kubeadm快速部署K8S

目录

一、kubeadm安装K8S

[1.1 环境准备](#1.1 环境准备)

[1.2 初始化配置](#1.2 初始化配置)

[1.3 所有节点安装docker](#1.3 所有节点安装docker)

[1.3.1 安装依赖环境和docker](#1.3.1 安装依赖环境和docker)

[1.3.2 定义docker 配置文件](#1.3.2 定义docker 配置文件)

[1.3.3 重启并开机自启docker](#1.3.3 重启并开机自启docker)

[1.3.4 查看docker 是否配置成功](#1.3.4 查看docker 是否配置成功)

[1.4 master、node01 、node02安装kubeadm，kubelet和kubectl](#1.4 master、node01 、node02安装kubeadm，kubelet和kubectl)

[1.5 部署K8S集群](#1.5 部署K8S集群)

[1.5.1 查看初始化（一键安装）需要的镜像](#1.5.1 查看初始化（一键安装）需要的镜像)

[1.5.2 master、node01、node02节点准备需要的镜像和启动脚本](#1.5.2 master、node01、node02节点准备需要的镜像和启动脚本)

[1.5.3 生成Kubernetes集群初始化的默认配置文件](#1.5.3 生成Kubernetes集群初始化的默认配置文件)

[1.5.4 编辑ymal 文件](#1.5.4 编辑ymal 文件)

[1.5.5 根据提示设定kubectl（准备家目录下.kube目录）](#1.5.5 根据提示设定kubectl（准备家目录下.kube目录）)

[1.5.6 master、node01、node02节点部署网络插件flannel](#1.5.6 master、node01、node02节点部署网络插件flannel)

[1.5.7 检查集群状态](#1.5.7 检查集群状态)

[1.5.8 暴露端口提供服务](#1.5.8 暴露端口提供服务)

二、安装Harbor私有仓库

[2.1 Harbor节点配置](#2.1 Harbor节点配置)

[2.1.1 修改主机名](#2.1.1 修改主机名)

[2.1.2 所有节点加上主机名映射](#2.1.2 所有节点加上主机名映射)

[2.1.3 上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录](#2.1.3 上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录)

[2.1.4 移到指定目录添加执行权限](#2.1.4 移到指定目录添加执行权限)

[2.1.5 解压harbor](#2.1.5 解压harbor)

[2.1.6 修改cfg文件内容](#2.1.6 修改cfg文件内容)

[2.2 生成私钥](#2.2 生成私钥)

[2.2.1 生成证书](#2.2.1 生成证书)

[2.2.2 备份私钥并清除私钥密码](#2.2.2 备份私钥并清除私钥密码)

[2.2.3 签发一个有效期为1000天的X.509证书，并将生成的证书保存为server.crt](#2.2.3 签发一个有效期为1000天的X.509证书，并将生成的证书保存为server.crt)

[2.2.4 给所有的文件加执行权限](#2.2.4 给所有的文件加执行权限)

[2.2.5 安装harbor](#2.2.5 安装harbor)

[​2.2.6 检测harbor 仓库](#2.2.6 检测harbor 仓库)

[2.2.7 修改调度策略为NodePort](#2.2.7 修改调度策略为NodePort)

[2.2.8 浏览器访问master01或node01或node02的ip+31090](#2.2.8 浏览器访问master01或node01或node02的ip+31090)

[2.2.9 将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous](#2.2.9 将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous)

三、内核参数优化方案

---

一、kubeadm安装K8S

1.1 环境准备

|--------|----------------|---------------------------------------------|
| 节点名称 | IP地址 | 相关组件 |
| master | 192.168.133.19 | docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel |
| node01 | 192.168.133.20 | docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel |
| node02 | 192.168.133.21 | docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel |
| harbor | 192.168.133.13 | docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2 |

1.2 初始化配置

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


//修改主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02


//所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
192.168.133.19 master01
192.168.133.20 node01
192.168.133.21 node02


//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 

1.3 所有节点安装docker

1.3.1 安装依赖环境和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

1.3.2 定义docker 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。

1.3.3 重启并开机自启docker

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service 

1.3.4 查看docker 是否配置成功

docker info | grep "Cgroup Driver"

1.4 master、node01 、node02安装kubeadm，kubelet和kubectl

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
systemctl enable kubelet.service    # 开机自启kubelet

#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

1.5 部署K8S集群

1.5.1 查看初始化（一键安装）需要的镜像

kubeadm config images list

1.5.2 master、node01、node02节点准备需要的镜像和启动脚本

for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

1.5.3 生成Kubernetes集群初始化的默认配置文件

kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml

生成Kubernetes集群初始化的默认配置文件。这个命令的具体操作分解如下：

1、kubeadm config print init-defaults: 这部分命令调用了kubeadm工具中的config print init-defaults子命令。kubeadm是Kubernetes的一个命令行工具，用于快速、简单地初始化和管理Kubernetes集群。print init-defaults命令会输出一个默认的初始化配置模板，这个模板定义了使用kubeadm init命令启动一个新的Kubernetes控制平面所需的配置选项。配置包括API服务器的设置、网络插件的选择、证书和token的管理等。

2、**> 符号**: 在shell命令中，>`是一个重定向操作符，它指示将前面命令的输出内容写入（或覆盖）到后面指定的文件中，而不是打印到终端屏幕上。

3、/opt/kubeadm-config.yaml: 这是文件路径和名称，表示生成的默认配置将会被保存到/opt/目录下，文件名为kubeadm-config.yaml。/opt/目录通常用于存放可选的附加软件包，这里用来存储Kubernetes的初始化配置文件。

1.5.4 编辑ymal 文件

 vim kubeadm-config.yaml

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.133.19
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: master01
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: k8s.gcr.io
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.11
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: "10.244.0.0/16"
  serviceSubnet: 10.96.0.0/16
scheduler: {}
 
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs

1.5.5 执行ymal 文件

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log

1、kubeadm init: 这是 kubeadm 命令中用于初始化一个新的 Kubernetes 控制平面的主要子命令。执行此命令会在当前机器上部署集群的控制面组件，如 API 服务器、控制器管理器、调度器等，并且会设置必要的网络和安全配置。

2、--config=kubeadm-config.yaml: 这个参数指定了一个自定义的配置文件路径。在此命令中，使用了之前通过 kubeadm config print init-defaults 生成并可能经过编辑的 kubeadm-config.yaml 文件。该文件包含了初始化过程中的各种配置选项，比如 Pod 网络、API 服务器广告地址、令牌以及证书配置等。

3、--upload-certs: 这是一个可选参数，指示 kubeadm init 在初始化过程中自动将生成的证书上传到 Kubernetes 密钥存储中（通常是通过集群内的 Secret 对象）。这简化了在多节点集群中分发这些证书的过程，使得加入额外的节点变得更容易。

4、| (管道符号): 管道符号用于将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。

5、tee kubeadm-init.log: tee 命令用于读取标准输入（本例中是 kubeadm init 的输出）并同时将其写入到指定的文件（这里是 kubeadm-init.log）以及标准输出（即屏幕）。这意味着初始化过程的日志不仅会显示在终端上，还会被保存到 kubeadm-init.log 文件中，便于后续查看或故障排查。

综上，整个命令的作用是使用自定义配置文件 kubeadm-config.yaml 初始化 Kubernetes 集群，并自动上传证书到集群内，同时通过管道和 tee 命令记录整个初始化过程的日志到 kubeadm-init.log 文件中。这样既完成了集群的初始化配置，又方便记录和审查操作日志。

（1） 查看 kubeadm-init 日志

less kubeadm-init.log

（2）查看kubernetes配置文件目录

ls /etc/kubernetes/

（3）查看存放ca等证书和密码的目录

ls /etc/kubernetes/pki/

1.5.5 根据提示设定kubectl（准备家目录下.kube目录）

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。

在master01上操作

mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
 
----------------------------------------------------
#这条命令序列是用来配置Kubernetes命令行工具(kubectl)的访问权限，以便用户能够在本地轻松地管理Kubernetes集群

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

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

systemctl restart kubelet

1.5.6 master、node01、node02节点部署网络插件flannel

（1）上传 flannel-cni-v1.2.0.tar flannel-v0.22.2.tar 这两个镜像

（2）载入镜像

docker load -i flannel-v0.22.2.tar
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar

（3）在master节点上传 kube-flannel.yml 文件

kubectl apply -f kube-flannel.yml 

（4）node节点让node 也加入集群，复制执行 kubeadm-config.yaml 得到的令牌(可以看 kubeadm-init.log )

1.5.7 检查集群状态

kubectl get node

kubectl get pods -n kube-system

在Kubernetes环境中，使用kubectl get pods -n <namespace>命令可以查看指定命名空间（namespace）下的Pods状态。上述命令显示了kube-system命名空间中的Pods状态。下面是输出信息的解释：

NAME: Pod的名称。每个条目代表一个运行中的Pod实例。

READY: 表示Pod内所有容器的期望状态是否达到。例如，1/1意味着Pod中有一个容器，并且这个容器已经就绪（Running且健康检查通过）。如果有多个容器，会显示为N/M，其中N是已就绪的容器数，M是总容器数。

STATUS: 描述Pod的当前状态。常见状态包括：

Running: Pod内的容器正在运行并且至少有一个容器已经就绪。

Pending: Pod正在被调度或者等待其依赖的服务（如镜像拉取）完成。

Failed: Pod中的所有容器以非0退出码终止，且kubelet不会重启它们。

Succeeded: 对于只运行到完成的Pod（比如Job），所有容器都成功执行结束。

其他状态还包括CrashLoopBackOff(容器反复启动并失败)等。

RESTARTS: 自Pod启动以来，容器被重启的次数。频繁的重启可能指示存在问题。

AGE: Pod创建至今的时间长度。

kubectl get pod -n kube-flannel -owide

1.5.8 暴露端口提供服务

（1）测试 pod 资源创建

kubectl  create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -owide

（2）查看所有的网络

1） 查看pod ip

kubectl get pods -owide

2）查看service ip

kubectl get svc

3）在内部可以访问 （网络互通的）

（3）暴露端口提供服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

1）浏览器访问 node ip:30660

（4）副本扩容

kubectl scale deployment nginx --replicas=3

（5）部署 Dashboard

1）上传软件包并载入镜像

docker load -i dashboard.tar

2）修改yaml文件

vim recommended.yaml

3）启动ymal 文件

kubectl apply -f recommended.yaml

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

（5）使用输出的token登录Dashboard

二、安装Harbor私有仓库

2.1 Harbor节点配置

2.1.1 修改主机名

hostnamectl set-hostname hub.shibin.com

2.1.2 所有节点加上主机名映射

echo '192.168.133.13 hub.shibin.com' >> /etc/hosts

2.1.3 上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录

2.1.4 移到指定目录添加执行权限

cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

2.1.5 解压harbor

tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz

2.1.6 修改cfg文件内容

vim harbor.cfg

5  hostname = hub.wyq.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

2.2 生成私钥

2.2.1 生成证书

mkdir -p /data/cert

cd /data/cert

openssl genrsa -des3 -out server.key 2048

openssl req -new -key server.key -out server.csr

2.2.2 备份私钥并清除私钥密码

cp server.key server.key.org

openssl rsa -in server.key.org -out server.key
#清除私钥密码主要是为了自动化部署和服务运行的便捷性

2.2.3 签发一个有效期为1000天的X.509证书，并将生成的证书保存为server.crt

openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

2.2.4 给所有的文件加执行权限

chmod +x /data/cert/*

2.2.5 安装harbor

cd /opt/harbor/
./install.sh

解决方法：

sudo yum remove -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum install -y docker-ce-20.10.18 docker-ce-cli-20.10.18 containerd.io

解决方法

sudo yum remove -y docker-buildx-plugin
sudo yum install -y docker-ce-20.10.18 docker-ce-cli-20.10.18 containerd.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
docker --version

./install.sh

2.2.6 本机映射

192.168.133.13 hub.shibin.com

在本地使用浏览器访问：https://hub.shibin.com

用户名：admin

密码：Harbor12345

2.2.6 检测harbor 仓库

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

解决方法

sudo nano /etc/docker/daemon.json

{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "insecure-registries": ["hub.shibin.com"]
}

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

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

（1）上传镜像

（2）在master节点上删除之前创建的nginx资源

kubectl delete deployment nginx

（3）创建3台nginx并暴露端口

kubectl create deployment nginx-deployment --image=hub.shibin.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
 
kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80

（4）查看LVS

yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

（5）使用deployment的虚拟ip进行内部访问

2.2.7 修改调度策略为NodePort

kubectl edit svc nginx-deployment
25   type: NodePort						#把调度策略改成NodePort

2.2.8 浏览器访问master01或node01或node02的ip+31090

2.2.9 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

三、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