kubeadm搭建kubernetes（k8s）

- 一、环境准备
- [二、安装软件](#二、安装软件)
- - 1.所有节点安装docker
  - 2.所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl
- 三、部署K8S集群
- - 1.查看初始化需要的镜像
  - [2.查看 kubeadm-init 日志](#2.查看 kubeadm-init 日志)
  - 3.设定kubectl
  - 4.所有节点部署网络插件flannel
  - [5.在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集](#5.在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集)
  - 6.在master节点查看节点状态
  - [7.测试 pod 资源创建](#7.测试 pod 资源创建)
  - 8.暴露端口提供服务
  - 9.测试访问
  - 10.扩展3个副本
- [四、部署 Dashboard](#四、部署 Dashboard)
- - [1.在 master01 节点上操作](#1.在 master01 节点上操作)
  - [2.创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色](#2.创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色)
  - 3.使用输出的token登录Dashboard
- 五、安装Harbor私有仓库
- - 1.修改主机名
  - 2.所有节点加上主机名映射
  - [3.安装 docker](#3.安装 docker)
  - [4.所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置](#4.所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置)
  - [5.安装 Harbor](#5.安装 Harbor)
  - 6.测试
  - 7.在一个node节点上登录harbor
  - 8.将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous
  - 9.内核参数优化方案

一、环境准备

节点	IP	安装软件
master（2C/4G，cpu核心数要求大于2）	192.168.174.15	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G）	192.168.174.18	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G）	192.168.174.19	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点（hub.exo.com）	192.168.174.16	docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

1.所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
swapoff -a						#交换分区必须要关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab		#永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果
#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

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

3.所有节点修改hosts文件

vim /etc/hosts
192.168.174.15 master01
192.168.174.18 node01
192.168.174.19 node02

4.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

5.生效参数

sysctl --system

二、安装软件

1.所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
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。
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service 

docker info | grep "Cgroup Driver"

2.所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

（1）定义kubernetes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

yum install -y kubelet-1.20.11 kubeadm-1.20.11 kubectl-1.20.11

（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

三、部署K8S集群

1.查看初始化需要的镜像

kubeadm config images list

（1）在 master 节点上传 v1.20.11.zip压缩包至 /opt 目录

unzip v1.20.11.zip -d /opt/k8s
cd /opt/k8s/v1.20.11
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

（2）复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本加载镜像文件

scp -r /opt/k8s root@192.168.174.18:/opt
scp -r /opt/k8s root@192.168.174.19:/opt
cd /opt/k8s/v1.20.11
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

（3）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: 192.168.174.15		#指定master节点的IP地址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.20.11				#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
mode: ipvs									#把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --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，K8S V1.16版本开始替换为 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志

2.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

方法二：

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.174.15 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.20.11 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \

--token-ttl=0

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通告给其他组件的IP地址，一般应该为Master节点的用于集群内部通信的IP地址，0.0.0.0表示节点上所有可用地址
--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。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

--token-ttl：默认token的有效期为24小时，如果不想过期，可以加上 --token-ttl=0 这个参数

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

3.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

（1）如果 kubectl get cs 发现集群不健康，更改以下两个文件

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml

修改如下内容

把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=192.168.174.15		#修改成k8s的控制节点master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成192.168.174.15（有两处）
#- --port=0					# 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

4.所有节点部署网络插件flannel

方法一：

（1）所有节点上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，master节点上传 kube-flannel.yml 文件

cd /opt
unzip kuadmin-flannel.zip
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar 
docker load -i flannel-v0.22.2.tar
mv cni cni_bak
mkdir cni/bin -p
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.2.0.tgz -C cni/bin
ll cni/bin

（2）在 master 节点创建 flannel 资源

kubectl apply -f kube-flannel.yml

方法二：

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

kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

5.在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集

kubeadm join 192.168.174.15:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c93b6ce2fe56803f792c49da16d0faf04c001f93c8ee8abd24a5fb344474b50c

6.在master节点查看节点状态

kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-bccdc95cf-c9w6l          1/1     Running   0          71m
coredns-bccdc95cf-nql5j          1/1     Running   0          71m
etcd-master                      1/1     Running   0          71m
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          70m
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          70m
kube-flannel-ds-amd64-kfhwf      1/1     Running   0          2m53s
kube-flannel-ds-amd64-qkdfh      1/1     Running   0          46m
kube-flannel-ds-amd64-vffxv      1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-558p8                 1/1     Running   0          2m53s
kube-proxy-nwd7g                 1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-qpz8t                 1/1     Running   0          71m
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          70m

报错：

解决方案：

（1）查看所有的机器防火墙等是否关闭

（2）执行：

kubectl delete -f kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml

（3）执行后需等待可再次查看状态

kubectl get pods -n kube-flannel

7.测试 pod 资源创建

kubectl create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE   IP       NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-6799fc88d8-4bplj   0/1     ContainerCreating   0          6s    <none>   node02   <none>           <none>

8.暴露端口提供服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
service/nginx exposed
kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        56m
nginx        NodePort    10.96.173.35   <none>        80:30291/TCP   19s

9.测试访问

curl http://192.168.174.18:30291

10.扩展3个副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-6799fc88d8-4bplj   1/1     Running   0          5m15s   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
nginx-6799fc88d8-kn9cc   1/1     Running   0          19s     10.244.2.4   node02   <none>           <none>
nginx-6799fc88d8-z6r42   1/1     Running   0          19s     10.244.2.3   node02   <none>           <none>

四、部署 Dashboard

1.在 master01 节点上操作

#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
	
kubectl apply -f recommended.yaml

2.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
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

3.使用输出的token登录Dashboard

https://192.168.174.18:30001

（1）空敲this is unsafe (不用空格)，回车即可，选择token输入查到的token登录即可

五、安装Harbor私有仓库

1.修改主机名

hostnamectl set-hostname hub.exo.com

2.所有节点加上主机名映射

echo '192.168.174.16 hub.exo.com' >> /etc/hosts

3.安装 docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

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"
  },
  "insecure-registries": ["https://hub.exo.com"]
}
EOF

systemctl start docker
systemctl enable docker

4.所有 node 节点都修改 docker 配置文件，加上私有仓库配置

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.exo.com"]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

5.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-compose

tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
vim harbor.cfg
5  hostname = hub.exo.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：js
输入市名：nj
输入组织名：exo
输入机构名：exo
输入域名：hub.exo.com
输入管理员邮箱：admin@exo.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

6.测试

在本地使用火狐浏览器访问：https://hub.exo.com

添加例外 -> 确认安全例外

用户名：admin

密码：Harbor12345

7.在一个node节点上登录harbor

docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.exo.com

（1）上传镜像

docker pull nginx
docker tag nginx:latest hub.exo.com/library/nginx:v1
docker push hub.exo.com/library/nginx:v1

（2）在master节点上删除之前创建的nginx资源

kubectl delete deployment nginx

kubectl create deployment nginx-deployment --image=hub.exo.com/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        163m
service/nginx              NodePort    10.96.173.35    <none>        80:30291/TCP   106m
service/nginx-deployment   ClusterIP   10.96.134.133   <none>        30000/TCP      18s

NAME                                    READY   STATUS             RESTARTS   AGE
pod/nginx-deployment-6ff97578b8-2d4z6   0/1     ImagePullBackOff   0          24s
pod/nginx-deployment-6ff97578b8-g8z8k   0/1     ImagePullBackOff   0          24s
pod/nginx-deployment-6ff97578b8-xwgbw   0/1     ImagePullBackOff   0          24s



yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

curl 10.96.134.133:30000



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
kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           172m
nginx              NodePort    10.96.173.35    <none>        80:30291/TCP      116m
nginx-deployment   NodePort    10.96.134.133   <none>        30000:32070/TCP   9m59s

（3）浏览器访问：

192.168.174.15:32070
192.168.174.18:32070
192.168.174.19:32070

8.将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

9.内核参数优化方案

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0									#禁止使用 swap 空间，只有当系统内存不足（OOM）时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1							#不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0								#开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963							#指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963								#仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF

kubeadm搭建kubernetes（k8s）