Kubernetes(K8S) 集群环境搭建指南

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，旨在自动化部署、扩展和管理容器化应用。K8S环境搭建过程比较复杂，涉及到非常多组件安装和系统配置，本文将会详细介绍如何在服务器上搭建好Kubernetes集群环境。

 

在学习和使用Kubernetes过程中，K8S环境搭建是新手非常头疼的一环，K8S提供了多种安装的方式包括Minikube、kubeadm、Rancher、sealos等，目前比较常见的是采用kubeadm和sealos方式进行安装，sealos相比kubeadm更加适合入门学习者，只需要几条命令就可以完成整个集群的部署。而Kubeadm适用于生产环境和复杂场景，针对希望有更多个性化定制的用户，但安装和维护复杂度较高。本文包含了kubeadm和sealos两种方式的安装，作为新手更加推荐使用sealos。

集群环境准备

1、集群环境说明

要求条件：

  1. 一台或多台Linux系统机器，推荐使用的是centos 7.5版本或以上

  2. 每台Linux至少有2GB的内存和2个CPU、硬盘30GB

  3. 所有的机器可以相互ping通

集群结构：

  • kubernetes集群主要包含master（主控节点）和node（工作节点）组成，master和node一般是多对多或者一对多的模式，

  • 为了学习使用这里选择1个master节点和多个node节点（这里一个节点相当于就是一台Linux系统主机）

    部署集群图如下：

图片

这里为了学习方便，采用了在本地电脑安装虚拟软件VMware（当然也可以使用VitualBox），然后再虚拟机VMware中安装centos，虚拟机安装centos过程省略，大家可以自行百度搜索相关教程，这里分别这里分别安装好master、node1、node2虚拟机：

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2、配置节点主机名

执行以下命令，依次配置各个节点主机名，这里是为了方便后面服务的访问

# master节点[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master && bash# node1节点[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node1 && bash# node2节点[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node2 && bash

3、配置节点网络

进入VMware -> 设置 ->虚拟网络编辑器，查看VMnet8对应的子网IP地址:

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分别编辑各个节点的网络配置文件

[root@master ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

修改以下关键项

master节点：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.100GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

node1节点：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.101GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

node2节点：

ONBOOT=yesIPADDR=192.168.10.102GATEWAY=192.168.10.2DNS1=114.114.114.114

4、修改hosts文件

编辑/etc/hosts文件，配置主机名和IP地址的映射解析，这一步是为了方便节点间的相互访问，分别在三台主机下添加以下的配置：​​​​​​​

192.168.10.100 master192.168.10.101 node1192.168.10.102 node2

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5、测试虚拟机网络

通过Xshell ssh工具去连接对应的节点主机（其他的ssh连接工具都可以）

测试各个节点主机是否能够访问外网：

图片

测试各个节点主机之间是否能够相互ping通

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集群环境初始化

1、关闭防火墙

在三个节点上分别执行​​​​​​​

[root@master ~]# systemctl stop firewalld[root@master ~]# systemctl disable firewalld

2、关闭SELINUX

在三个节点上分别执行​​​​​​​

# 编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disableSELINUX=disabled

注意：生效需要重启linux

3、关闭swap分区

在三个节点上分别执行​​​​​​​

# 编辑/etc/fstab 文件,注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap 这一行# /dev/mapper/centos-swap swap

注意：生效需要重启linux

4、修改内核参数

在三个节点上分别执行​​​​​​​

# 增加/etc/sysctl.d/kubernetes.conf 文件，添加如下配置：net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1net.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

出现如下结果代表OK：

图片

5、配置时间同步

在三个节点上分别执行

[root@master ~]# systemctl start chronyd[root@master ~]# systemctl enable chronyd[root@master ~]# date

6、加载ipvs模块

在三个节点上分别执行​​​​​​​

# 1.安装ipset和ipvsadm[root@master ~]# yum install ipset ipvsadm -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# 将以下脚本内容复制到命令行回车即可#!/bin/bashmodprobe -- ip_vsmodprobe -- ip_vs_rrmodprobe -- ip_vs_wrrmodprobe -- ip_vs_shmodprobe -- nf_conntrack_ipv4EOF

图片

# 3.为脚本添加执行权限[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

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以上操作完成之后记得分别重启Linux主机！！！

sealos方式安装K8S集群

1、下载sealos

wget https://github.com/labring/sealos/releases/download/v4.3.7/sealos_4.3.7_linux_amd64.tar.gz

2、解压赋予权限

tar zxvf sealos_4.3.7_linux_amd64.tar.gz sealos && chmod +x sealos && mv sealos /usr/bin

3、安装K8S集群

sealos run labring/kubernetes:v1.25.0 labring/helm:v3.8.2 labring/calico:v3.24.1 \--masters 192.168.10.100 \--nodes 192.168.10.101,192.168.10.102 -p root 

参数说明：

  • --masters master 节点地址列表

  • –nodes node 节点地址列表

  • -p ssh登录密码（如果配置了ssh免密则不需要加-p参数）

4、查看连接状态

在master节点上面执行kubectl get nodes命令查看master和node节点状态

[root@master ~]# kubectl get nodes

这里会显示 NotReady ，代表未就绪状态：

图片

需要等待一会儿，节点状态会自动被修改为Ready：

图片

kubeadm方式安装K8S集群

1、安装Docker

# 1、切换镜像源[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# 2、查看当前镜像源中支持的docker版本[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates
# 3、安装特定版本的docker-ce[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
# 4、添加一个配置文件[root@master ~]# mkdir /etc/docker[root@master ~]# cat <<EOF> /etc/docker/daemon.json{  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],  "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]}EOF
# 5、启动dokcer[root@master ~]# systemctl restart docker[root@master ~]# systemctl enable docker

2、安装Kubernetes组件

​​​​​​​

# 1、由于kubernetes的镜像在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源，编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置[kubernetes]name=Kubernetesbaseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64enabled=1gpgchech=0repo_gpgcheck=0gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg      http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
# 2、安装kubeadm、kubelet和kubectl[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
# 3、配置kubelet的cgroup，编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
# 4、设置kubelet开机自启[root@master ~]# systemctl enable kubelet

3、准备集群镜像​​​​​​​

# 1、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
# 2、下载镜像，此镜像kubernetes的仓库中，由于网络原因，无法连接，下面提供了一种替换方案images=(  kube-apiserver:v1.17.4  kube-controller-manager:v1.17.4  kube-scheduler:v1.17.4  kube-proxy:v1.17.4  pause:3.1  etcd:3.4.3-0  coredns:1.6.5)
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

4、master节点集群初始化

在master节点上面执行kubeadm init命令进行集群初始化​​​​​​​

# 1、创建集群，这里192.168.119.100 指定为master主机的IP地址，其他的配置不用修改[root@master ~]# kubeadm init \  --kubernetes-version=v1.17.4 \  --service-cidr=10.96.0.0/12 \  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \  --apiserver-advertise-address=192.168.119.100 # 2、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

5、node节点连接master节点

在node1和node2节点上分别去连接master节点集群

kubeadm join 192.168.10.100:6443 --token c78u0z.tqyd4xh4tc2s084f     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:783e7453cb11db521a7fc3661caa0ac5cf6c6fb153d7d95d222882af7aae94c7

6、查看连接状态

在master节点上面执行kubectl get nodes命令查看master和node节点状态

[root@master ~]# kubectl get nodes

这里会显示 NotReady ，代表未就绪状态，我们还需要安装网络插件

图片

7、安装网络插件

在master节点上安装网络插件​​​​​​​

# 1、下载flannel网络资源配置文件[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 2、启动flannel网络[root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml
# 3、再次查看节点状态[root@master ~]# kubectl get nodes

这里启动flannel网络之后一般需要等待一会儿，节点状态会被修改为Ready：

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集群环境测试​​​​​​​

# 1、创建nginx服务kubectl create deployment nginx  --image=nginx:1.14-alpine
# 2、暴露端口kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
# 3、查看pod和服务信息kubectl get pod,service

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在本地电脑打开浏览器测试nginx是否能够正常访问：

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