RockyLinux9.6搭建k8s集群

博主介绍：✌全网粉丝5W+，全栈开发工程师，从事多年软件开发，在大厂呆过。持有软件中级、六级等证书。可提供微服务项目搭建与毕业项目实战，博主也曾写过优秀论文，查重率极低，在这方面有丰富的经验✌

博主作品：《Java项目案例》主要基于SpringBoot+MyBatis/MyBatis-plus+MySQL+Vue等前后端分离项目，可以在左边的分类专栏找到更多项目。《Uniapp项目案例》有几个有uniapp教程，企业实战开发。《微服务实战》专栏是本人的实战经验总结，《Spring家族及微服务系列》专注Spring、SpringMVC、SpringBoot、SpringCloud系列、Nacos等源码解读、热门面试题、架构设计等。除此之外还有不少文章等你来细细品味，更多惊喜等着你哦

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Java项目案例《100套》
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有需求代码永远写不完，而方法才是破解之道，抖音有实战视频课程，某马某千等培训都是2万左右，甚至广东有本科院校单单一年就得3万4年就12万学费，而且还没有包括吃饭的钱。所以很划算了。另外博客左侧有源码阅读专栏，对于求职有很大帮助，当然对于工作也是有指导意义等。在大城市求职，你面试来回一趟多多少少都在12块左右，而且一般不会一次性就通过，还得面试几家。而如果你对源码以及微服务等有深度认识，这无疑给你的面试添砖加瓦更上一层楼。

最后再送一句：最好是学会了，而不是学废了！！

Kubernetes介绍

Kubernetes具备的功能

[禁用 SELinux](#禁用 SELinux)

关闭防火墙

[禁用 swap](#禁用 swap)

开启Bridge网桥过滤

安装Containerd软件包

[安装 Kubernetes 组件（所有节点执行）](#安装 Kubernetes 组件（所有节点执行）)

[Master 节点初始化](#Master 节点初始化)

根据提示将node节点加入集群（在node1和node2执行）

编辑

加入成功后在master节点验证

Kubernetes介绍

kubernetes（k8s）是2014年由Google公司基于Go语言编写的一款开源的容器集群编排系统，用于自动化容器的部署、扩缩容和管理；

kubernetes（k8s）是基于Google内部的Borg系统的特征开发的一个版本，集成了Borg系统大部分优势；

官方地址：Kubernetes

代码托管平台：https://github.com/Kubernetes

Kubernetes具备的功能

自我修复：k8s可以监控容器的运行状况，并在发现容器出现异常时自动重启故障实例；
弹性伸缩：k8s可以根据资源的使用情况自动地调整容器的副本数。例如，在高峰时段，k8s可以自动增加容器的副本数以应对更多的流量；而在低峰时段，k8s可以减少应用的副本数，节省资源；
资源限额：k8s允许指定每个容器所需的CPU和内存资源，能够更好的管理容器的资源使用量；
滚动升级：k8s可以在不中断服务的情况下滚动升级应用版本，确保在整个过程中仍有足够的实例在提供服务；
负载均衡：k8s可以根据应用的负载情况自动分配流量，确保各个实例之间的负载均衡，避免某些实例过载导致的性能下降；
服务发现：k8s可以自动发现应用的实例，并为它们分配一个统一的访问地址。这样，用户只需要知道这个统一的地址，就可以访问到应用的任意实例，而无需关心具体的实例信息；
存储管理：k8s可以自动管理应用的存储资源，为应用提供持久化的数据存储。这样，在应用实例发生变化时，用户数据仍能保持一致，确保数据的持久性；
密钥与配置管理：Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如：密码、令牌、证书、ssh密钥等信息进行统一管理，并共享给多个容器复用；

Kubernetes集群角色

k8s集群需要建⽴在多个节点上，将多个节点组建成一个集群，然后进⾏统⼀管理，但是在k8s集群内部，这些节点⼜被划分成了两类⻆⾊：

一类⻆⾊为管理节点，叫Master，负责集群的所有管理工作；

⼀类⻆⾊为⼯作节点，叫Node，负责运行集群中所有用户的容器应用；

Master管理节点组件

API Server：作为集群的管理入口，处理外部和内部通信，接收用户请求并处理集群内部组件之间的通信；

Scheduler：作为集群资源调度计算，根据调度策略，负责将待部署的 Pods 分配到合适的 Node 节点上；

Controller Manager：管理集群中的各种控制器，例如 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet等，管理集群中的各种资源；

etcd：作为集群的数据存储，保存集群的配置信息和状态信息；

Node工作节点组件

Kubelet：负责与 Master 节点通信，并根据 Master 节点的调度决策来创建、更新和删除 Pod，同时维护 Node 节点上的容器状态；

容器运行时（如 Docker、containerd 等）：负责运行和管理容器，提供容器生命周期管理功能。例如：创建、更新、删除容器等；

Kube-proxy：负责为集群内的服务实现网络代理和负载均衡，确保服务的访问性；

非必须的集群插件

DNS服务：严格意义上的必须插件，在k8s中，很多功能都需要用到DNS服务，例如：服务发现、负载均衡、有状态应用的访问等；

Dashboard：是k8s集群的Web管理界面；

资源监控：例如metrics-server监视器，用于监控集群中资源利用率；

Kubernetes集群类型

一主多从集群：由一台Master管理节点和多台Node工作节点组成，生产环境下Master节点存在单点故障的风险，适合学习和测试环境使用；

多主多从集群：由多台Master管理节点和多Node工作节点组成，安全性高，适合生产环境使用；

Kubernetes集群规划

给这些虚拟机操作，关闭防火墙和selinux，进行时间同步。

|--------|-----------------|------|----------------|---------------|
| 主机 | IP地址 | 角色 | 操作系统 | 硬件配置 |
| master | 192.168.252.128 | 管理节点 | Rocky Linux9.6 | 2CPU/2G内存/20G |
| node1 | 192.168.252.129 | 工作节点 | Rocky Linux9.6 | 1CPU/2G内存/20G |
| node2 | 192.168.252.130 | 工作节点 | Rocky Linux9.6 | 1CPU/2G内存/20G |

集群前期环境准备(所有节点执行)

按照集群规划修改每个节点主机名。hostnamectl执行可以查看是否设置成功，名称是否对。

bash 复制代码

# 对192.168.252.128操作
hostnamectl set-hostname master
 
# 对192.168.252.129操作
hostnamectl set-hostname node1
 
# 对192.168.252.130操作
hostnamectl set-hostname node2

配置本地域名解析，配置集群之间本地解析，集群在初始化时需要能够解析主机名，三台都要配

复制代码

# 编辑 hosts 文件
sudo vi /etc/hosts

# 添加以下内容（替换为实际IP）
192.168.252.128 k8s-master
192.168.252.129 k8s-node1
192.168.252.130 k8s-node2

禁用 SELinux

bash 复制代码

sudo setenforce 0

sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

关闭防火墙

bash 复制代码

sudo systemctl stop firewalld

sudo systemctl disable firewalld

禁用 swap

bash 复制代码

sudo swapoff -a

sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

开启Bridge网桥过滤

bridge(桥接) 是 Linux 系统中的一种虚拟网络设备，它充当一个虚拟的交换机，为集群内的容器提供网络通信功能，容器就可以通过这个 bridge 与其他容器或外部网络通信了。

bash 复制代码

# 配置内核参数
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF

sudo sysctl --system

参数解释：

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 //对网桥上的IPv6数据包通过iptables处理

net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 //对网桥上的IPv4数据包通过iptables处理

net.ipv4.ip_forward = 1 //开启IPv4路由转发,来实现集群中的容器与外部网络的通信

由于开启bridge功能，需要加载br_netfilter模块来允许在bridge设备上的数据包经过iptables防火墙处理

bash 复制代码

modprobe br_netfilter && lsmod | grep br_netfilter

命令解释：

modprobe //命令可以加载内核模块

br_netfilter //模块模块允许在bridge设备上的数据包经过iptables防火墙处理

加载配置文件，使上述配置生效

bash 复制代码

sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

安装Containerd软件包

添加阿里云docker-ce仓库（containerd软件包在docker仓库）

bash 复制代码

dnf install -y yum-utils

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

安装containerd软件包

bash 复制代码

dnf install -y containerd.io

#或者带上版本
dnf install -y containerd.io-1.6.20-3.1.el9.x86_64

生成containerd配置文件

bash 复制代码

sudo mkdir -p /etc/containerd

containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml

启用Cgroup用于限制进程的资源使用量，如CPU、内存资源

bash 复制代码

sudo sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml

替换文件中pause镜像的下载地址为阿里云仓库，3.8是自己的版本在config.toml查找

bash 复制代码

sed -i 's#sandbox_image = "registry.k8s.io/pause:3.8"#sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9"#' /etc/containerd/config.toml

为Containerd配置镜像加速器，在文件中找到[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]，在下方添加阿里云镜像加速器

bash 复制代码

vi /etc/containerd/config.toml
#...大约带153行左右
       [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]

         [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
           endpoint = ["https://docker.rainbond.cc", "https://do.nark.eu.org", "https://dc.j8.work", "https://pilvpemn.mirror.aliyuncs.com", "https://docker.m.daocloud.io", "https://dockerproxy.com", "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn", "https://docker.nju.edu.cn"]

指定contaienrd接口文件地址，在k8s环境中，kubelet通过 containerd.sock 文件与containerd进行通信

bash 复制代码

cat <<EOF | tee /etc/crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///var/run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///var/run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
EOF

参数解释：

runtime-endpoint //指定了容器运行时的sock文件位置

image-endpoint //指定了容器镜像使用的sock文件位置

timeout //容器运行时或容器镜像服务之间的通信超时时间

debug //指定了crictl工具的调试模式,false表示调试模式未启用,true则会在输出中包含更多的调试日志信息，有助于故障排除和问题调试

启动containerd并设置随机自启

bash 复制代码

systemctl enable containerd --now

安装 Kubernetes 组件（所有节点执行）

kubernetes集群有多种部署方式，目前常用的部署方式有如下两种：

kubeadm部署方式：kubeadm是一个快速搭建kubernetes的集群工具；

二进制包部署方式：从官网下载每个组件的二进制包，依次去安装，部署麻烦；

其他方式：通过一些开源的工具搭建，例如：sealos；
配置kubeadm仓库，本实验使用阿里云YUM源

bash 复制代码

cat > /etc/yum.repos.d/k8s.repo <<EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

安装以下软件包：

kubeadm：用于初始化集群，并配置集群所需的组件并生成对应的安全证书和令牌；

kubelet：负责与 Master 节点通信，并根据 Master 节点的调度决策来创建、更新和删除 Pod，同时维护 Node 节点上的容器状态；

kubectl：用于管理k8集群的一个命令行工具；

bash 复制代码

yum -y install kubeadm-1.28.2 kubelet-1.28.2 kubectl-1.28.2

kubelet启用Cgroup控制组，用于限制进程的资源使用量，如CPU、内存

bash 复制代码

tee > /etc/sysconfig/kubelet <<EOF
KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
EOF

设置kubelet开机自启动即可，集群初始化后自动启动

bash 复制代码

systemctl enable kubelet

Master 节点初始化

在master节点查看集群所需镜像文件

bash 复制代码

[root@master01 ~]# kubeadm config images list
W0813 20:45:03.587714    2189 version.go:104] could not fetch a Kubernetes version from the internet: unable to get URL "https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt": Get "https://cdn.dl.k8s.io/release/stable-1.txt": context deadline exceeded (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)
W0813 20:45:03.587821    2189 version.go:105] falling back to the local client version: v1.28.2
registry.k8s.io/kube-apiserver:v1.28.15
registry.k8s.io/kube-controller-manager:v1.28.15
registry.k8s.io/kube-scheduler:v1.28.15
registry.k8s.io/kube-proxy:v1.28.15
registry.k8s.io/pause:3.9
registry.k8s.io/etcd:3.5.9-0
registry.k8s.io/coredns/coredns:v1.10.1

使用阿里云的源拉取镜像

bash 复制代码

ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.28.15
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.28.15
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.28.15
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.28.15
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.9-0
ctr image pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.10.1

改tag

bash 复制代码

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.28.15 registry.k8s.io/kube-apiserver:v1.28.15

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.28.15 registry.k8s.io/kube-controller-manager:v1.28.15

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.28.15 registry.k8s.io/kube-scheduler:v1.28.15

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.28.15 registry.k8s.io/kube-proxy:v1.28.15

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9 registry.k8s.io/pause:3.9

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.9-0 registry.k8s.io/etcd:3.5.9-0

ctr image tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.10.1 registry.k8s.io/coredns/coredns:v1.10.1

使用阿里云镜像

bash 复制代码

# 手动拉取镜像
sudo crictl pull registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9


# 查看 containerd 镜像
sudo crictl images

执行初始化命令（使用阿里云镜像）

bash 复制代码

sudo kubeadm init \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --apiserver-advertise-address=<master_ip> \
  --image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --cri-socket=unix:///var/run/containerd/containerd.sock

初始化成功并按照如图所示执行相应命令

bash 复制代码

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

根据提示将node节点加入集群（在node1和node2执行）

bash 复制代码

kubeadm join 192.168.252.128:6443 --token 5upatr.oghll4vh1pkecs5a \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:289b53fd07d2ff1b213f99c221e59329b06c4f369019ad4895498449a69f91d4

加入成功后在master节点验证

bash 复制代码

kubectl get nodes

部署集群网络Calico

Calico 和 Flannel 是两种流行的 k8s 网络插件，它们都为集群中的 Pod 提供网络功能。然而，它们在实现方式和功能上有一些重要区别：

网络模型的区别：

Calico 使用 BGP（边界网关协议）作为其底层网络模型。它利用 BGP 为每个 Pod 分配一个唯一的 IP 地址，并在集群内部进行路由。Calico 支持网络策略，可以对流量进行精细控制，允许或拒绝特定的通信。

Flannel 则采用了一个简化的覆盖网络模型。它为每个节点分配一个 IP 地址子网，然后在这些子网之间建立覆盖网络。Flannel 将 Pod 的数据包封装到一个更大的网络数据包中，并在节点之间进行转发。Flannel 更注重简单和易用性，不提供与 Calico 类似的网络策略功能。

性能的区别：

由于 Calico 使用 BGP 进行路由，其性能通常优于 Flannel。Calico 可以实现直接的 Pod 到 Pod 通信，而无需在节点之间进行额外的封装和解封装操作。这使得 Calico 在大型或高度动态的集群中具有更好的性能。

Flannel 的覆盖网络模型会导致额外的封装和解封装开销，从而影响网络性能。对于较小的集群或对性能要求不高的场景，这可能并不是一个严重的问题。

master01节点下载Calico文件

复制代码

wget https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.24.1/manifests/calico.yaml

注意：如果无法下载，就浏览器打开该网页直接复制网页内容粘贴到master01中即可。

创建calico网络

复制代码

kubectl apply -f calico.yaml

查看Calico Pod状态是否为Running

需要耐心等会让其一个一个启动，系统配置够的话大概几分钟即可。

验证集群节点状态

在master节点查看集群信息

部署Nginx测试集群

NodePort 服务

在master节点部署nginx程序测试

bash 复制代码

[root@master01 ~]# vim nginx-test.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.20.2
    ports:
    - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - name: http
      protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30002

将 nginx-test.yml 文件中定义的 Kubernetes 资源应用到集群中。

bash 复制代码

kubectl apply -f nginx-test.yml

查看Pod状态是否为Running

复制代码

kubectl get pod

查看Service代理信息

复制代码

kubectl get service

浏览器访问测试：http://192.168.252.128:30002/