一、kubeadm 部署 K8S 集群架构

实验准备工作：
服务器类型 系统和IP地址 需要安装的组件 主机名
master（2C/4G，cpu核心数要求大于2） 192.168.153.10 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel master
node01（2C/2G） 192.168.153.20 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel node01
node02（2C/2G） 192.168.153.30 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel node02
Harbor节点（hub.zww.com） 192.168.153.40 docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2 hub.CLJ.com
 
所有服务器关闭防火墙和 SElinux
 
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
部署的总体步骤如下：
 
1、在所有节点上安装 Docker 和 kubeadm
2、部署 Kubernetes Master
3、部署容器网络插件
4、部署 Kubernetes Node，将节点加入 Kubernetes 集群中
5、部署 Dashboard Web 页面，可视化查看 Kubernetes 资源
6、部署 Harbor 私有仓库，存放镜像资源
 
1.1 环境准备
 
① 所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换，加载 ip_vs 模块
 
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
iptables -F
swapoff -a #交换分区必须要关闭
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done
② 修改主机名和所有节点修改hosts文件
 
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02
hostnamectl set-hostname hub.zww.com
vim /etc/hosts
192.168.153.10 master
192.168.153.20 node01
192.168.153.30 node02
192.168.153.40 hub.zww.com
③ 调整内核参数
 
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF
 
//生效参数
sysctl --system
1.2 所有节点安装docker
 
① 将之前备份的官方yum源进行恢复
② 安装docker
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
③ 创建docker的配置文件
 
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF
#使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理，因为相对Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。
#日志使用json-file格式类型存储，大小为100M，保存在/var/log/containers目录下，方便ELK等日志系统收集和管理日志。
 
④ 重启docker并查看进程
 
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service
 
docker info | grep "Cgroup Driver"
Cgroup Driver: systemd #查询的结果
1.3 master和node节点安装kubeadm，kubelet和kubectl
 
① 定义kubernetes源，安装相关组件
 
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
 
yum install -y kubelet-1.15.1 kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1
② 开机自启kubelet
 
systemctl enable kubelet.service
#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启
1.4 部署K8S集群
 
① 上传镜像压缩包并导入
 
//可以查看到初始化需要的镜像
kubeadm config images list
 
//在 master 节点上传 kubeadm-basic.images.tar.gz 压缩包至 /opt 目录
cd /opt
tar zxvf kubeadm-basic.images.tar.gz
 
for i in $(ls /opt/kubeadm-basic.images/*.tar); do docker load -i $i; done
② 复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本 for i in $(ls /opt/kubeadm-basic.images/*.tar); do docker load -i $i; done
 
scp -r kubeadm-basic.images root@node01:/opt
scp -r kubeadm-basic.images root@node02:/opt
 
#然后到各个node节点执行
for i in $(ls /opt/kubeadm-basic.images/*.tar); do docker load -i $i; done

 

③ 在master初始化kubeadm
 
方法一：
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml
 
cd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12 advertiseAddress: 192.168.80.10 #指定master节点的IP地址
13 bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.15.1 #指定kubernetes版本号
35 networking:
36 dnsDomain: cluster.local
37 podSubnet: "10.244.0.0/16" #指定pod网段，10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38 serviceSubnet: 10.96.0.0/16 #指定service网段
39 scheduler: {}
--- #末尾再添加以下内容
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates: SupportIPVSProxyMode: true mode: ipvs #把默认的service调度方式改为ipvs模式

 

④ master 开启集群，等待node节点加入
 
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，k8sV1.16版本开始替换为 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志
 
//查看 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log
 
//kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes/
 
//存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki
⑤ 提示成功，然后出现操作提示信息
 
提示：
......
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!
 
To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
 
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
 
You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/
 
Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
 
kubeadm join 192.168.80.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:1a56a98f62ca77152f28efe8484ee3587c404064db3a569826a3c1df995ec716
 
//设定kubectl
kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。
 
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

 

⑥ 在 node01和node02 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
 
kubeadm join 192.168.153.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:449b3cbb01a7efcb8807e0475f7bf97668cd6897f8ad720d25ea3fb2b1916c01
 
上述初始化kubeadm的还有另一种方法
方法二：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=0.0.0.0 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.15.1 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
--------------------------------------------------------------------------------------------
初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。
可选参数：
--apiserver-advertise-address：apiserver的监听地址
--apiserver-bind-port：apiserver的监听端口，默认是6443
--cert-dir：通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint：控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加
--image-repository：拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io
--kubernetes-version：指定kubernetes版本
--pod-network-cidr：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。通常，Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为192.168.0.0/16；
--service-cidr：service资源的网段
--service-dns-domain：service全域名的后缀，默认是cluster.local
---------------------------------------------------------------------------------------------
 
方法二初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap，开启 ipvs
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs
⑦ 在master和两个node节点部署网络插件flannel
 
方法一：
//master和node节点都上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，仅master节点上传 kube-flannel.yml 文件
cd /opt
docker load -i flannel.tar
 
//在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml
方法二：
 
⑧ 在master节点查看节点状态（需要等几分钟）
⑨ 测试 pod 资源创建
kubectl create deployment nginx --image=nginx
⑩ 查看pod状态
 
kubectl get pods -o wide
⑩① 暴露端口提供服务并测试访问
 
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
 
kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 63m
nginx NodePort 10.103.0.101 <none> 80:30080/TCP 11s
##测试访问
curl http://node01:30080
⑩② 扩展3个副本
 
kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide

二、dashboard 部署

2.1 所有节点安装dashboard
 
方法一：
//所有节点上传dashboard镜像 dashboard.tar 到 /opt 目录，master节点上传kubernetes-dashboard.yaml文件
cd /opt/
docker load -i dashboard.tar
master上执行
kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml
方法二：
 
2.2 查看所有容器运行状态
 
kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod/coredns-5c98db65d4-f8qs7 1/1 Running 0 80m 10.244.0.2 master <none> <none>
pod/coredns-5c98db65d4-kt24f 1/1 Running 0 80m 10.244.0.3 master <none> <none>
pod/etcd-master 1/1 Running 0 79m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kube-apiserver-master 1/1 Running 0 79m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 79m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kube-flannel-ds-amd64-25mh5 1/1 Running 0 73m 192.168.80.30 node02 <none> <none>
pod/kube-flannel-ds-amd64-6c8pv 1/1 Running 0 73m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kube-flannel-ds-amd64-n5pfg 1/1 Running 0 73m 192.168.80.20 node01 <none> <none>
pod/kube-proxy-7drcl 1/1 Running 0 79m 192.168.80.20 node01 <none> <none>
pod/kube-proxy-jgsng 1/1 Running 0 80m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kube-proxy-n77jd 1/1 Running 0 79m 192.168.80.30 node02 <none> <none>
pod/kube-scheduler-master 1/1 Running 0 79m 192.168.80.10 master <none> <none>
pod/kubernetes-dashboard-859b87d4f7-7gtrv 0/1 ImagePullBackOff 0 58s 10.244.2.4 node02 <none> <none>
 
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service/kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 80m k8s-app=kube-dns
service/kubernetes-dashboard NodePort 10.99.36.253 <none> 443:30001/TCP 58s k8s-app=kubernetes-dashboard
2.3 使用火狐或者360浏览器访问
 
https://node02:30001/
https://192.168.153.30:30001/
2.4 创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
 
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
 
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
 
##获取令牌密钥
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')
2.5 复制token令牌直接登录网站

三、Harbor 仓库部署

3.1 修改主机名，添加主机名和ip的映射
 
//修改主机名
hostnamectl set-hostname hub.zww.com
 
//所有节点加上主机名映射
echo '192.168.80.40 hub.zww.com' >> /etc/hosts
 
3.2 安装 docker
 
 
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
 
mkdir /etc/docker
## 下面命令也需要在master和node节点重新执行，因为之前没有指定harbor仓库地址
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"insecure-registries": ["https://hub.zww.com"]
}
EOF
 
systemctl restart docker
systemctl enable docker
3.3 安装 Harbor
 
① 上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
 
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compos
 
tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
vim harbor.cfg
5 hostname = hub.zww.com
9 ui_url_protocol = https
24 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59 harbor_admin_password = Harbor12345

 

② 生成证书
 
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私钥
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
输入两遍密码：123456
 
#生成证书签名请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr
输入私钥密码：123456
输入国家名：CN
输入省名：BJ
输入市名：BJ
输入组织名：KGC
输入机构名：KGC
输入域名：hub.zww.com
输入管理员邮箱：admin@zww.com
其它全部直接回车
 
#备份私钥
cp server.key server.key.org
 
#清除私钥密码
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
输入私钥密码：123456
 
#签名证书
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt
 
chmod +x /data/cert/*
 
cd /opt/harbor/
./install.sh
③ 浏览器访问：https://hub.zww.com
 
用户名：admin
密码：Harbor12345
 
宿主机修改hosts文件
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
 
修改完进行访问测试，账号密码为：用户名：admin 密码：Harbor12345
3.4 在一个node节点上登录harbor
 
① 登录仓库并上传镜像
 
docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.zww.com
 
//上传镜像
docker tag nginx:latest hub.zww.com/library/nginx:v1
docker push hub.zww.com/library/nginx:v1
② 刷新Harbor查看进行查看
③ 在master节点上删除之前创建的nginx资源
 
kubectl delete deployment nginx
 
kubectl run nginx-deployment --image=192.168.80.40/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
 
kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80
kubectl get svc,pods
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 10m
service/nginx-deployment ClusterIP 10.96.222.161 <none> 30000/TCP 3m15s
 
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-bv5bz 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-fq8wr 1/1 Running 0 16s
pod/nginx-deployment-77bcbfbfdc-xrg45 1/1 Running 0 3m39s
 
④ 安装ipvsadm
 
yum install ipvsadm -y
 
⑤ 查看Ln
 
ipvsadm -Ln
 
curl 10.96.222.161:30000
 
kubectl edit svc nginx-deployment
25 type: NodePort #把调度策略改成NodePort
 
kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 29m
service/nginx-deployment NodePort 10.96.222.161 <none> 30000:32340/TCP 22m
 
浏览器访问：
192.168.80.10:32340
192.168.80.20:32340
192.168.80.30:32340

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