kubernetes集群部署：环境准备及master节点部署（二）

主机名IPv4地址IPv6地址角色安装组件操作系统
k8s130-node190192.168.XX.190240a:XX::190masterkubeadm、kubelet、containerdAnolis OS 8.9+4.19.91-28.1.an8.x86_64
k8s130-node191192.168.XX.191240a:XX::191nodekubeadm、kubelet、cri-oAnolis OS 8.9+4.19.91-28.1.an8.x86_64
k8s130-node189192.168.XX.189240a:XX::189nodekubeadm、kubelet、cri-dockerdAnolis OS 8.9+4.19.91-28.1.an8.x86_64

安装前准备

1、最小化安装虚拟机，安装完之后需要更新到最新

~]# yum -y update

2、关闭防火墙

~]# systemctl disable firewalld && systemctl stop firewalld

3、关闭SELinux

~]# sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

4、确保时间同步服务运行正常，并且可以成功同步时间

~]# systemctl status chronyd -l --no-pager

5、安装必须的一些软件包

~]# yum -y install ipvsadm ipset conntrack-tools iproute-tc conntrack libseccomp wget tar

6、启用内核模块

~]# modprobe ip_conntrack
~]# modprobe nf_conntrack
~]# modprobe ip_vs
~]# modprobe ip_vs_rr
~]# modprobe ip_vs_rr
~]# modprobe ip_vs_wrr
~]# modprobe ip_vs_sh
~]# modprobe br_netfilter
~]# modprobe bridge

7、配置内核参数

~]# cat /etc/sysctl.d/99-sysctl.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 0
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 0
net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 0
net.ipv6.conf.all.forwarding=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1=1024
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2=2048
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3=4096
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_fin_timeout=10
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 180
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 10
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
net.ipv4.ip_local_port_range = 21000 61000vm.swappiness=0
vm.overcommit_memory=1
vm.panic_on_oom=0
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963

8、关闭swap（在装虚拟机分区时就不做swap最好）

a、swapoff -a
b、注释/etc/fstab中的swap挂载

安装Containerd

containerd最初是Docker引擎的一部分，作为Docker的核心组件负责容器的创建、运行和管理。2017年，Docker决定将containerd作为一个独立的开源项目，以便社区能够更广泛地使用和贡献。containerd的目标是提供一个简单、稳定且高效的容器运行时，它可以作为各种容器生态系统的基础，特别是在与Kubernetes的集成方面。

1、配置第三方镜像源（在线安装Containerd需要配置docker-ce的镜像源，如果不想或者不能在线安装，那么可以通过其他方式：Getting started with containerd）

注：

a、这两种方式安装结果还是有很大不同的；

b、下面使用的是阿里镜像源，docker官方镜像源被qiang了

~]# yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo~]# yum repolist|grep docker
docker-ce-stable                    Docker CE Stable - x86_64

2、安装Containerd最新版

~]# yum -y install containerd.io --disableexcludes=docker-ce-stable

3、设置开机启动

systemctl enable containerd

4、设置Containerd

docker-ce的配置文件是/etc/docker/daemon.json ，那么Containerd的呢？答案：/etc/containerd/config.toml。但是，通过docker镜像源在线安装的Containerd的配置文件不可用，需要重新生成配置文件。

mv /etc/containerd/config.toml{,_docker}
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
4.1、配置sandbox_image

早先使用dockershim时，只需要配置kubelet的--pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9即可，如果要使用containerd作为kubernetes的运行时，pod-infra-container-image将不生效（不过kubeadm启动kubernetes组件时仍然会用到）

<     sandbox_image = "registry.k8s.io/pause:3.6"
---
>     sandbox_image = "192.168.XX.XX/kubeadm/pause:3.9"

4.2、设置SystemdCgroup && 配置私有仓库认证信息

……
[plugins]
  [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
    sandbox_image = "192.168.XX.XX/kubeadm/pause:3.7"
    [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd]
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.runc]
          [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.runc.options]
            SystemdCgroup = true
……
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs."192.168.XX.XX".auth]
          username = "admin"
          password = "密码" 
 
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.headers]
 
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
          endpoint = ["https://registry-1.docker.io"]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."192.168.XX.XX"]
          endpoint = ["http://192.168.XX.XX"]

4.3、Containerd的客户端命令配置

docker-ce的客户端命令就是docker，Containerd的客户端命令crictl和ctr,一般使用crictl，需要配置一下，否则~~哼哼

cat /etc/crictl.yaml 
runtime-endpoint: unix:///var/run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///var/run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false

5、启动Containerd

systemctl start containerd

安装kubeadm、kubelet、kubectl

1、配置第三方镜像源

cat <<EOF | tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.30/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.30/rpm/repodata/repomd.xml.key
exclude=kubelet kubeadm kubectl cri-tools kubernetes-cni
EOF

2、安装kubelet kubeadm kubectl

yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
systemctl enable kubelet

初始化kubernetes master节点

1、生成初始化YAML文件

kubeadm config print init-defaults > kubeadm-init.default.yaml

2、设置初始化文件。如下红色内容需要根据需要修改，另外，advertiseAddress只支持IPv4。

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.XX.190
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: unix:///run/containerd/containerd.sock
  imagePullPolicy: IfNotPresent
  name: k8s130-node190
  taints: 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: 1.30.0
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  serviceSubnet: 10.254.0.0/16,2408:822a:730:af01::/112
  podSubnet: 172.254.0.0/16,fa00:cafe:42::/56
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
iptables:
  masqueradeAll: false
ipvs:
  minSyncPeriod: 0s
  scheduler: "rr"
kind: KubeProxyConfiguration
mode: "ipvs"

3、初始化master节点

kubeadm init --config=kubeadm-init.default.yaml |tee kubeadm-init.log

打印如下内容，则表明初始化成功。另外，根据初始化文件中定义的ttl: 24h0m0s，token的有效期是24小时，过期之后，将无法使用如下打印的token加入kubernetes集群。

安装之后处理

1、验证

~]$ kubectl get cs
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS    MESSAGE   ERROR
controller-manager   Healthy   ok        
scheduler            Healthy   ok        
etcd-0               Healthy   ok        
~]$ kubectl get node
NAME             STATUS     ROLES           AGE     VERSION
k8s130-node190   NotReady   control-plane   3m44s   v1.30.2

执行kubectl get node，node是NotReady状态 ！                        --- --- 没有安装网络插件
执行kubectl get po，pod中coredns是Pending状态！                 --- --- 没有安装网络插件

安装网络插件-Calico

1、下载Calico启动配置文件

wget https://mirrors.chenby.cn/https://github.com/projectcalico/calico/blob/master/manifests/calico-typha.yaml

2、定制Calico配置文件

2.1、配置启用IP双栈（无需IPv6，则不需要配置）

<               "type": "calico-ipam"
---
>               "type": "calico-ipam",
>               "assign_ipv4": "true",
>               "assign_ipv6": "true"

2.2、配置IP地址段（无需IPv6，则只需配置IPv4即可）

<             # - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
<             #   value: "192.168.0.0/16"
<             - name: FELIX_IPV6SUPPORT
<               value: "true"
---
>             - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
>               value: "172.254.0.0/16"
>             - name: CALICO_IPV6POOL_CIDR
>               value: "fa00:cafe:42::/56"
>             - name: IP_AUTODETECTION_METHOD
>               value: "interface=ens.*"
>             - name: IP6_AUTODETECTION_METHOD
>               value: "interface=ens.*"
>             - name: FELIX_IPV6SUPPORT
>               value: "true"

2.3、修改镜像地址（无fan墙能力就得老老实实改）

<           image: docker.io/calico/cni:master
---
>           image: 192.168.XX.XX/library/cni:master
<           image: docker.io/calico/node:master
---
>           image: 192.168.XX.XX/library/node:master
<           image: docker.io/calico/kube-controllers:master
---
>           image: 192.168.XX.XX/library/kube-controllers:master
<           image: docker.io/calico/typha:master
---
>           image: 192.168.XX.XX/library/typha:master

2.4、创建Calico
kubectl apply -f calico-typha.yaml 
2.5、验证是否成功

Calico Typha启动的pod有3类：controller、node、typha。状态都变成Running，且Ready为1/1才表明成功了。controller是由deploy调度创建、node由daemonset调度创建（确保每个node上都启动一个calico-node，并且使用hostNetwork）

3、Calico组件说明

3.1. Calico Node

Calico Node 是 Calico 的核心组件，运行在每个集群节点上，负责以下任务：

  • IPAM（IP Address Management）：管理分配和回收 Pod 的 IP 地址。
  • BGP（Border Gateway Protocol）：使用 BGP 与其他 Calico 节点进行路由信息交换，确保网络中的所有 Pod 可以相互通信。
  • 网络策略实施：通过 iptables 或 eBPF 实施网络策略，控制 Pod 之间的流量。
  • Felix：Calico Node 包含 Felix 代理，负责与 Linux 内核网络栈交互，应用网络策略和管理路由。
3.2. Calico Controller

Calico Controller 是一个 Kubernetes 控制器，负责管理 Calico 与 Kubernetes API 之间的交互。其主要职责包括：

  • 同步 Calico 和 Kubernetes 对象：确保 Calico 的网络策略、IP 池和其他配置与 Kubernetes 中定义的对象保持一致。
  • 管理 Kubernetes 服务：处理 Kubernetes 服务对象，确保服务的 IP 地址正确配置，并与 Calico 网络策略兼容。
  • 确保高可用性：通过定期检查和同步，确保 Calico 配置的一致性和高可用性。
3.3. Calico Typha

Calico Typha 是一个可选的组件，主要用于大规模 Kubernetes 集群，以减少 API 服务器的负载和提高性能。其职责包括：

  • 聚合和分发数据：从 Kubernetes API 服务器获取更新，并将这些更新分发给集群中的 Calico Node 实例。
  • 减少 API 请求数量：通过集中处理和分发数据，Typha 减少了直接与 API 服务器通信的 Calico Node 实例数量，从而降低了 API 服务器的负载。
  • 提高集群性能：在大规模集群中，Typha 帮助减少网络流量和提高配置分发效率，从而提高整体性能。
3.4. 总结
  • Calico Node 是 Calico 的核心组件，负责管理节点上的网络配置和策略实施。
  • Calico Controller 负责 Calico 与 Kubernetes API 的交互，确保配置一致性和高可用性。
  • Calico Typha 用于大规模集群中，聚合和分发数据，减少 API 服务器的负载，提高性能。

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