kubernetes-1.17.0集群搭建（上）

Kubernetes是一个可以移植、可扩展的开源平台，使用声明式的配置并依据配置信息自动地执行容器化应用程序的管理。在所有的容器编排工具中（类似的还有 docker swarm / mesos等），Kubernetes的生态系统更大、增长更快，有更多的支持、服务和工具可供用户选择。

Kubernetes的名字起源于希腊语，含义是舵手、领航员、向导。Google于2014年将Brog系统开源为Kubernetes。Kubernetes构建在Google Brog 十五年运行大规模分布式系统的经验 (opens new window)基础之上，并结合了开源社区最好的想法和实践。

1. Kubernetes的功能

容器是一个非常好的打包并运行应用程序的方式。在生产环境中，您需要管理容器化应用程序，并且确保其不停机地连续运行。例如：一个容器故障停机，另外一个容器需要立刻启动以替补停机的容器。类似的这种对容器的管理动作由系统来执行会更好更快速。

Kubernetes针对此类问题，提供了容器化编排解决方案，可以使你非常健壮地运行分布式系统。Kubernetes可以处理应用程序的伸缩、failover、部署模式等多种需求。例如，Kubernetes可以轻易地管理系统的金丝雀发布（灰度发布）。

2. Kubernetes提供的特性：

• 服务发现和负载均衡

Kubernetes 可以通过 DNS 名称或 IP 地址暴露容器的访问方式。并且可以在同组容器内分发负载以实现负载均衡

• 存储编排

Kubernetes可以自动挂载指定的存储系统，例如 local stroage/nfs/云存储等

• 自动发布和回滚

您可以在 Kubernetes 中声明您期望应用程序容器应该达到的状态，Kubernetes将以合适的速率调整容器的实际状态，并逐步达到最终期望的结果。

• 自愈

o 重启已经停机的容器

o 替换、kill 那些不满足自定义健康检查条件的容器

o 在容器就绪之前，避免调用者发现该容器

• 密钥及配置管理

Kubernetes可以存储和管理敏感信息（例如，密码、OAuth token、ssh密钥等）。您可以更新容器应用程序的密钥、配置等信息，而无需重新构建容器的镜像，在不合适的地方暴露密码信息

3. Kubernetes的边界

Kubernetes不是一个传统意义的、保罗万象的 PaaS（Platform as a Service）系统。Kubernetes在容器层面工作，而不是硬件层面，它提供了与 PaaS 平台相似的通用特性，例如：部署、伸缩、负载均衡、日志、监控等。然而，Kubernetes并不是一个单一整体，这些特性都是可选、可插拔的。Kubernetes提供用于搭建开发平台的基础模块，同时为用户提供了不同模块的选择性和多样性。

Kubernetes：

• 不限制应用程序的类型。Kubernetes的目标是广泛支持不同类型的工作负载，包括：有状态、无状态、数据处理等类型的应用。只要应用可以在容器中运行，就能够非常好地在 Kubernetes 上运行

• 不部署源码、不编译或构建应用程序。持续集成、分发、部署（CI/CD）的工作流极大程度上取决于组织的文化、偏好以及技术要求。Kubernetes可以作为部署平台参与到 CI/CD 流程，但是不涉及镜像构建和分发的过程

• 不提供应用程序级别的服务，包括：中间件（例如，消息总线）、数据处理框架（例如，Spark）、数据库（例如，mysql）、缓存（例如，Redis），或者分布式存储（例如，Ceph）。此类组件可以在 Kubernetes 上运行，或者可以被运行在 Kubernetes 上的应用程序访问

• 不限定日志、监控、报警的解决方案。Kubernetes 提供一些样例展示如何与日志、监控、报警等组件集成，同时提供收集、导出监控度量（metrics）的一套机制。您可以根据自己的需要选择日志、监控、报警组件

• 不提供或者限定配置语言（例如，jsonnet）。Kubernetes提供一组声明式的 API，您可以按照自己的方式定义部署信息。

译者注：可选的有 helm/kustomize/kubectl/kubernetes dashboard/kuboard/octant/k9s 等

• 不提供或限定任何机器的配置、维护、管理或自愈的系统。

• 此外，Kubernetes不是一个纯粹意义上的容器编排系统。事实上，Kubernetes 消除了容器编排的需求。容器编排的技术定义是预定义流程的执行（先做A、再做B、然后做C）。与此相对应，Kubernetes构建了一系列相互独立、可预排的控制过程，以持续不断地将系统从当前状态调整到声明的目标状态。如何从 A 达到 C，并不重要。集中化的控制也就不需要了。这个设计思想使得Kubernetes使用更简单、更强大、稳健、反脆弱和可扩展。

1. 安装要求

部署Kubernetes集群的机器需要满足以下几个条件：

两台及以上服务器
操作系统：CentOS7.x-86_x64
硬件配置：内存大于2G，CPU大于双核，硬盘大于50G
集群中所有机器之间网络互通
可以访问外网，需要拉取镜像
禁止swap分区

2. 安装目标

在所有节点上安装Docker和kubeadm
部署Kubernetes Master
部署容器网络插件
部署 Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中
部署Dashboard Web页面，可视化查看Kubernetes资源（这一部分将在下一节介绍）

3. 准备环境

环境准备阶段，以下配置需要在3个节点中都配置。

角色	IP
K8s-master	192.168.0.11
K8s-node1	192.168.0.12
Ks8-node2	192.168.0.13

# 关闭防火墙systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld# 关闭selinuxsed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久关闭setenforce 0  # 临时关闭# 关闭swapswapoff -a  # 临时关闭vim /etc/fstab  # 永久关闭# 设置主机名hostnamectl set-hostname <hostname># 配置hostscat >> /etc/hosts << EOF
192.168.0.11 k8s-master
192.168.0.12 k8s-node1
192.168.0.13 k8s-node2
EOF# 网络配置cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF# 时间同步yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com# 安装Docker、kubeadm、kubelet# 注意：Kubernetes和Docker的版本有对应关系，本次使用的是kubernetes 1.17.0和Docker 18.06.1wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
systemctl enable docker && systemctl start dockerdocker --version
    Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a# docker下载镜像，阿里云加速配置cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF#添加阿里云YUM软件源cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF# 安装kubeadm，kubelet和kubectl# 由于版本更新频繁，这里指定版本号部署yum install -y kubelet-1.17.0 kubeadm-1.17.0 kubectl-1.17.0
systemctl enable kubelet

4. 部署Kubernetes Master

只在192.168.0.11（k8s-master）执行

# 由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里指定阿里云镜像仓库地址。kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.0.11 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.17.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16# 初始化完成后，提示信息中需要保存以下内容mkdir -p $HOME/.kubesudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/configsudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

kubeadm join 192.168.0.11:6443 --token xpdvyf.5n78a09jjmff57wv \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4e8df33929f5ea52360e32187e0aacd5981ab3048d0e77ff991612cad65e16ff# 使用kubectl工具、提示信息中出现需要手动执行的命令mkdir -p $HOME/.kubesudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/configsudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config# kubectl get nodes

5. 安装Pod网络插件（CNI）

安装pod网络插件在3个节点中都要配置。

# 确保你的网络能够访问到quay.io这个registerykubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

如果Pod镜像下载失败，可以下载

https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

然后修改里面内容

镜像地址quay.io/coreos/flannel:v0.13.1-rc2改成lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64

或者手动pull flannel

docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.13.1-rc2
或者：docker pull lizhenliang/flannel:v0.11.0-amd64

6. 加入Kubernetes Node

在192.168.0.12/13（Node）执行。

向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令：

kubeadm join 192.168.0.11:6443 --token xpdvyf.5n78a09jjmff57wv \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4e8df33929f5ea52360e32187e0aacd5981ab3048d0e77ff991612cad65e16ff

如果token过期、通过 kubedam 重新生成 token

kubeadm token create --print-join-command

8.测试kubernetes集群

在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行：

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc # 查看pod状态[root@k8s-master server]#kubectl get pod,svc -owideNAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP            NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/nginx-86c57db685-wfv9j   1/1     Running   0          101s   10.244.3.59   k8s-node1   <none>           <none>NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE    SELECTOR
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        727d   <none>service/nginx        NodePort    10.96.130.130   <none>        80:45407/TCP   99s    app=nginx

访问地址：http://192.168.0.12:45407

结尾

当完成以上这些步骤后，咱们就成功地安装和配置了 Kubernetes 集群。这个集群可以作为部署和管理容器化应用程序的基础架构。下一节将安装一个web管理界面Dashboard通过UI界面管理和部署容器化应用程序。

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