【云原生】手把手带你从零开始搭建kubernetes最新版本实战

前言

大家好，又见面了，我是沐风晓月，本文是专栏【云原生实战】专栏的第5篇文章，主要讲解如何从零开始安装kubernetes。
专栏地址：【云原生实战】 ， 此专栏是沐风晓月对云原生学习的汇总，希望能够加深自己的印象，以及帮助到其他的小伙伴😉😉。

原本我是写一篇文章叫 prometheus监控kubernetes实战，结果发现kubernetes就写了半天近一万字，所以把从零开始搭建kubernetes实战单独拿出来作为一篇文章吧。

如果文章有什么需要改进的地方还请大佬不吝赐教👏👏。

🏠个人主页：我是沐风晓月
🧑个人简介：大家好，我是沐风晓月，双一流院校计算机专业😉😉
💕 座右铭： 先努力成长自己，再帮助更多的人 ，一起加油进步🍺🍺🍺
💕欢迎大家：这里是CSDN，我总结知识的地方，喜欢的话请三连，有问题请私信😘

在这里插入图片描述

一. 实验环境

本次的实验环境见下表：

操作系统	服务器IP	hostname
centos7.6	192.168.1.41	k8s-master
centos7.6	192.168.1.42	k8s-node42

如何查看相应的参数：

• 查看操作系统：

[root@mufenggrow ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) 

• 查看hostname

## 修改hostname
[root@mufenggrow ~]# hostnamectl set-hostname mufenggrow41
[root@mufenggrow ~]# bash
# 查看hostname
[root@mufenggrow41 ~]# hostname
mufenggrow41

• 查看ip

[root@mufenggrow41 ~]# ifconfig |grep inet |awk 'NR==1{print $2}'
192.168.1.41

二. k8s 的介绍

Kubernetes 也称为 K8s，是Google开发的用于自动部署、扩缩和管理容器化应用程序的开源容器编排器技术。
k8s官网地址：https://kubernetes.io

在大流量，高并发的场景，如何实现应用的快速部署。 比如批量启动20台nginx，又如何在流量结束之后，关闭这些nginx服务。

一个容器宕机了，如何快速发现并立即启动一台新的容器去填补， 这些容器的管理问题，就是容器编排。

能做容器编排的工具有好几个，但k8s肯定是占主导地位的。

搭建k8s的方式，我们再这里选择了kubeadm的方式来部署。kubeadm 是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes 集群的工具，这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes 集群的部署：

• 创建一个Master 节点kubeadm init
• 将Node 节点加入到当前集群中$ kubeadm join <Master 节点的IP 和端口>

三 . k8s的安装

3.1 搭建实验环境

搭建实验环境，包含软件层面和硬件层面：

3.1.1 硬件层面的要求

• 两台centos7的操作系统
• k8s-master cpu核心数为2
• 两台主机可以ping通且能ping通外网
• 硬盘设置为30G以上

查看cpu的核心数：

[root@mufenggrow ~]# lscpu |grep "CPU(s)"
CPU(s):                2
On-line CPU(s) list:   0,1

也可以用：

[root@mufenggrow ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "cpu cores"
cpu cores	: 2
cpu cores	: 2

3.1.2 软件层面环境配置

这里需要主要的是，用几台服务器操作，我们就需要设置几台服务器的环境：

1） 设置主机名见名知意

让192.168.1.41为k8s-master，设置主机名

[root@mufenggrow ~]# hostnamectl set-hostname k8s-master
[root@mufenggrow ~]# bash
[root@k8s-master ~]# hostname
k8s-master

192.168.1.42 为k8s-node 设置主机名

[root@mufeng ~]# hostnamectl set-hostname k8s-node42
[root@mufeng ~]# bash
[root@k8s-node42 ~]# hostname
k8s-node42

2） 设置/etc/hosts 一对一的映射关系

[root@k8s-master ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
[root@k8s-master ~]# cat >>/etc/hosts<< EOF
192.168.1.41 k8s-master192.168.1.42 k8s-node42
EOF
[root@k8s-master ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.41 k8s-master
192.168.1.42 k8s-node42

3） 设置时间同步
我这里只截取了一台服务器执行的代码，因为两台要同步做，所以另一台执行的是一样的，需要两台同步执行一样的操作：

[root@k8s-master ~]# systemctl start chronyd
[root@k8s-master ~]# systemctl enable chronyd
[root@k8s-master ~]# date
2023年 02月 15日 星期三 10:46:09 CST
[root@k8s-master ~]# 

4） 关闭防火墙和selinux

[root@k8s-master ~]# systemctl stop firewalld
[root@k8s-master ~]# setenforce 0

这里要注意： setenforce 0 只是临时关闭，如果要永久关闭需要到配置文件中设置

配置文件路径： /etc/selinux/config

5. 禁用swap空间

kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备

临时关闭：

[root@k8s-master ~]# swapoff -a

永久关闭：

vim /etc/fstab
注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap
#/dev/mapper/centos-swap swap

永久关闭需要重启系统。

6） 修改内核参数

# 修改linux的内核采纳数，添加网桥过滤和地址转发功能
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
重新加载配置
# sysctl  --system

3.2 docker的安装

因为k8s最终的管理是容器，所以我们需要再这里先安装docker,每台机器都需要安装。

3.2.1 搭建docker

1） 设置 repo

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

若没有yum-config-manager 需要先安装

[root@k8s-node42 ~]# yum install yum-utils

2） 设置国内镜像并重启daemon

# mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{"registry-mirrors": ["https://ywrd8tun.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

3. 下载docker的repo包，并安装

[root@k8s-node42 ~]# yum install wget
[root@k8s-master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

3） 开始安装：

[root@k8s-node42 ~]# yum install -y docker-ce
[root@k8s-master ~]# systemctl start docker
[root@k8s-master ~]# systemctl enable docker

[root@k8s-master ~]# docker --version
Docker version 23.0.1, build a5ee5b1

3.2.2 部署 cri-dockerd

从kubernetes 1.24开始，dockershim已经从kubelet中移除，但因为历史问题docker不支持kubernetes主推的CRI（容器运行时接口）标准，所以docker不能再作为kubernetes的容器运行时了，即从kubernetesv1.24开始不再使用docker了。

但是如果想继续使用docker的话，可以在kubelet和docker之间加上一个中间层cri-docker。cri-docker是一个支持CRI标准的shim（垫片）。一头通过CRI跟kubelet交互，另一头跟docker api交互，从而间接的实现了kubernetes以docker作为容器运行时。

技术的发展得益于人，受限于人。

开源地址 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd
下载地址 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases

下载并上传进行解压

#使用rz命令上传
# rz
[root@k8s-node42 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  cri-dockerd-0.3.1.amd64.tgz
[root@k8s-node42 ~]# tar xf cri-dockerd-0.3.1.amd64.tgz 
[root@k8s-node42 ~]# cp cri-dockerd/cri-dockerd /usr/bin/
[root@k8s-node42 ~]# chmod +x /usr/bin/cri-dockerd 
[root@k8s-node42 ~]# 

配置启动文件，如下：

cat <<"EOF" > /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service
[Unit]
Description=CRI Interface for Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.mirantis.com
After=network-online.target firewalld.service docker.service
Wants=network-online.target
Requires=cri-docker.socket
[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --network-plugin=cni --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutSec=0
RestartSec=2
Restart=always
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TasksMax=infinity
Delegate=yes
KillMode=process
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

⽣成 socket ⽂件，执行如下命令

cat <<"EOF" > /usr/lib/systemd/system/cri-docker.socket
[Unit]
Description=CRI Docker Socket for the API
PartOf=cri-docker.service
[Socket]
ListenStream=%t/cri-dockerd.sock
SocketMode=0660
SocketUser=root
SocketGroup=docker
[Install]
WantedBy=sockets.target
EOF

启动 cri-docker 并设置开机⾃动启动

[root@k8s-node42 ~]# systemctl daemon-reload
[root@k8s-node42 ~]# systemctl enable cri-docker --now
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/cri-docker.service to /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service.
[root@k8s-node42 ~]# systemctl is-active cri-docker
active
[root@k8s-node42 ~]# 

3.3 部署k8s

3.3.1 配置添加阿里云的yum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

3.3.2 安装kubeadm kubelet kubectl

yum install -y kubelet-1.25.0 kubeadm-1.25.0 kubectl-1.25.0

查看版本并设置开机自启动

[root@k8s-master ~]# kubeadm version
kubeadm version: &version.Info{Major:"1", Minor:"25", GitVersion:"v1.25.0", GitCommit:"a866cbe2e5bbaa01cfd5e969aa3e033f3282a8a2", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2022-08-23T17:43:25Z", GoVersion:"go1.19", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
[root@k8s-master ~]# systemctl enable kubelet
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service to /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.
[root@k8s-master ~]# 

到目前位置，所有的操作都是在全部节点上操作的。接下来我们开始初始化k8s-master的节点，此操作只在k8s-master上执行：

3.3.3 k8s-master节点初始化

kubeadm 使用 eth0 的默认网络接口（通常是内网IP）做为 Master 节点的 advertise address .所以这里的IP地址要设置为你自己的IP地址：

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.1.41 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.25.0 \
--service-cidr=10.10.0.0/12 \
--pod-network-cidr=172.17.0.0/16 \
--cri-socket /var/run/cri-dockerd.sock \
--ignore-preflight-errors=all

注释：

--apiserver-advertise-address=192.168.1.41   
这个参数就是master主机的IP地址--image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers 
这个是镜像地址，由于国外地址无法访问，故使用的阿里云仓库地址：registry.aliyuncs.com/google_containers--kubernetes-version=v1.25.0   
这个参数是下载的k8s软件版本号--service-cidr=10.10.0.0/12   
无需更改--pod-network-cidr=172.17.0.0/16 
Specify range of IP addresses for the pod network. If set, the control plane will automatically allocate CIDRs for every node.
该参数指明了 Pod 网络的 CIDR，以用于 Node 相关配置

若执行中出现问题，想要重新执行，可以先运行：

[root@k8s-master ~]# kubeadm  reset -f

3.3.4 执行成功后，会有加入节点的代码，然后复制到其他节点进行加入。

按照下图提示，在k8s-master上创建必要的文件，然后在用最后的join把别的加点加入

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

尤其注意最后一条，cri-socket ，这条容易漏掉。

kubeadm join 192.168.1.41:6443 --token 9rmt8j.2pqoh7drm68ns249 \--discovery-token-ca-cert-hash sha256:ff558174c47aba532fef2920f80e1f48976d4712a970eba1a7fac0428c8373ab--cri-socket /var/run/cri-dockerd.sock

[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS     ROLES           AGE    VERSION
k8s-master   NotReady   control-plane   5m5s   v1.25.0
k8s-node42   NotReady   <none>          75s    v1.25.0
[root@k8s-master ~]# 

接下来需要配置网络：

四. 在已经安全完的k8s上进行测试

4.1 安装配置网络

上传需要的网络包

在每个节点上都要上传

每个节点手动通过docker离线加载镜像：

37  docker load -i calico~cni~v3.24.3.tar.gz 38  docker load -i calico~kube~controllers~v3.24.3.tar.gz 39  docker load -i calico~node~v3.24.3.tar.gz 

在master安装 网络插件：

[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f calico.yaml 
poddisruptionbudget.policy/calico-kube-controllers created
serviceaccount/calico-kube-controllers created

再次执行，这里显示的就是ready

4.2 安装配置nginx测试

创建nginx服务

[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx
deployment.apps/nginx created

暴露端口：

[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
service/nginx exposed
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod,svc
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-76d6c9b8c-hw6bz   1/1     Running   0          16sNAME                 TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.0.0.1       <none>        443/TCP        17m
service/nginx        NodePort    10.15.105.20   <none>        80:32587/TCP   7s

测试：

[root@k8s-master ~]# curl 127.0.0.1:32587
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p><p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p><p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

总结

以上就是无坑版本最新的k8s实战的全部过程了，耗时4个小时，终于完成。看到这里的小伙伴给点个三连呀。

每日鸡汤： 人活到极致，一定要素与简

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