

# 由于kubernetes的镜像源在国外,速度比较慢,这里切换成国内的镜像源
# 编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
vi /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
#添加下面的配置 
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
       http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
# 安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@master ~]# yum install kubeadm kubelet kubectl -y
# 配置kubelet的cgroup
# 编辑/etc/sysconfig/kubelet
vi /etc/sysconfig/kubelet
# 添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
# 设置kubelet开机自启
[root@master ~]# systemctl enable kubelet

准备集群镜像

注意三台主机都要准备集群镜像

# 在安装kubernetes集群之前,必须要提前准备好集群需要的镜像,所需镜像可以通过下面命令查看
[root@master ~]# kubeadm config images list
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.4
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.23.4
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.23.4
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.23.4
k8s.gcr.io/pause:3.6
k8s.gcr.io/etcd:3.5.1-0
k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6
# 下载镜像
# 此镜像在kubernetes的仓库中,由于网络原因,无法连接,下面提供了一种替代方案
# 下载国内的镜像然后给镜像改名,如果你看到此博文安装时
# list里面的版本与我不同,直接修改下面的image的版本即可,其他不要动
# 直接在bash里面复制粘贴下面的语句即可
images=(
    kube-apiserver:v1.23.4
    kube-controller-manager:v1.23.4
    kube-scheduler:v1.23.4
    kube-proxy:v1.23.4
    pause:3.6
    etcd:3.5.1-0
    coredns:v1.8.6
)
for imageName in ${images[@]} ; do
  docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
  docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
  docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done
# 注意coredns组件路径是k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6,而不是k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6
# 所以这一个手动修改一下
docker tag k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6 k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6
docker rmi k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6

master初始化

注意,下面的操作只在master主机上操作

# 创建集群
# 第一个参数是k8s的版本,第二个是pod的网段,第三个是service的网段,第四个是master的地址
[root@master ~]# kubeadm init \
  --kubernetes-version=v1.23.4 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
    --service-cidr=10.96.0.0/12 \
    --apiserver-advertise-address=192.168.109.100
# 出现下面这句话就说明安装成功了
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully !
#注意安装完成后的提示信息最后几行,有个token,node加入集群时会用到
kubeadm join 192.168.109.100:6443 --token jh2hn8.hvebbwqlp9rqd5ri \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d4c63e4449affefd5755ce880bfbd3ae66cc2f8ac8b9b28408f038c622d53000
# 创建必要文件
[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

node加入集群

注意,下面的操作只在node主机上操作

# 将node节点加入集群
[root@master ~]# kubeadm join 192.168.109.100:6443 --token jh2hn8.hvebbwqlp9rqd5ri \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d4c63e4449affefd5755ce880bfbd3ae66cc2f8ac8b9b28408f038c622d53000
# 查看集群状态 此时的集群状态为NotReady,这是因为还没有配置网络插件
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES    AGE     VERSION
master   NotReady   master   6m43s   v1.17.4
node1    NotReady   <none>   22s     v1.17.4
node2    NotReady   <none>   19s     v1.17.4

安装网络插件

注意,下面的操作只在master主机上操作

kubernetes支持多种网络插件,比如flannel、calico、canal等等,任选一种使用即可,本次选择flannel

插件使用的是DaemonSet的控制器,它会在每个节点上都运行

# 获取fannel的配置文件
[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 使用配置文件启动fannel
[root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml
# 稍等片刻,再次查看集群节点的状态
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
master   Ready    control-plane,master   4h49m   v1.23.4
node1    Ready    <none>                 4h48m   v1.23.4
node2    Ready    <none>                 4h47m   v1.23.4

安装kubectl命令补全工具

  在日常管理k8s集群的时候,时刻都会使用到Kubectl命令行工具,但是该命令还是挺复杂的,使用中也记不住那么多的api选项,所以这里介绍一下Kubectl命令补全工具(其实是Linux中bash命令自动补全工具)的安装。

[root@master ~]# yum -y install bash-completion
[root@master ~]# source /usr/share/bash-completion/bash_completion
[root@master ~]# source <(kubectl completion bash)
[root@master ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

环境测试

接下来在kubernetes集群中部署一个nginx程序,测试下集群是否在正常工作。

# 部署nginx
[root@master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx
deployment.apps/nginx created
# 暴露端口
[root@master ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
service/nginx exposed
# 查看服务状态
[root@master ~]# kubectl get pods,service
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-85b98978db-sh6cs   1/1     Running   0          38s
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        4h55m
service/nginx        NodePort    10.108.112.185   <none>        80:31325/TCP   10s

最后在电脑上访问下部署的nginx服务

至此,kubernetes的集群环境搭建完成


相关实践学习
容器服务Serverless版ACK Serverless 快速入门:在线魔方应用部署和监控
通过本实验,您将了解到容器服务Serverless版ACK Serverless 的基本产品能力,即可以实现快速部署一个在线魔方应用,并借助阿里云容器服务成熟的产品生态,实现在线应用的企业级监控,提升应用稳定性。
云原生实践公开课
课程大纲 开篇:如何学习并实践云原生技术 基础篇: 5 步上手 Kubernetes 进阶篇:生产环境下的 K8s 实践 相关的阿里云产品:容器服务&nbsp;ACK 容器服务&nbsp;Kubernetes&nbsp;版(简称&nbsp;ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情:&nbsp;https://www.aliyun.com/product/kubernetes
目录
相关文章
|
2月前
|
Kubernetes Ubuntu 应用服务中间件
在Ubuntu22.04 LTS上搭建Kubernetes集群
在Ubuntu22.04.4上安装Kubernetes v1.28.7,步骤超详细
302 1
在Ubuntu22.04 LTS上搭建Kubernetes集群
|
2月前
|
Kubernetes 安全 Docker
在 K8s 集群中创建 DERP 服务器
在 K8s 集群中创建 DERP 服务器
|
2月前
|
Prometheus 监控 Kubernetes
如何用 Prometheus Operator 监控 K8s 集群外服务?
如何用 Prometheus Operator 监控 K8s 集群外服务?
|
28天前
|
Prometheus 监控 Kubernetes
Kubernetes 集群监控与日志管理实践
【2月更文挑战第29天】 在微服务架构日益普及的当下,Kubernetes 已成为容器编排的事实标准。然而,随着集群规模的扩大和业务复杂度的提升,有效的监控和日志管理变得至关重要。本文将探讨构建高效 Kubernetes 集群监控系统的策略,以及实施日志聚合和分析的最佳实践。通过引入如 Prometheus 和 Fluentd 等开源工具,我们旨在为运维专家提供一套完整的解决方案,以保障系统的稳定性和可靠性。
|
14天前
|
数据库 存储 监控
什么是 SAP HANA 内存数据库 的 Delta Storage
什么是 SAP HANA 内存数据库 的 Delta Storage
16 0
什么是 SAP HANA 内存数据库 的 Delta Storage
|
3天前
|
Kubernetes 搜索推荐 Docker
使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群(二)k8s环境安装
使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群(二)k8s环境安装
35 17
|
16天前
|
消息中间件 Kubernetes Kafka
Terraform阿里云创建资源1分钟创建集群一键发布应用Terraform 创建 Kubernetes 集群
Terraform阿里云创建资源1分钟创建集群一键发布应用Terraform 创建 Kubernetes 集群
11 0
|
16天前
|
Kubernetes 安全 网络安全
搭建k8s集群kubeadm搭建Kubernetes二进制搭建Kubernetes集群
搭建k8s集群kubeadm搭建Kubernetes二进制搭建Kubernetes集群
101 0
|
23天前
|
Kubernetes Cloud Native Docker
【云原生】kubeadm快速搭建K8s集群Kubernetes1.19.0
Kubernetes 是一个开源平台,用于管理容器化工作负载和服务,提供声明式配置和自动化。源自 Google 的大规模运维经验,它拥有广泛的生态支持。本文档详细介绍了 Kubernetes 集群的搭建过程,包括服务器配置、Docker 和 Kubernetes 组件的安装,以及 Master 和 Node 的部署。此外,还提到了使用 Calico 作为 CNI 网络插件,并提供了集群功能的测试步骤。
194 0
|
26天前
|
Prometheus 监控 Kubernetes
Kubernetes 集群的监控与日志管理实践
【2月更文挑战第31天】 在微服务架构日益普及的今天,容器编排工具如Kubernetes已成为部署、管理和扩展容器化应用的关键平台。然而,随着集群规模的扩大和业务复杂性的增加,如何有效监控集群状态、及时响应系统异常,以及管理海量日志信息成为了运维人员面临的重要挑战。本文将深入探讨 Kubernetes 集群监控的最佳实践和日志管理的高效策略,旨在为运维团队提供一套系统的解决思路和操作指南。
23 0