K8S：kubeadm搭建K8S+Harbor 私有仓库

一.部署规划

1.主机规划

主机名及主机大小	主机ip	安装软件
master（2C/4G，cpu核心数要求大于2）	192.168.198.11	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G）	192.168.198.12	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G）	192.168.198.13	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点（hub.blue.com）	192.168.198.14	docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

2.部署流程

（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

相关安装包在资源的K8S：kubeadm搭建K8S+Harbor 私有仓库中

二.kubeadm搭建K8S

1.环境准备

master、node01、node02操作

#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
#交换分区必须要关闭
swapoff -a	
#永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab		
#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 node02bash

#所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
192.168.198.11 master01
192.168.198.12 node01
192.168.198.13 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  

2.安装docker

所有节点操作

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

#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。
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

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

docker info | grep "Cgroup Driver"
#返回值
Cgroup Driver: systemd

3. 安装kubeadm，kubelet和kubectl

所有节点

#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

4.部署K8S集群

（1）初始化

所有节点

#查看初始化需要的镜像
kubeadm config images list

master 节点上操作

#在 master 节点上传 v1.20.11.zip 压缩包至 /opt 目录
cd /opt/
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

node01节点上操作

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

node02节点上操作

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

master 节点上操作此处选用方法二的命令

#初始化kubeadm，有两种方式方法二命令和方法一配置文件，此处选用方法二的命令
方法一：
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yamlcd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.198.11		#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	

方法二：

方法二：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.198.11 \
--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=0：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#此处执行完会提示以下，则我们需要进一步操作设定
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

#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
#显示已存在
ll /root/.kube/
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
#授权结束即可以查看生成的相关信息配置，查看后即退出
vim /root/.kube/config 

#再次初始化，就可看到相关信息，并修改第44行修改mode: "ipvs"
[root@master01 ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system[root@master01 ~]# kubectl get node
NAME       STATUS     ROLES                  AGE   VERSION
master01   NotReady   control-plane,master   49m   v1.20.11
[root@master01 ~]# kubectl get cs
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS      MESSAGE                                                                                       ERROR
scheduler            Unhealthy   Get "http://127.0.0.1:10251/healthz": dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused   
controller-manager   Unhealthy   Get "http://127.0.0.1:10252/healthz": dial tcp 127.0.0.1:10252: connect: connection refused   
etcd-0               Healthy     {"health":"true"}   

#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=192.168.198.11		#行修改成k8s的控制节点master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成192.168.198.11（有两处）
#- --port=0					# 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet
systemctl enable kubelet

#再次查看健康状态
kubectl get cs

（2）部署网络插件flannel

node01操作

方法一此文使用的是此方法：
#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
scp kuadmin-flannel.zip node02:/opt/
#解压
unzip kuadmin-flannel.zip
#加载
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar 
docker load -i flannel-v0.22.2.tar 
#创建并解压到相关目录
mv cni cni_bak
mkdir cni/bin -p
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.2.0.tgz -C cni/bin
#查看新的文件
ll cni/bin/

node02操作

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
#查看新的文件
ll cni/bin/

scp kube-flannel.yml master01:/opt/

node01和node02节点操作

#执行 kubeadm join 命令加入群集
#复制master中执行过这个命令的kubeadm init \在node节点操作
kubeadm join 192.168.198.11:6443 --token 41u9qh.bku8bq9t8ibxejxs \--discovery-token-ca-cert-hash sha256:0f128acf6bec78b03810ea3f6cb5c0bb10da0adeb2bc8a1dcffe385a12bb3293 

在master节点操作

#在master节点查看节点状态
kubectl get nodes#在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml #再次查看节点状态
kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system
kubectl get pods -n kube-flannel

如执行kubectl get pods -n kube-flannel发现有不是running或者查看节点状态 kubectl get
nodes出现NoReady

解决方法：查看所有的机器防火墙等是否关闭

执行：

删除再次生成

kubectl delete -f kube-flannel.yml

kubectl apply -f kube-flannel.yml

执行后需等待可再次查看状态

kubectl get pods -n kube-flannel

（3）创建 pod 资源

在master节点操作

#创建 pod 资源创建
kubectl create deployment nginx --image=nginx
#查看创建的资源，需等待
kubectl get pods -o wide

#暴露端口提供服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

kubectl get svc
或kubectl get service

#测试访问
curl http://node01:32404
注意此处的端口是kubectl get svc执行出来的nginx端口
http://192.168.198.12:31128/

#扩展pod副本（3个）
kubectl scale deployment nginx --replicas=3
#刷新查看pod，需等待查看
kubectl get pods -o wide

5.部署 Dashboard

master01 节点上操作

#上传dashboard.tar到opt下
scp dashboard.tar node01:/opt
scp dashboard.tar node02:/opt

node节点上操作

#加载
docker load -i dashboard.tar 

master01 节点上操作

#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-dashboardname: kubernetes-dashboardnamespace: kubernetes-dashboard
spec:ports:- port: 443targetPort: 8443nodePort: 30001     type: NodePort         selector:k8s-app: kubernetes-dashboard

#启动
kubectl apply -f recommended.yaml
#

#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}')token:      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-OFJStZDxjQiicaUh8Ef947W7zuRYWzHXQX7gfQZN75CGhXOGtbzIEbF_UuIjAueb1FV9F3T34aEY3aOLiQ1HD0HMImjkvxHUyNOMFAjShRrSHKQtVkcrBIKtSdSFag5yn3Y4d7H4KVHMGn9Aw26JYCqBgcWeBrm8ebEHFY8LaiqXtJXUcYB23M5rQV4OVHcuPYYfg_iiL7_24Z7HOKGiGTBdbaSQNwJEBJQX-2K6aoZOwe73LATR1WxEigyALoFS7Bf2fLy3FWAAQmj3Bu3kw#查看创建的所有即有创建的用户dashboard-admin
kubectl -n kube-system get sa

#使用输出的token登录Dashboard
#此处是nodeIP地址
https://192.168.198.12:30001

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

6.安装Harbor私有仓库

Harbor节点上操作

#修改主机名
hostnamectl set-hostname hub.blue.com
bash
#关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

所有节点上操作

#所有节点加上主机名映射
echo '192.168.198.14 hub.blue.com' >> /etc/hosts

Harbor节点上操作

#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.iomkdir /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.blue.com"]
}
EOF

systemctl start docker
systemctl enable docker

node 节点上操作

#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.blue.com"]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

Harbor节点上操作

#安装 Harbor
#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-composetar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
vim harbor.cfg
5  hostname = hub.blue.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

#生成证书
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私钥，2048密码长度数值
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：NJ
输入市名：NJ
输入组织名：BLUE
输入机构名：BLUE
输入域名：hub.blue.com
输入管理员邮箱：[e-mail]
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

#生产环境中会提供相应的证书，只需要将放置正确路径
#签名证书，x509证书认证格式，-signkey迁移到server.key
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crtls
chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./install.sh
docker-compose ps

在本地使用火狐浏览器访问：https://hub.blue.com
添加例外 -> 确认安全例外
用户名：admin
密码：Harbor12345

node02节点上操作

#在一个node节点上登录harbor
docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.blue.com

报错：

docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.blue.com
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
Error response from daemon: Get “https://hub.blue.com/v2/”: tls: failed to verify certificate: x509: certificate relies on legacy Common Name field, use SANs instead

证书验证失败的问题。这可能是由于 Harbor 的 SSL 证书未正确配置，导致 Docker 无法验证证书的有效性。

考虑更新 Harbor 的 SSL 证书，确保证书中的 Subject Alternative Names (SANs) 字段正确配置，并包含正确的登录地址和其他必要信息。获取有效的 SSL 证书

(1)从新获取证书验证

(2)重新部署Harbor服务器，注意添加node主机、harbor主机名映射

(3)node 节点都修改 docker 配置文件结束后需要重启

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

#上传镜像
#Docker 镜像重命名
docker tag nginx:latest hub.blue.com/library/nginx:v1
docker push hub.blue.com/library/nginx:v1

master01节点上操作

#在master节点上删除之前创建的nginx资源
kubectl get pods
kubectl delete deployment nginxkubectl create deployment nginx-deployment --image=hub.blue.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80kubectl get svc,pods
NAME                       TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        16h
service/nginx              NodePort    10.96.213.1     <none>        80:31128/TCP   15h
service/nginx-deployment   ClusterIP   10.96.165.162   <none>        30000/TCP      7sNAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-deployment-6cff9b4c45-l892b   1/1     Running   0          23s
pod/nginx-deployment-6cff9b4c45-qjc87   1/1     Running   0          23s
pod/nginx-deployment-6cff9b4c45-tcwjx   1/1     Running   0          23s

yum install ipvsadm -yipvsadm -Ln

node节点操作

curl 10.96.165.162:30000

master01节点操作，对外访问

kubectl edit svc nginx-deployment
#把调度策略改成NodePort，26行   
type: NodePort						

kubectl get svcNAME               TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           16h
nginx              NodePort    10.96.213.1     <none>        80:31128/TCP      15h
nginx-deployment   NodePort    10.96.165.162   <none>        30000:31231/TCP   4m8s

浏览器访问：
192.168.198.11:31231
192.168.198.12:31231
192.168.198.13:31231

#将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous，设置用户的管理员权限
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

7.kubeadm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