kubeadm搭建单master多node的k8s集群--小白文,图文教程

参考文献

K8S基础知识与集群搭建
kubeadm搭建单master多node的k8s集群—主要参考这个博客,但是有坑,故贴出我自己的过程,坑会少很多
注意:

  • 集群配置是:一台master:zabbixagent-k8smaster,两台node:k8snode1和k8snode2
  • 当没有明说master机器做什么或者node机器做什么时,所有操作步骤默认是三台机器都要进行配置
  • 操作系统:centos 7,且master的cpu要配置2核及以上,否则跑不动k8s!!!

1.环境准备

a.修改机器的ip地址并设置为静态ip

  • vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=b841150d-bab6-4e52-802d-83c990f6b00f
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.0.50
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.0.2
DNS1=192.168.0.2

上述代码中主要设置:
BOOTPROTO=static
IPADDR=your ip
NETMASK=your netmask
GATEWAY=your gateway
DNS1=your dns

  • 修改后重启生效:systemctl restart network

b.修改主机名

  • 修改主机名:hostnamectl set-hostname yournmae && bash
  • master IP:192.168.0.51
    在这里插入图片描述
  • Node1 IP:192.168.0.52
    在这里插入图片描述
  • Node2 IP:192.168.0.53
    在这里插入图片描述

c.关闭selinux和关闭防火墙

  • 关闭selinux:
    • sed -i ‘s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/’ /etc/selinux/config
    • 重启以生效:reboot
    • 使用getenforce查看selinux的状态
      在这里插入图片描述
  • 关闭防火墙
    • systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

d.修改hosts⽂件

  • 目的:让各个节点都能够通过主机名访问到其他节点。修改每个机器的/etc/hosts⽂件
  • 每台机器执行以下命令:
echo '192.168.0.51 zabbixagent-k8smaster 
192.168.0.52 k8snode1 
192.168.0.53 k8snode2' >> /etc/hosts

其中ip地址及对应的主机名改为你自己对应的。

  • 查看修改后的hosts文件
    在这里插入图片描述

e.机器上配置 yum 源

  • 删除原有的yum源:rm -rf /etc/yum.repos.d/*.repo
  • 下载centos7的reposity(因为我的操作系统是centos):wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo (如果没有wget,去 http://mirrors.aliyun.com/repo/ 下载CentOS-Base.repo,再上传CentOS-Base.repo文件到/etc/yum.repos.d/目录下)
  • 清楚缓存:yum clean all && yum makecache
  • 安装lrzsz、scp、vim、wget、net-tools:yum install -y lrzsz scp vim wget net-tools yum-utils

f.配置国内 docker 的 repo、epel 源

  • 下载repo:yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
  • 下载epel源:wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
  • 查看文件:ls /etc/yum.repos.d/
    在这里插入图片描述

g.配置主机间免密登录-命令按先后步骤执行(注意看本节每个字)

  • 目的:每台机器设置免密登录,因为k8s集群中的各个节点之间需要通过 ssh 进行通信
  • 生成密钥:ssh-keygen(一路回车)–注意:下方图片横线处,如果没有生成这个或者接下来的步骤执行不成功,再次执行“ssh-keygen”命令
    在这里插入图片描述
  • 将本地生成的密钥文件和私钥文件拷贝到zabbixagent-k8smaster节点(此处是你自己的节点名字):ssh-copy-id zabbixagent-k8smaster --注意:下方图片横线处,需要输入zabbixagent-k8smaster的密码。
    在这里插入图片描述
  • 将本地生成的密钥文件和私钥文件拷贝到k8snode1节点(此处是你自己的的节点):ssh-copy-id k8snode1 --注意:下方图片横线处,需要输入k8snode1的密码。
    在这里插入图片描述
  • 将本地生成的密钥文件和私钥文件拷贝到k8snode2节点(此处是你自己的节点):ssh-copy-id k8snode2 --注意:下方图片横线处,需要输入k8snode2的密码。
    在这里插入图片描述
  • 上面是在zabbixagent-k8smaster执行了“ssh-keygen、ssh-copy-id zabbixagent-k8smaster、ssh-copy-id k8snode1、ssh-copy-id k8snode2”,,这些命令还需要在k8snode1和k8snode2执行一遍

h.关闭 swap 分区

  • 目的:swap交换分区,在机器内存不够时会使用,但是swap分区的性能较低,k8s设计时为了提升性能,默认不允许使用交换分区。kubeadm初始化的时候会检查是否开启了swap分区,如果开启了,会报错,所以需要关闭swap分区。如果不想关闭交换分区,可以使用–ignore-preflight-errors=Swap参数忽略检查。
  • 在master节点上:vim /etc/fstab,然后注释掉/dev/mapper…
    在这里插入图片描述
  • 在两个节点是上:vim /etc/fstab,需要注释掉/dev/…和uuid
    在这里插入图片描述

i.修改机器内核参数

  • 目的:k8s需要修改机器内核参数,使其支持路由转发和桥接,否则会报错
  • 三台机器分别执⾏修改内核参数
  • vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 
net.ipv4.ip_forward = 1
  • modprobe br_netfilter
  • sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf
    在这里插入图片描述

j.配置安装k8s组件的yum源

  • vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes] 
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ 
enabled=1

k.配置时间同步

  • 目的:使ntpdate同步时间
  • 安装ntpdate:yum install -y ntpdate
  • 与ntp服务器同步时间:ntpdate cn.pool.ntp.org
  • 将时间同步命令写⼊:crontab -e
0 2 * * * /usr/sbin/ntpdate cn.pool.ntp.org
  • 重启crontab服务:systemctl restart crond

m.开启 ipvs

  • ipvs(IP Vertual Server):实现了传输层的负载均衡,是一种高性能、可扩展的负载均衡方案。
    • Linux内核的一部分,承担着负载均衡的功能。
    • 通过ipvsadm工具来配置ipvs。
    • ipvs可基于TCP和UDP的服务请求转发到真实服务器上
    • ipvs和iptables的区别:
      • ipvs是在传输层工作,iptables是在网络层工作。
      • ipvs是基于内容的负载均衡,iptables是基于地址的负载均衡。
      • ipvs为大型集群提供了高性能的负载均衡,iptables为小型集群提供了负载均衡。
      • ipvs支持更多的负载均衡算法,iptables只支持轮询算法。
      • ipvs支持服务器健康检查、连接重试等功能,iptables不支持。
  • 准备ipvs.modules⽂件:vim /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash 
ipvs_modules="ip_vs ip_vs_lc ip_vs_wlc ip_vs_rr ip_vs_wrr ip_vs_lblc ip_vs_lblcr ip_vs_dh ip_vs_sh ip_vs_nq ip_vs_sed ip_vs_ftp nf_conntrack" 
for kernel_module in ${ipvs_modules}; do /sbin/modinfo -F filename ${kernel_module} > /dev/null 2>&1 if [ 0 -eq 0 ]; then /sbin/modprobe ${kernel_module} fi 
done
  • 修改ipvs.modules文件权限并执行
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep ip_vs

在这里插入图片描述

n.安装基础软件包

yum install -y device-mapper-persistent-data lvm2 net-tools conntrack-tools wget nfs-utils telnet gcc gcc-c++ make cmake libxml2-devel openssl-devel curl-devel unzip sudo ntp libaio-devel ncurses-devel autoconf automake zlib-devel python-devel epel-release openssh-server socat ipvsadm conntrack ntpdate telnet

o.安装 iptables

  • iptables是Linux系统上常用的防火墙软件,用于设置、审计和检查IPv4和IPv6数据包过滤规则以及NAT表的工具。
  • 安装iptables:yum install -y iptables-services
  • 禁⽤iptables:systemctl stop iptables && systemctl disable iptables
  • 清空防⽕墙规则:iptables -F

p.安装docker

  • 安装docker-ce和containerd:yum install -y docker-ce-20.10.6 docker-ce-cli-20.10.6 containerd.io
  • 启动docker:systemctl enable docker && systemctl start docker

q.配置docker镜像加速器

  • 创建配置⽂件:mkdir -p /etc/docker
  • 创建daemon.json⽂件:vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://rsbud4vc.mirror.aliyuncs.com", "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn", "https://registry.docker-cn.com", "http://hub-mirror.c.163.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

在这里插入图片描述

  • 加载配置、重启docker:systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

2.kubernetes集群部署

a.安装初始化Kubernetes需要软件包

  • kubeadm: 用于初始化集群的指令;kubelet: 运行在集群所有节点上,负责启动 Pod 和容器等;kubectl: 用于与集群通信的命令行工具
  • 安装kubeadm、kubelet、kubectl
yum install -y kubelet-1.20.6 kubeadm-1.20.6 kubectl-1.20.6 --nogpgcheck
  • 开机启动kubelet:systemctl enable kubelet
  • 下载k8s所需要的镜像,并load到docker
    • k8simage-1-20-6.tar.gz下载链接:https://pan.baidu.com/s/1K4n61u8yM3sUciiQoKlMPg 提取码:wjq9
    • docker load -i k8simage-1-20-6.tar.gz
      在这里插入图片描述

b.使⽤kubeadm初始化k8s集群

  • 只在主节点(master)上执行此命。 注意:apiserver-advertise-address=your master IP
kubeadm init --kubernetes-version=v1.20.6 \
--apiserver-advertise-address=192.168.0.51 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--ignore-preflight-errors=SystemVerification
上面命令行的含义:
--kubernetes-version 指定k8s版本
--apiserver-advertise-address 指定apiserver的地址
--image-repository 指定镜像仓库地址
--pod-network-cidr 指定pod网络地址
--ignore-preflight-errors 忽略检查

在这里插入图片描述

c.配置kubectl的配置文件config

  • 目的:操作相当于对 kubectl 命令行工具进行初始化,使其能够与 Kubernetes 集群通信
  • 只在主节点上执行下方命令
mkdir -p $HOME/.kube && sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config && sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
  • 查看集群状态:kubectl get nodes(由于还没有安装网络插件,所以下图状态是NotReady)
    在这里插入图片描述
  • 只在主节点上生成配置文件并修改:kubeadm config print init-defaults > a.yaml
    • 修改a.yaml:vim a.yaml(下方代码片中name: zabbixagent-k8smaster这处需要改为自己的master的名称,然后就可以全部复制粘贴,将a.yaml替换)
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
bootstrapTokens:
- groups:- system:bootstrappers:kubeadm:default-node-tokentoken: abcdef.0123456789abcdefttl: 24h0m0susages:- signing- authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:advertiseAddress: 10.104.26.192bindPort: 6443
nodeRegistration:criSocket: /var/run/dockershim.sockimagePullPolicy: IfNotPresentname: zabbixagent-k8smastertaints: null
---
apiServer:timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns: {}
etcd:local:dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: 1.20.6
networking:dnsDomain: cluster.localpodSubnet: 10.244.0.0/16serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
  • 在三台机器上都执行,修改containerd配置⽂件:
    • containerd config default > /etc/containerd/config.toml
    • vi /etc/containerd/config.toml
# 添加下⾯内容 
SystemdCgroup = true 
sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7"

在这里插入图片描述

  • 三台机器重启运行时:systemctl restart containerd
  • 在主节点上,重新初始化主节点:kubeadm init --config a.yaml(如果此步骤报错,可能的情况之一是:a.yaml中两个apiVersion:应该改为kubeadm.k8s.io/v1beta2)
    在这里插入图片描述
  • mkdir -p $HOME/.kube && sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config && sudo chown ( i d − u ) : (id -u): (idu):(id -g) $HOME/.kube/config

d.扩容k8s集群-添加node节点

  • 目的:将另外两台节点加入到集群中
  • 两台node机器分别执行:
    • systemctl restart containerd
  • 然后在主节点执行:kubeadm token create --print-join-command(这一步是获取node节点加入master所需的token等信息。)
  • 主节点打印出来的东西,复制到两个node上执行,看下面这张图
    在这里插入图片描述
  • 在master上查看集群信息:kubectl get nodes
    在这里插入图片描述
解释: 
1.ROLES为<none>,说明这个节点时工作节点  
2. STATUS为NotReady,说明这个节点还没有安装网络插件
  • 主节点上执行。将两个节点的roles设置为workers:
    • kubectl label node k8snode1 node-role.kubernetes.io/worker=worker
    • kubectl label node k8snode2 node-role.kubernetes.io/worker=worker

在这里插入图片描述

3.布置⽹络插件

a.安装⽹络插件

  • 去https://github.com/hqs2212586/docker-study/blob/main/calico.yaml下载calico.yaml,然后上传到master节点
  • master上执行,使用yaml文件安装calico.yaml:kubectl apply -f calico.yaml
  • master执行,查看节点状态:kubectl get nodes
    在这里插入图片描述

b.测试在k8s创建pod是否可以正常访问网络

  • 在两台node节点拉取busybox:1.28镜像:docker pull busybox:1.28
    ![[image-20231211185738265.png]]
  • 在主节点创建 pod:kubectl run busybox --image=busybox:1.28 --restart=Never --rm -it busybox – sh(当出现/ #时ping一个网址,能ping通说明网络是通的)
    在这里插入图片描述

c.测试k8s集群部署tomcat服务

  • 在两个node节点 pull tomcat:docker pull tomcat:8.5-jre8-alpine
  • 在 master节点创建tomcat.yaml:vim tomcat.yml
apiVersion: v1  #pod属于k8s核心组v1
kind: Pod  #创建的是一个Pod资源
metadata:  #元数据name: demo-pod  #pod名字namespace: default  #pod所属的名称空间labels:app: myapp  #pod具有的标签env: dev      #pod具有的标签
spec:containers:      #定义一个容器,容器是对象列表,下面可以有多个name- name:  tomcat-pod-java  #容器的名字ports:- containerPort: 8080image: tomcat:8.5-jre8-alpine   #容器使用的镜像imagePullPolicy: IfNotPresent
  • 在 master节点创建pod:kubectl apply -f tomcat.yaml
    在这里插入图片描述
  • 在 master节点创建tomcat-service.yml:vim tomcat-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: tomcat
spec:type: NodePortports:- port: 8080nodePort: 30080selector:app: myappenv: dev
  • 在 master节点创建pod:kubectl apply -f tomcat-service.yaml
  • 查看服务状态:kubectl get svc

在这里插入图片描述

  • 访问三台机器ip加30080,看到Tomcat初始界面
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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