内网环境安装K8S1.20.11版本集群

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第一章.实验要求和环境

1.1.实验要求

1.2.实验环境

1.3.依赖关系处理

第二章.K8S的安装过程

2.1.初始化到集群安装成功

------------------------------ 环境准备 ------------------------------

docker安装好了后

2.2.安装K8组件

-------------------- 部署K8S集群 -------------------- 

//设定kubectl

//所有节点部署网络插件flannel

2.3.安装完成测试

---

第一章.实验要求和环境

1.1.实验要求

本次安装要求在内网测试环境搭建K8S1.20.11版本的集群。1master，2node

在此基础上安装Kuboard管理集群

1.2.实验环境

系统：centos7.9版本

原始yum本地仓库环境，没有网络，安装包自备。

1.3.依赖关系处理

由于是内网环境，安装包和依赖关系包都通过下载上传到内网环境

依赖包下载，建议用一台干净的同系统版本的虚拟机进行下载，保证依赖包的全部覆盖

在yum后面加--downloadonly --downloaddir=./位置可以下载yum包

yum install ntpdate -y --downloadonly --downloaddir=./bao1                  #时间校准

yum install -y container-selinux.noarch 2:2.119.2-1.911c772.el7_8 libselinux.x86_64 0:2.5-15.el7 libselinux-python.x86_64 0:2.5-15.el7 libselinux-utils.x86_64 0:2.5-15.el7 libsemanage.x86_64 0:2.5-14.el7 libsepol.x86_64 0:2.5-10.el7 policycoreutils.x86_64 0:2.5-34.el7 policycoreutils-python.x86_64 0:2.5-34.el7 selinux-policy.noarch 0:3.13.1-268.el7_9.2 selinux-policy-targeted.noarch 0:3.13.1-268.el7_9.2  setools-libs.x86_64 0:3.3.8-4.el7 --downloadonly --downloaddir=./bao2                           #安装lvm2的前置依赖包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 --downloadonly --downloaddir=./bao3                                                                         #安装docker前的环境包

yum install -y conntrack-tools.x86_64 0:1.4.4-7.el7 libnetfilter_cthelper.x86_64 0:1.0.0-11.el7 libnetfilter_cttimeout.x86_64 0:1.0.0-7.el7 libnetfilter_queue.x86_64 0:1.0.2-2.el7_2 socat.x86_64 0:1.7.3.2-2.el7 --downloadonly --downloaddir=./bao4           #安装docker前的依赖包

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io --downloadonly --downloaddir=./bao5

#安装docker的包

（你也可以安装指定包yum install docker-ce-19.03.* docker-cli-19.03.* -y）

之后在包的目录里安装本地包

yum -y localinstall *.rpm
# yum -y install *.rpm
 

这里是完全成功的！

第二章.K8S的安装过程

2.1.初始化到集群安装成功

------------------------------ 环境准备 ------------------------------

//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

//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
192.168.247.10 master01
192.168.247.30 node01
192.168.247.40 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  

docker安装好了后

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

2.2.安装K8组件

//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

-------------------- 部署K8S集群 -------------------- 

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

//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

//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

//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: 192.168.10.19        #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

kubeadm join 192.168.247.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:89d28539b54ef8abc0741641f0be789570c66133591ce784aba46907eda3fe8c 

//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=192.168.10.19 \
--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

提示：
......
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:
//node01、node02访问
kubeadm join 192.168.247.10:6443 --token wfjo7j.baa0aheyw39w3m7h \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:77100ff66b20100cbd9f1c289788e43aee69c5b4e24cc2c74c2e5d634a074fdc 

//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

kubectl get cs
//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=192.168.10.19        #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192.168.10.19（有两处）
#- --port=0                    # 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

//所有节点部署网络插件flannel

新方法：

//上传cni-plugins-linux-amd64-v1.2.0.tgz、flannel-cni-v1.2.0.tar、flannel-v0.22.2.tar和kube-flannel.yml

master01上操作：
docker load -i flannel-v0.22.2.tar
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar
scp flannel-cni-v1.2.0.tar flannel-v0.22.2.tar node01:/opt  #复制到node1节点
scp flannel-cni-v1.2.0.tar flannel-v0.22.2.tar node02:/opt  #复制到node2节点

node01/node02上操作：
docker load -i flannel-v0.22.2.tar
docker load -i flannel-cni-v1.2.0.tar

master01操作：
kubectl apply -f kube-flannel.yml
kubectl get pod -n kube-system

###如若显示下述问题，重启所以节点的docker和kubelet服务
[root@master01 opt]# kubectl get pod -n kube-system
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-74ff55c5b-56mhk            0/1     Pending   0          105m
coredns-74ff55c5b-sndb7            0/1     Pending   0          105m
etcd-master01                      1/1     Running   0          105m
kube-apiserver-master01            1/1     Running   0          105m
kube-controller-manager-master01   1/1     Running   0          102m
kube-proxy-gxn5d                   1/1     Running   0          105m
kube-scheduler-master01            1/1     Running   0          103m
 

方法一：
//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
docker load < flannel.tar

//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

//在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集
kubeadm join 192.168.247.10:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2

kubeadm join 192.168.247.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:89d28539b54ef8abc0741641f0be789570c66133591ce784aba46907eda3fe8c 

//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
 

2.3.安装完成测试

//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-554b9c67f9-zr2xs   1/1     Running   0          14m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>

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

kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        3h57m
myapp-ky20   NodePort    10.96.56.120   <none>        80:32404/TCP   3s

//测试访问
curl http://node01:32404

//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-554b9c67f9-9kh4s   1/1     Running   0          66s   10.244.1.3   node01   <none>           <none>
nginx-554b9c67f9-rv77q   1/1     Running   0          66s   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
nginx-554b9c67f9-zr2xs   1/1     Running   0          17m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>