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[一、Kubernetes 区域可采用 Kubeadm 方式进行安装](#一、Kubernetes 区域可采用 Kubeadm 方式进行安装)
1.3所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl
[1.4.1复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本](#1.4.1复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本)
[1.4.3master 开启集群，等待node节点加入](#1.4.3master 开启集群，等待node节点加入)
[在 node01和node02 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集](#在 node01和node02 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集)
[三、编写service对应的yaml文件，使用NodePort类型和TCP 30000端口将Nginx服务发布出去。](#三、编写service对应的yaml文件，使用NodePort类型和TCP 30000端口将Nginx服务发布出去。)
环境准备
|-------------|----------------|---|
| k8s集群 |||
| k8s集群node01 | 192.168.246.11 | |
| k8s集群node02 | 192.168.246.12 |
| k8s集群master | 192.168.246.10 |
|-------------------------------|----------------|
| k8s集群nginx+keepalive ||
| 负载均衡nginx+keepalive01（master） | 192.168.246.13 |
| 负载均衡nginx+keepalive02（backup） | 192.168.246.14 |
| VIP 192.168.246.100 ||
|----------------|---------------|
| iptables防火墙服务器 | 192.168.246.7 |
|-----|-----------|
| 客户机 | 12.0.0.12 |
拓朴图
项目需求
（1）Kubernetes 区域可采用 Kubeadm 方式进行安装。
（2）要求在 Kubernetes 环境中，通过yaml文件的方式，创建2个Nginx Pod分别放置在两个不同的节点上，Pod使用hostPath类型的存储卷挂载，节点本地目录共享使用 /data，2个Pod副本测试页面二者要不同，以做区分，测试页面可自己定义。
（3）编写service对应的yaml文件，使用NodePort类型和TCP 30000端口将Nginx服务发布出去。
（4）负载均衡区域配置Keepalived+Nginx，实现负载均衡高可用，通过VIP 192.168.10.100和自定义的端口号即可访问K8S发布出来的服务。
（5）iptables防火墙服务器，设置双网卡，并且配置SNAT和DNAT转换实现外网客户端可以通过12.0.0.1访问内网的Web服务。
一、Kubernetes 区域可采用 Kubeadm 方式进行安装
1.1所有节点master、node01、node02
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
#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
192.168.246.10 master01
192.168.246.11 node01
192.168.246.12 node02
#所有节点调整内核参数
1.2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
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。
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service
docker info | grep "Cgroup Driver"
Cgroup Driver: systemd
1.3所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl
#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
#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
systemctl enable kubelet.service
1.4部署K8S集群
#查看初始化需要的镜像
kubeadm config images list
#在 master01 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
#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@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt
1.4.1复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本
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@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt
#然后到各个node节点执行
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done
1.4.2初始化kubeadm
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: 192.168.246.10 #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
#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
1.4.3master 开启集群，等待node节点加入
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
less kubeadm-init.log #查看 kubeadm-init 日志
ls /etc/kubernetes/ #kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes/pki #存放ca等证书和密码的目录
1.4.4提示成功，然后出现操作提示信息
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) $HOME/.kube/config
Alternatively, if you are the root user, you can run:
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/
Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
kubeadm join 192.168.246.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:764f6f1c1cce7eef4fbfb1585c2e1353e04429de7c6163a4fab16a1f96a6b9a5
#设定kubectl
kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通过默认的 "$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
在 node01和node02 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
kubeadm join 192.168.246.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:764f6f1c1cce7eef4fbfb1585c2e1353e04429de7c6163a4fab16a1f96a6b9a5
1.4.5修改配置文件
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=192.168.246.10
#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192.168.246.10（有两处）
#- --port=0 # 搜索port=0，把这一行注释掉
systemctl restart kubelet
1.5所有节点部署网络插件flannel
cd /opt
上传安装包 kuadmin.zip
unzip kuadmin.zip #解压
拷贝到node节点
scp flannel-cni-v1.2.0.tar flannel-v0.22.2.tar 192.168.246.11:/opt
scp flannel-cni-v1.2.0.tar flannel-v0.22.2.tar 192.168.246.12:/opt
加载
docker load -i flannel-v0.22.2.tar
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar
kubectl apply -f kube-flannel.yml
1.6查看安装
二、
要求在 Kubernetes 环境中，通过yaml文件的方式，创建2个Nginx Pod分别放置在两个不同的节点上，Pod使用hostPath类型的存储卷挂载，节点本地目录共享使用 /data，2个Pod副本测试页面二者要不同，以做区分，测试页面可自己定义。
2.1创建yaml文件
[root@master01 ~]#kubectl run mynginx --image=nginx:1.14 --port=80 --dry-run=client -o yaml > nginx-pod.yaml
[root@master01 ~]#cd /opt
[root@master01 opt]#mkdir /opt/kaoshi
[root@master01 opt]#cd
[root@master01 ~]#mv nginx-pod.yaml /opt/kaoshi/
[root@master01 ~]#cd /opt/kaoshi/
[root@master01 kaoshi]#ls
nginx-pod.yaml
[root@master01 kaoshi]#vim nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
run: nginx
name: nginx01
spec:
nodeName: node01
containers:
- image: nginx
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: node01-html
mountPath: /usr/share/nginx/html
readOnly: false
volumes:
- name: node01-html
hostPath:
path: /data
type: DirectoryOrCreate
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
run: nginx
name: nginx02
spec:
nodeName: node02
containers:
- image: nginx
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: node02-html
mountPath: /usr/share/nginx/html
readOnly: false
volumes:
- name: node02-html
hostPath:
path: /data
type: DirectoryOrCreate
2.2使用yaml文件创建自主式Pod资源
[root@master01 kaoshi]#kubectl apply -f nginx-pod.yaml
pod/nginx01 created
pod/nginx02 created
查看调度
#查看创建的两个pod，被调度到了不同的node节点
[root@master01 kaoshi]#kubectl get pods -o wide|grep nginx
nginx01 1/1 Running 0 3m46s 10.244.1.14 node01 <none> <none>
nginx02 1/1 Running 0 3m46s 10.244.2.9 node02 <none> <none>
2.3两个node节点的存储卷，写入不同的html文件内容
2.4验证访问网页
三、编写service对应的yaml文件，使用NodePort类型和TCP 30000端口将Nginx服务发布出去。
3.1编写service对应的yaml文件
[root@master01 kaoshi]#vim pod-nginx-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
run: nginx
name: nginx-service
spec:
type: NodePort
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30000
selector:
run: nginx
3.2启动yaml文件
3.3访问测试
四、
负载均衡区域配置Keepalived+Nginx，实现负载均衡高可用，通过VIP 192.168.10.100和自定义的端口号即可访问K8S发布出来的服务。
|-------------------------------|----------------|
| k8s集群nginx+keepalive ||
| 负载均衡nginx+keepalive01（master） | 192.168.246.13 |
| 负载均衡nginx+keepalive02（backup） | 192.168.246.14 |
两台机器都要操作
4.1安装nginx服务
cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF
yum install nginx -y
这边也可以使用nginx的七层负载均衡upstream模块，此文章采用stream模块做四层负载均衡
stream {
log_format main '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sen
t';
access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;
upstream k8s-nodes {
server 192.168.246.11:30000;
server 192.168.246.12:30000;
}
server {
listen 30000;
proxy_pass k8s-nodes;
}
}
nginx -t
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
netstat -natp | grep nginx
4.2安装keepalived服务
yum install keepalived -y
4.3修改keepalived的配置文件
! Configuration File for keepalived
global_defs { # 接收邮件地址
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 邮件发送地址
smtp_server 127.0.0.1 #修改
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_MASTER # #nginx01节点的为NGINX_MASTER，nginx02节点的为NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx { #添加一个周期性执行的脚本
script "/etc/nginx/check_nginx.sh" #指定检查nginx存活的脚本路径
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #nginx01节点的为 MASTER，nginx02节点的为 BACKUP
interface ens33 #指定网卡名称 ens33
virtual_router_id 51 #指定vrid，两个节点要一致
priority 100 #nginx01节点的为 100，nginx02节点的为 80
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #指定虚拟ip地址
192.168.246.100/24
}
track_script { #指定vrrp_script配置的脚本
check_nginx
}
}
#!/bin/bash
killall -0 nginx
if [ $? -ne 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
此脚本有缺陷，就是每次都要重启keepalived服务，如下有方法二，可以自动进行漂移
chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh
#重启服务
systemctl restart keepalived.service
systemctl enable keepalived.service
4.4访问检测
4.5检测下是否高可用
虚拟ip又回到主7-7上面了,
方法二：这里是keepalived的配置文件
! Configuration File for keepalived
global_defs { # 接收邮件地址
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 邮件发送地址
smtp_server 127.0.0.1 #修改
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_MASTER # #nginx01节点的为NGINX_MASTER，nginx02节点的为NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx { #添加一个周期性执行的脚本
script "/etc/nginx/check_nginx.sh" #指定检查nginx存活的脚本路径
}
vrrp_script check_down {
script "/etc/nginx/check_nginx.sh"
interval 1
weight -30
fall 3
rise 2
timeout 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #nginx01节点的为 MASTER，nginx02节点的为 BACKUP
interface ens33 #指定网卡名称 ens33
virtual_router_id 51 #指定vrid，两个节点要一致
priority 100 #nginx01节点的为 100，nginx02节点的为 80
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #指定虚拟ip地址
192.168.246.100/24
}
track_script { #指定vrrp_script配置的脚本
check_nginx
}
}
编辑脚本
vim /etc/nginx/check_nginx.sh
killall -0 nginx
chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh
#这个命令killall -0 nginx的作用是向所有名为nginx的进程发送一个信号0，用于检查进程是否存在且是否具有权限。发送信号0不会实际杀死进程，只是用来检查进程是否存在。
采用方法二，当master停掉nginx服务，可以进行虚拟ip自动漂移，当master开启nginx服务，它又会自动漂移到master服务上来，不需要重启keepalived服务，所以此处建议采用方法二进行配置
五、
iptables防火墙服务器，设置双网卡，并且配置SNAT和DNAT转换实现外网客户端可以通过12.0.0.1访问内网的Web服务。
|----------------|---------------|
| iptables防火墙服务器 | 192.168.246.7 |
5.1防火墙服务器配置双网卡
5.1.1添加网卡
5.1.2修改地址
这边要把DNS解析注释掉，它用网关的ip 进行解析
systemctl restart network
5.2开启路由转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost network-scripts]#iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.246.0/24 -j SNAT --to 12.0.0.1
[root@localhost network-scripts]#iptables -t nat -A PREROUTING -i ens36 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.246.100:30000
5.3客户端配置地址
|-----|-----------|
| 客户机 | 12.0.0.12 |
systemctl restart network
5.4修改nginx+keepalived机器的网卡地址
修改nginx+keepalived机器的网卡地址，指向iptables机器的ip地址
开启路由转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
sysctl -p
5.5访问测试
