2024 年云原生运维实战文档 99 篇原创计划 第 042 篇 ｜KubeSphere 最佳实战「2024」系列 第 014 篇
你好，欢迎来到运维有术。
KubeSphere 是在 Kubernetes 之上构建的面向云原生应用的分布式操作系统，完全开源，支持多云与多集群管理，提供全栈的 IT 自动化运维能力，简化企业的 DevOps 工作流。
KubeSphere 作为全栈、多功能、多租户的容器云平台，为用户提供构建企业级 Kubernetes 环境所需的多项功能，例如：
- Kubernetes 资源管理、多云与多集群管理、多租户管理、访问权限控制
- DevOps、应用生命周期管理、微服务治理（服务网格）
- 日志查询与收集、事件与审计查询、服务与网络
- 监控告警、存储管理、GPU 支持、网络策略、镜像仓库管理
KubeSphere 提供了运维友好的向导式操作界面，帮助企业快速构建一个可视化管理的、强大和功能丰富的容器云平台。
如何快速体验 KubeSphere 的功能特性？All-in-One 部署模式无疑是一种快捷的方式，参考官方文档 在 Linux 上以 All-in-One 模式安装 KubeSphere ，满足依赖要求的前提下，仅需下面三步，等待 20分钟，即可开启 KubeSphere 体验之旅。
代码语言：javascript复制export KKZONE=cn
curl -sfL https://get-kk.kubesphere.io | VERSION=v3.1.2 sh -
./kk create cluster --with-kubernetes v1.28.8 --with-kubesphere v3.4.1
但是，当遇到 Docker 官方镜像仓库访问受限时，上面的部署方式会受到影响，导致部署失败，影响体验感。
本文将为你开启一扇新的大门， 展示在 Docker 官方镜像访问受限的情况下，如何在一台主机上，利用 KubeKey v3.1.2 一次性成功部署 KubeSphere v3.4.1 以及 Kubernetes v1.28.8 的 All-in-One 集群。
本文核心价值内容：
- 抛弃命令行一键式极速创建集群的能力，采用集群配置文件，部署过程更加灵活、可控、可扩展
- 解决 DockerHub 镜像拉取受限问题，设置 registry 的相关配置，显示的指定从国内镜像仓库拉取镜像
实战服务器配置(架构1:1复刻小规模生产环境，配置略有不同)
主机名 | IP | CPU | 内存 | 系统盘 | 数据盘 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
ksp-control-1 | 192.168.9.91 | 8 | 16 | 40 | 100 | KubeSphere/k8s-control-plane/Worker |
ksp-control-2 | 192.168.9.92 | 8 | 16 | 40 | 100 | 暂时预留，后期扩容 |
ksp-control-3 | 192.168.9.93 | 8 | 16 | 40 | 100 | 暂时预留，后期扩容 |
合计 | 3 | 24 | 48 | 120 | 300 |
实战环境涉及软件版本信息
- 操作系统：openEuler 22.03 LTS SP3 x86_64
- KubeSphere：v3.4.1
- Kubernetes：v1.28.8
- KubeKey: v3.1.2
1. 前置条件
请参考 Kubernetes 集群节点 openEuler 22.03 LTS SP3 系统初始化指南，完成操作系统初始化配置。
初始化指南以 openEuler 22.03 LTS SP3 为例，初始化配置过程同样适用于其他 Linux 发行版，只是命令略有不同。
初始化指南中没有涉及操作系统升级的任务，在能联网的环境建议初始化的时候升级操作系统，然后重启节点。
2. 安装部署 KubeSphere 和 Kubernetes
2.1 下载 KubeKey
本文将 Control-1 节点作为部署节点，把 KubeKey 最新版 (v3.1.2) 二进制文件下载到该服务器。
- 下载最新版的 KubeKey
mkdir ~/kubekey
cd ~/kubekey/
# 选择中文区下载(访问 GitHub 受限时使用)
export KKZONE=cn
curl -sfL https://get-kk.kubesphere.io | sh -
- 查看 KubeKey 支持的 Kubernetes 版本列表
./kk version --show-supported-k8s
$ ./kk version --show-supported-k8s
v1.19.0
......(受限于篇幅，中间的不展示，请读者根据需求查看)
v1.28.10
v1.28.11
v1.29.0
v1.29.1
v1.29.2
v1.29.3
v1.29.4
v1.29.5
v1.29.6
v1.30.0
v1.30.1
v1.30.2
说明： 输出结果为 kk 支持的结果，但不代表 KubeSphere 和其他 k8s 也能完美支持。
kk 支持的 k8s 版本还是比较新的。本文选择 v1.28.8，生产环境可以选择 v1.26.15 或是其他次要版本是双数且补丁版本数超过 5 的版本。不建议选择太老的版本了，毕竟 v1.30 都已经发布了。
2.2 创建集群部署配置文件
本文采用创建并修改配置文件的方式，部署一台 All-in-One 的 Kubernetes 集群和只启用默认插件的 KubeSphere 管理平台。
- 创建集群配置文件
本文选择了 KubeSphere v3.4.1 和 Kubernetes v1.28.8。因此，指定配置文件名称为 ksp-v341-v1288.yaml，如果不指定，默认的文件名为 config-sample.yaml。
代码语言：javascript复制./kk create config --name opsxlab -f ksp-v341-v1288.yaml --with-kubernetes v1.28.8 --with-kubesphere v3.4.1
- 修改配置文件
编辑配置文件， vi ksp-v341-v1288.yaml，主要修改 kind: Cluster 小节的相关配置，修改说明如下。
- hosts：指定节点的 IP、ssh 用户、ssh 密码。
- roleGroups：指定 etcd、control-plane 、worker 使用相同的节点
- internalLoadbalancer：启用内置的 HAProxy 负载均衡器
- domain：自定义域名 lb.opsxlab.cn，无特殊需求可使用默认值 lb.kubesphere.local
- clusterName：自定义 opsxlab.cn，无特殊需求可使用默认值 cluster.local
- autoRenewCerts：该参数可以实现证书到期自动续期，默认为 true
- containerManager：使用 containerd
- storage.openebs.basePath：新增配置，指定 openebs 默认存储路径为 /data/openebs/local
- registry.privateRegistry：核心配置， 解决 Docker 官方镜像不可用的问题
- registry.namespaceOverride：核心配置， 解决 Docker 官方镜像不可用的问题
修改后的完整示例如下：
代码语言：javascript复制apiVersion: kubekey.kubesphere.io/v1alpha2
kind: Cluster
metadata:
name: opsxlab
spec:
hosts:
- {name: ksp-control-1, address: 192.168.9.91, internalAddress: 192.168.9.91, user: root, password: "OpsXlab@2024"}
roleGroups:
etcd:
- ksp-control-1
control-plane:
- ksp-control-1
worker:
- ksp-control-1
controlPlaneEndpoint:
## Internal loadbalancer for apiservers
internalLoadbalancer: haproxy
domain: lb.opsxlab.cn
address: ""
port: 6443
kubernetes:
version: v1.28.8
clusterName: opsxlab.cn
#dnsDomain: opsxlab.cn
autoRenewCerts: true
containerManager: containerd
etcd:
type: kubekey
network:
plugin: calico
kubePodsCIDR: 10.233.64.0/18
kubeServiceCIDR: 10.233.0.0/18
## multus support. https://github.com/k8snetworkplumbingwg/multus-cni
multusCNI:
enabled: false
storage:
openebs:
basePath: /data/openebs/local # 默认没有的新增配置，base path of the local PV
registry:
privateRegistry: "registry.cn-beijing.aliyuncs.com" # 使用阿里云镜像
namespaceOverride: "kubesphereio" # 阿里云镜像 KubeSphere 官方 namespace
registryMirrors: []
insecureRegistries: []
addons: []
---
......
2.3 部署集群
执行下面的命令，使用配置文件 ksp-v341-v1288.yaml 部署集群。
export KKZONE=cn
./kk create cluster -f ksp-v341-v1288.yaml
上面的命令执行后，KubeKey 先检查部署 Kubernetes 的依赖及其它配置是否符合要求。通过检查后，系统将提示您确认安装。输入 yes 并按 ENTER 继续部署。
部署完成需要大约 20-30 分钟左右，具体看网速和机器配置（注：kubeadm、kubelet 等 10个二进制安装包，总大小 400M，因下载限速 1024K，下载时间需要 7分钟）。
部署完成后，您应该会在终端上看到类似于下面的输出。提示部署完成的同时，输出中还会显示用户登陆 KubeSphere 的默认管理员用户和密码。
代码语言：javascript复制#####################################################
### Welcome to KubeSphere! ###
#####################################################
Console: http://192.168.9.91:30880
Account: admin
Password: P@88w0rd
NOTES：
1. After you log into the console, please check the
monitoring status of service components in
"Cluster Management". If any service is not
ready, please wait patiently until all components
are up and running.
2. Please change the default password after login.
#####################################################
https://kubesphere.io 2024-07-18 21:53:39
#####################################################
21:53:40 CST success: [ksp-control-1]
21:53:40 CST Pipeline[CreateClusterPipeline] execute successfully
Installation is complete.
Please check the result using the command:
kubectl logs -n kubesphere-system $(kubectl get pod -n kubesphere-system -l 'app in (ks-install, ks-installer)' -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') -f
3. 验证 k8s 集群
3.1 KubeSphere 管理控制台验证集群状态
我们打开浏览器访问 Control-1 节点的 IP 地址和端口 30880，可以看到 KubeSphere 管理控制台的登录页面。
输入默认用户 admin 和默认密码 P@88w0rd，然后点击「登录」。
- 查看集群节点信息（CPU、内存资源使用量不大）
ksp-clusters-nodes-sm-v341-v128
- 查看组件信息（最小化）
ksp-clusters-components-sm-v341-v128
- 查看监控信息
ksp-monitor-cluster-overview-sm-v341-v128
3.2 kubectl 命令行验证集群状态
本小节只是简单查看基本状态，并不全面，更多的细节请自己体验探索。
- 查看集群节点信息
在 control-1 节点运行 kubectl 命令获取 Kubernetes 集群上的可用节点列表。
代码语言：javascript复制kubectl get nodes -o wide
正确执行后，输出结果如下 : 在输出结果中可以看到，当前的 Kubernetes 集群节点数量，并详细展示每个节点的名字、状态、角色、存活时间、Kubernetes 版本号、内部 IP、操作系统类型、内核版本和容器运行时等信息。
代码语言：javascript复制$ kubectl get nodes -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
ksp-control-1 Ready control-plane,worker 19m v1.28.8 192.168.9.91 <none> openEuler 22.03 (LTS-SP3) 5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64 containerd://1.7.13
- 查看 Pod 列表
输入以下命令获取在 Kubernetes 集群上运行的 Pod 列表，确保所有的容器状态都是 Running。
代码语言：javascript复制kubectl get pods -o wide -A
正确执行后，输出结果如下 :
代码语言：javascript复制$ kubectl get pods -A
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system calico-kube-controllers-64f6cb8db5-xpvxx 1/1 Running 0 19m
kube-system calico-node-55kwb 1/1 Running 0 19m
kube-system coredns-668868dfd7-2xrdh 1/1 Running 0 19m
kube-system coredns-668868dfd7-qrzwf 1/1 Running 0 19m
kube-system kube-apiserver-ksp-control-1 1/1 Running 0 19m
kube-system kube-controller-manager-ksp-control-1 1/1 Running 0 19m
kube-system kube-proxy-ckwpf 1/1 Running 0 19m
kube-system kube-scheduler-ksp-control-1 1/1 Running 0 19m
kube-system nodelocaldns-xxtv7 1/1 Running 0 19m
kube-system openebs-localpv-provisioner-5745ff5d55-hb97q 1/1 Running 0 19m
kube-system snapshot-controller-0 1/1 Running 0 16m
kubesphere-controls-system default-http-backend-6cb77d666f-crg25 1/1 Running 0 14m
kubesphere-controls-system kubectl-admin-8645ffb545-lfpw2 1/1 Running 0 10m
kubesphere-monitoring-system alertmanager-main-0 2/2 Running 0 13m
kubesphere-monitoring-system kube-state-metrics-c7f495-774q4 3/3 Running 0 13m
kubesphere-monitoring-system node-exporter-fhfrr 2/2 Running 0 13m
kubesphere-monitoring-system notification-manager-deployment-7db68d88db-nq9zz 2/2 Running 0 12m
kubesphere-monitoring-system notification-manager-operator-84458578b7-5jssg 2/2 Running 0 13m
kubesphere-monitoring-system prometheus-k8s-0 2/2 Running 0 13m
kubesphere-monitoring-system prometheus-operator-75c77c79dd-5pr4t 2/2 Running 0 13m
kubesphere-system ks-apiserver-6648798548-mv5t9 1/1 Running 0 14m
kubesphere-system ks-console-6fb86cb4d7-dlxb8 1/1 Running 0 14m
kubesphere-system ks-controller-manager-5dd55694-w5g5w 1/1 Running 0 14m
kubesphere-system ks-installer-5d6fd76ff7-b6g7c 1/1 Running 0 19m
3.3 验证节点镜像列表
下面展示一下最小化部署一套 KubeSphere 和 Kubernetes 集群到底依赖哪些镜像，以及镜像的下载地址、TAG、大小。
- Control 节点的镜像列表（29 个）
$ crictl images
IMAGE TAG IMAGE ID SIZE
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/alertmanager v0.23.0 ba2b418f427c0 26.5MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/cni v3.27.3 6527a35581401 88.4MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/coredns 1.9.3 5185b96f0becf 14.8MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/defaultbackend-amd64 1.4 846921f0fe0e5 1.82MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/k8s-dns-node-cache 1.22.20 ff71cd4ea5ae5 30.5MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/ks-apiserver v3.4.1 c486abe6f1cc8 65.8MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/ks-console v3.4.1 aa81987f764d3 51.7MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/ks-controller-manager v3.4.1 2a2294b6c6af0 50.3MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/ks-installer v3.4.1 d6ce52546e1c3 156MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-apiserver v1.28.8 e70a71eaa5605 34.7MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-controller-manager v1.28.8 e5ae3e4dc6566 33.5MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-controllers v3.27.3 3e4fd05c0c1c0 33.4MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-proxy v1.28.8 5ce97277076c6 28.1MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-rbac-proxy v0.11.0 29589495df8d9 19.2MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-scheduler v1.28.8 ad3260645145d 18.7MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kube-state-metrics v2.6.0 ec6e2d871c544 12MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/kubectl v1.22.0 30c7baa8e18c0 26.6MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/linux-utils 3.3.0 e88cfb3a763b9 26.9MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/node-exporter v1.3.1 1dbe0e9319764 10.3MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/node v3.27.3 5c6ffd2b2a1d0 116MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/notification-manager-operator v2.3.0 7ffe334bf3772 19.3MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/notification-manager v2.3.0 2c35ec9a2c185 21.6MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/notification-tenant-sidecar v3.2.0 4b47c43ec6ab6 14.7MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/pause 3.9 e6f1816883972 321kB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/prometheus-config-reloader v0.55.1 7c63de88523a9 4.84MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/prometheus-operator v0.55.1 b30c215b787f5 14.3MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/prometheus v2.39.1 6b9895947e9e4 88.5MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/provisioner-localpv 3.3.0 739e82fed8b2c 28.8MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/kubesphereio/snapshot-controller v4.0.0 f1d8a00ae690f 19MB
4. 自动化 Shell 脚本
文章中所有操作步骤，已全部编排为自动化脚本，包含以下内容（因篇幅限制，不在此文档中展示）：
- Ansible 初始化操作系统基础配置
- Ansible 初始化磁盘配置
- Ansible 自动化安装 Kubernetes 依赖组件
运维有术星球会员请到专属代码仓库下载（价值内容，仅星球会员专享）。
以上，就是我今天分享的全部内容。下一期分享的内容还没想好，敬请期待开盲盒。
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