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2022-10-21
[云原生专题-26]：K8S - Kubernetes(K8S)Master集群构建与安装过程详细解读 - master节点的添加
[云原生专题-26]：K8S - Kubernetes(K8S)Master集群构建与安装过程详细解读 - master节点的添加
作者主页(文火冰糖的硅基工坊)：文火冰糖（王文兵）的博客_文火冰糖的硅基工坊
目录
第一步：集群规划
1.1 K8S的官方架构
1.2 K8S的实验架构
1.3 主要步骤
1.4 K8S集群搭建方式选择
1.5 官方参考
第二步：搭建云服务器
2.1 安装服务器
2.2 安装后检查
第三步：搭建Docker环境（云平台手工操作）
3.1 为每台虚拟服务器安装docker环境
3.2 为每台虚拟服务器启动docker环境
3.3 为K8S修改 docker配置
第四步：K8前的安装前的准备
4.1 关闭防火墙
4.2 关闭swap
4.3 设置内网静态IP地址（可选）
4.4 配置IPtable-流量桥接
第五步：搭建集群K8S mananger节点
5.1 增加K8S repo: kubernetes.repo
5.2 安装kubeadm、kubelet
5.3 搭建mananger角色 （join as mananger）
5.4 增加K8S配置 :$HOME/.kube/config
5.5 查看集群的节点情况
附录：其他命令
第一步：集群规划
1.1 K8S的官方架构
1.2 K8S的实验架构
构建2个mananger节点 + 3 worker节点的集群网络。
1.3 主要步骤
第一步：安装初始mananger节点
第二步：安装worker节点（本章）
第三步：安装其他mananger节点
第四步：图形化管理界面Dash Board的安装
1.4 K8S集群搭建方式选择
方式1：minikube
minikube可以在本地运行Kubernetes的工具，minikube可以在个人计算机（包括Windows，macOS和Linux PC）上运行一个单节点Kubernetes集群，以便您可以试用Kubernetes或进行日常开发工作；
Hello Minikube | Kubernetes
方式2：kind
Kind和minikube类似的工具，让你在本地计算机上运行Kubernetes，此工具需要安装并配置Docker；
方式3：kubeadm
Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init 和 kubeadm join两个操作命令，可以快速部署一个Kubernetes集群；
本文选择第三种方式
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；
（1）创建一个Mananger leader节点
$ kubeadm init
（2）将Node节点加入到Master集群中
$ kubeadm join
因此需要在Mananger节点和worker节点都需要安装。
方式4：二进制包
从Github下载发行版的二进制包，手动部署安装每个组件，组成Kubernetes集群，步骤比较繁琐，但是能让你对各个组件有更清晰的认识；
方式5：yum安装
通过yum安装Kubernetes的每个组件，组成Kubernetes集群，不过yum源里面的k8s版本已经比较老了，所以这种方式用得也比较少了；
方式6：第三方工具
有一些大神封装了一些工具，利用这些工具进行k8s环境的安装；
方式7：花钱购买
直接购买类似阿里云这样的k8s公有云平台，一键搞定；
1.5 官方参考
Kubeadm | Kubernetes
Installing kubeadm | Kubernetes
第二步：搭建云服务器
2.1 安装服务器
（1）服务器
创建1台服务器 （也可以一次性创建5台服务器，两mananger节点，3个worker节点）所有服务器在同一个默认网络中CPU: 2核4G （Master节点至少2个CPU）标准共享型（偏移）操作系统：Alibaba Cloud Linux (完全兼容CentOS, 不建议安装CentOS, 因为CentOS官方已经得不到支持了，无法支持新的功能）
(2）网络
分配公有IP地址默认专有网络按流量使用，1M带宽
（3）默认安全组
设定公网远程服务服务器的用户名和密码添加80和8080端口，用于后续nginx服务的测试。
2.2 安装后检查
（1）通过公网IP登录到每台服务器
（2） 为服务器划分角色：initial mananger
公网IP地址：121.40.221.28
私网IP地址：172.24.130.175
（3）修改主机名
修改主机名的目的是为了后续可以通过主机名来访问主机，而不是通过IP地址。
当然，如果需要通过主机名访问，还需要修改配置，实现主机名与IP地址的映射。
hostnamectl set-hostname k8s-master2
（4）建立主机名与IP地址的映射表，以便通过主机名访问主机
$ vim /etc/hosts
172.24.130.172 k8s-master1172.24.130.172 etcd172.24.130.172 registry172.24.130.172 cluster-endpoint172.24.130.175 k8s-master2
（5）安装ifconfig和ping工具（针对没有ping工具的主机）
$ yum install -y yum-utils$ yum install iputils$ yum install net-tools.x86_64
（6）通过私网IP可以ping通
ping k8s-master1ping k8s-node1ping cluster-endpoint
第三步：搭建Docker环境（云平台手工操作）
CentOS Docker 安装 | 菜鸟教程
How nodes work | Docker Documentation
3.1 为每台虚拟服务器安装docker环境
（1）ssh到虚拟服务器中
（2）一键安装docker环境
yum-config-manager命令是仓库（/etc/yum.repos.d/下的文件）进行增删改查
系统默认没有安装这个命令，这个命令在yum-utils包里，可以通过yum install -y yum-utils安装.
yum repolist all # 显示所有资源库yum repolist enabled # 显示所有已启动的资源库yum repolist disabled # 显示所有被禁用的资源库
# 增加阿里云镜像repo$ yum-config-manager --add-repo 清华镜像$ yum-config-manager --add-repo 官方镜像$ yum-config-manager --add-repo 卸载$ yum remove docker-ce$ rm -rf /var/lib/docker# 非一键安装最新版本yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io# 非一键安装指定版本# 通过其完整的软件包名称安装特定版本，该软件包名称是软件包名称（docker-ce）加上版本字符串（第二列），# 从第一个冒号（:）一直到第一个连字符，并用连字符（-）分隔。# 例如：docker-ce-18.09.1。yum install docker-ce-
3.2 为每台虚拟服务器启动docker环境
$ systemctl start docker$ docker version$ docker ps$ docker images$ docker info
3.3 为K8S修改 docker配置
$ touch /etc/docker/daemon.json$ vim /etc/docker/daemon.json>>{ "registry-mirrors": [" "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]}
其中"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]是K8S所需要的。
限定K8S的程序，以systemd的方式在后台运行。
# 重启docker$ systemctl daemon-reload$ systemctl restart docker
第四步：K8前的安装前的准备
4.1 关闭防火墙
之所以要关闭防火墙，是因为集群内的机器需要通过私网进行通信，如果不关闭防火墙，可能会导致集群内机器通信失败，出现K8S安装失败时，定位问题困难。
$ 临时禁用$ systemctl stop firewalld$ systemctl disable firewalld# setenforce是Linux的selinux防火墙配置命令， 执行setenforce 0 表示关闭selinux防火墙)$ setenforce 0# 永久禁用$ vim /etc/selinux/configSELINUX=disabled
iptables防火墙，会对所有网络流量进行过滤、转发，如果是内网机器一般都会直接关闭，省的影响网络性能，但k8s不能直接关了，k8s是需要用防火墙做ip转发和修改的，当然也看使用的网络模式，如果采用的网络模式不需要防火墙也是可以直接关闭的。
4.2 关闭swap
交换分区，英文的说法是swap，意思是“交换”、“实物交易”。它的功能就是在内存不够的情况下，操作系统先把内存中暂时不用的数据，存到硬盘的交换空间，腾出内存来让别的程序运行，和Windows的虚拟内存（pagefile.sys）的作用是一样的。
将部分内存数据存放到磁盘中，这个这样会使性能下降，为了性能考虑推荐关掉，增加内存。
# 临时关闭$ swapoff -a# 永久关闭$ vim /etc/fstab>>#/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0# 使用free -m确认swap已经关闭。swap部分为0$ free -m
4.3 设置内网静态IP地址（可选）
（1）ipconfig查看网卡名称
（2）vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-网卡名称
根据自己系统的实际情况修改IP地址。
master配置：BOOTPROTO="static" # IPADDR="172.24.130.170" # IPNETMASK="255.255.248.0" # mask#GATEWAY="172.24.130.1" # 网关地址（使用route -n 第一行就是默认的网关）#DNS1="8.8.8.8" # DNS服务器 （cat /etc/resolv.conf 查看）
4.4 配置IPtable-流量桥接
方法1（推荐）
$ cd /etc/sysctl.d$ touch k8s.conf$ vim k8s.confnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1net.ipv4.ip_forward = 1vm.swappiness=0# 使得配置文件生效$ modprobe br_netfilter$ sysctl --system -p /etc/sysctl.d/k8s.conf
方法2：
对于 RHEL/CentOS 7 系统，可以会由于 iptables 被绕过导致网络请求被错误的路由。所以还需执行如下命令保证 sysctl 配置中 net.bridge.bridge-nf-call-iptables 被设为1。
$ vi /etc/sysctl.conf# 添加如下内容net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1net.ipv4.ip_forward = 1$ sysctl --system
第五步：搭建集群K8S mananger节点
在每台work节点上安装 docker kubelet kubeadm等
kubectl操作集群，只需要配置master即可。
# 如果初始化过程出现问题，使用如下命令重置$ kubeadm reset$ rm -rf /var/lib/cni/$ rm -f $HOME/.kube/config$ systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet
5.1 增加K8S repo: kubernetes.repo
$ cat <
5.2 安装kubeadm、kubelet
[root@iZbp16ikro46xndxi7u9pjZ sysctl.d]# docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE[root@iZbp16ikro46xndxi7u9pjZ sysctl.d]# docker psCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
$ yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes $ systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet
kubeadm：用来初始化集群（Cluster）kubelet：安装在需要部署pod和 容器的节点上，可以包括mananger节点。kubectl：这个是 Kubernetes 命令行工具。通过 kubectl 可以部署和管理应用，查看各种资源，创建、删除和更新各种组件。
5.3 搭建mananger角色 （join as mananger）
（1）获取initial master节点的token
在leader mananger节点上执行如下命令
# 在master上面查看kubeadm token$ kubeadm token listTOKEN TTL EXPIRES USAGES DESCRIPTION EXTRA GROUPS6bq3xf.k2mdmcnitcud9hz2 1h 2022-02-04T16:10:01Z authentication,signing The default bootstrap token generated by 'kubeadm init'. system:bootstrappers:kubeadm:default-node-tokenjx01gc.ubt8nijtf0s059r8 12h 2022-02-05T02:47:48Z authentication,signing
（2）获取master节点连接的证书
在master节点执行如下命令：
# 在master上面查看discovery-token-ca-cert-hash$ openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'dfef78a1d7faf2411c0e5f5389cf39a73e27dc0afbea4cb0ab0a6945763c415e
（3）直接按照一下的命令生成加入集群的命令
[root@k8s-master1 ~]# kubeadm token create --print-join-command kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token rml99d.0xpplmg1n6aiwg4h --discovery-token-ca-cert-hash sha256:dfef78a1d7faf2411c0e5f5389cf39a73e27dc0afbea4cb0ab0a6945763c415e [root@k8s-master1 ~]#
（4）关键：获取control-plane证书（以manager节点加入方式才需要此步骤）
[root@k8s-master1 ~]# kubeadm init phase upload-certs --upload-certs[upload-certs] Storing the certificates in Secret "kubeadm-certs" in the "kube-system" Namespace[upload-certs] Using certificate key:d6012d2739f3f6198653ed6ea726e826e93a80a26ab75c1c6068dcb24791176d
（5）以mananger的身份加入集群
在每个mananger机器分别执行如下命令：
区别于普通节点：
--control-plane --certificate-key d6012d2739f3f6198653ed6ea726e826e93a80a26ab75c1c6068dcb24791176d
# 在node上面执行join命令kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token rml99d.0xpplmg1n6aiwg4h --discovery-token-ca-cert-hash sha256:dfef78a1d7faf2411c0e5f5389cf39a73e27dc0afbea4cb0ab0a6945763c415e --control-plane --certificate-key d6012d2739f3f6198653ed6ea726e826e93a80a26ab75c1c6068dcb24791176d
This node has joined the cluster and a new control plane instance was created:
* Certificate signing request was sent to apiserver and approval was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.
* Control plane (master) label and taint were applied to the new node.
* The Kubernetes control plane instances scaled up.
* A new etcd member was added to the local/stacked etcd cluster.
To start administering your cluster from this node, 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) $HOME/.kube/config
Run 'kubectl get nodes' to see this node join the cluster.
5.4 增加K8S配置 :$HOME/.kube/config
(1) 方法1：文件传送# 在master上，将master中的admin.conf 拷贝到node中,这里是scp的方式，使用客户端手动上传也是可以的$ scp /etc/kubernetes/admin.conf root@10.11.90.5:/root/$ sudo cp -i /root/admin.conf /root/.kube/config（2）方法2：文件内容拷贝# 在mananger上：$ cat /root/.kube/config# 在node上$ mkdir -p /root/.kube# touch /root/.kube/config# vi /root/.kube/config# paste（3）公共部分$ sudo chown $(id -u):$(id -g) /root/.kube/config
5.5 查看集群的节点情况
（1）在master2机器查看按照的docker 镜像
[root@k8s-master2 ~]# docker imagesREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZEcalico/cni v3.22.0 f86797de8afd 6 days ago 235MBcalico/pod2daemon-flexvol v3.22.0 59daef946c8c 6 days ago 21.4MBcalico/node v3.22.0 f109b1742d34 6 days ago 213MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver v1.23.3 f40be0088a83 10 days ago 135MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager v1.23.3 b07520cd7ab7 10 days ago 125MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler v1.23.3 99a3486be4f2 10 days ago 53.5MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy v1.23.3 9b7cc9982109 10 days ago 112MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/etcd 3.5.1-0 25f8c7f3da61 3 months ago 293MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/coredns v1.8.6 a4ca41631cc7 4 months ago 46.8MBregistry.aliyuncs.com/google_containers/pause 3.6 6270bb605e12 5
这里的关键镜像有：
kube-apiserverkube-controller-managerkube-schedulerkube-proxyetcdcoredns
备注：
kubelet、kubectl、kubeadm并不是以docker镜像的形式存在的。
（2）在master2机器上查看运行的docker镜像
[root@k8s-master2 ~]# docker psCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES9ffe2142cf67 25f8c7f3da61 "etcd --advertise-cl鈥 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_etcd_etcd-k8s-master2_kube-system_706d75dbed33b74a9eb2a257c70ec8ca_0bc94135d6e4e registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_etcd-k8s-master2_kube-system_706d75dbed33b74a9eb2a257c70ec8ca_0de65344e432f f109b1742d34 "start_runit" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_calico-node_calico-node-788s9_kube-system_5f47e93c-d7ba-4f03-8492-16789ad63f5f_0884909eda425 9b7cc9982109 "/usr/local/bin/kube鈥 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_kube-proxy_kube-proxy-lzk68_kube-system_d7c77067-caf7-49ac-b583-0bfc1f78a570_08254ff287759 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_calico-node-788s9_kube-system_5f47e93c-d7ba-4f03-8492-16789ad63f5f_0f30d014de71d registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_kube-proxy-lzk68_kube-system_d7c77067-caf7-49ac-b583-0bfc1f78a570_05707a12084b6 99a3486be4f2 "kube-scheduler --au鈥 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_kube-scheduler_kube-scheduler-k8s-master2_kube-system_5808d7a2cc75abb3c980285a10a583a2_0711fc3bb1684 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_kube-scheduler-k8s-master2_kube-system_5808d7a2cc75abb3c980285a10a583a2_06494d274ee5a b07520cd7ab7 "kube-controller-man鈥 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_kube-controller-manager_kube-controller-manager-k8s-master2_kube-system_f15dd52d7c99023d31ae7ecc988f1839_0a81a458e22f8 f40be0088a83 "kube-apiserver --ad鈥 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_kube-apiserver_kube-apiserver-k8s-master2_kube-system_b6cd24ae8b5e810ea00d42fbebf0786c_08a3ef16155f3 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_kube-controller-manager-k8s-master2_kube-system_f15dd52d7c99023d31ae7ecc988f1839_0fef2527a8849 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6 "/pause" 11 minutes ago Up 11 minutes k8s_POD_kube-apiserver-k8s-master2_kube-system_b6cd24ae8b5e810ea00d42fbebf0786c_0[root@k8s-master2 ~]#
这里的关键镜像有：
kube-apiserverkube-controller-managerkube-schedulerkube-proxyetcdcoredns
（3）在master节点参看集群节点
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get nodesNAME STATUS ROLES AGE VERSIONk8s-master1 Ready control-plane,master 34h v1.23.3k8s-master2 Ready control-plane,master 26s v1.23.3k8s-node1 NotReady
k8s-master1 Ready control-plane,master 34h v1.23.3
k8s-master2 Ready control-plane,master 26s v1.23.3
# 查看集群中的服务$ kubectl get pods -A[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods -ANAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGEkube-system calico-kube-controllers-566dc76669-2pkhv 1/1 Running 3 (11h ago) 34hkube-system calico-node-788s9 1/1 Running 0 12mkube-system calico-node-cc8sp 1/1 Running 3 (11h ago) 34hkube-system calico-node-sp6kl 1/1 Running 1 (22h ago) 23hkube-system calico-node-z4bt5 1/1 Running 0 12hkube-system coredns-6d8c4cb4d-mcjv8 1/1 Running 3 (11h ago) 34hkube-system coredns-6d8c4cb4d-rxjh9 1/1 Running 3 (11h ago) 34hkube-system etcd-k8s-master1 1/1 Running 8 (11h ago) 34hkube-system etcd-k8s-master2 1/1 Running 0 12mkube-system kube-apiserver-k8s-master1 1/1 Running 7 (11h ago) 34hkube-system kube-apiserver-k8s-master2 1/1 Running 0 12mkube-system kube-controller-manager-k8s-master1 1/1 Running 6 (12m ago) 34hkube-system kube-controller-manager-k8s-master2 1/1 Running 0 12mkube-system kube-proxy-9z2bm 1/1 Running 3 (11h ago) 34hkube-system kube-proxy-k8q7w 1/1 Running 0 12hkube-system kube-proxy-lzk68 1/1 Running 0 12mkube-system kube-proxy-vh5hc 1/1 Running 1 (22h ago) 23hkube-system kube-scheduler-k8s-master1 1/1 Running 8 (12m ago) 34hkube-system kube-scheduler-k8s-master2 1/1 Running 0 12mkubernetes-dashboard dashboard-metrics-scraper-799d786dbf-dkm47 1/1 Running 2 (11h ago) 34hkubernetes-dashboard kubernetes-dashboard-546cbc58cd-c55gt 1/1 Running 2 (11h ago) 34h# 周期性查看$ watch -n 1 kubectl get pods -A
附录：其他命令
# 删除一个节点：$ kubectl delete node k8s-master2 # 如果初始化过程出现问题，使用如下命令重置$ kubeadm reset$ rm -rf /var/lib/cni/$ rm -f $HOME/.kube/config$ systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet
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