kubernetes项目部署

2024-08-26 09:45:46 浏览数 (2)

一、网络的配置

方法一：手动配置

你可以手动的来部署pod网络和service网络（容器引擎以docker为例）：

  • 在k8s的1.11版本以上的node节点，首先，你需要调用lvs工具使用命令来创建nat的规则：指定访问<service ip>地址的某个端口，转发到pod内部地址
  • 设置node节点的物理网卡，使用工具（太多，自己网上找）来实现<service ip>地址的overlay层叠网络
  • 设置docker容器的网络，docker network create -d overlay ... 添加一个层叠网络，然后将容器内的网卡分配进去，形成容器件的层叠网络

上面设置好以后，配置会自动通过连接api server最终存储到etcd中去。但是上面的配置过程十分的复杂，除非你对网络十分的属性

方法二：使用网络环境工具

由于pod网络和service网络配置十分复杂，而k8s实际上有着CNI的网络标准接口。市场上有很多网络环境工具，配置并运行后，直接就是一个pod网络和service网络环境，我们可以通过运行这些网络环境工具

让pod和service直接加入网络环境，这样就不用自己配置网络了，你只需要稍微配置一下工具，让你的pod和service加入到环境中去即可（其实工具配置通常就是需要你把node节点ip与service、pod相对应即可）。

常见的网络环境工具有

  • flannel

完整的网络配置，形成一个完善的pod网络和service网络环境

  • calico

完整的网络配置和网络策略，在形成一个完善的pod网络和service网络环境前提下，又提供了网络的隔离，可以让pod之间不在互通。但是此工具的配置也不简单

  • cannel

结合上面两者的优点，形成一个完善的pod网络和service网络环境又提供了网络的隔离，配置还不复杂

二、部署

前面已经详细的介绍了kubernetes的结构和网络，部署kubernetes就是将master端和node端的组件部署上，把网络部署好（通常会使用网络环境工具）即可运行kubernetes。当然，这里的部署也分为2种办法：

手动部署介绍

将kubernetes集群的master和node各个组件下载并安装，然后以deamon的形式启动。最后使用网络环境工具部署好网络，通常使用flannel工具

使用部署工具部署介绍

kubernetes有很多的部署工具，有基于ansible的部署工具，有专门在特定的云主机（aws、谷歌云）上的部署工具kops。这里只介绍一个kubernetes官方的部署工具：kuberadm

kuberadm 在部署kubernetes时，master端的api server、scheduler调度器组件、control manager控制管理器组件，都是通过开启一个pod静态static容器来提供服务

由于master端的组件都由pod提供的容器来服务，因此使用kubeadm部署方法master也会装上kubelet和docker（容器引擎）

使用kubeadm来部署kubernetes

kubeadm部署流程需要注意k8s与docker的版本匹配和镜像拉取的问题，此外，建议使用新一点的docker版本。yum源上面的docker版本过于老旧了，不支持部署最新的k8s

部署前的准备

在部署kubernetes集群前，你得先做好集群部署的准备：

节点hosts文件的主机名最好能够相互解析

每个节点的时间需要同步，否则容易出问题

每个节点的防火墙，必须要先关闭：iptables -F

根据前面的kubeadm部署的结构图所知，不论是master端还是node端，都需要创建pod容器（master为静态、node为动态），因此都会需要3个组件：kubelet容器实际管理组件、容器引擎docker（最好是最新版）

、kubeadm集群部署工具。除此之外，还可以安装一个kubernetes的客户端命令工具：kubectl

此外，kubeadm在部署master时，会下载master组件（api server、scheduler、control manager等）的镜像，但是镜像在国外无法拉取，因此要想办法获取到镜像

kubernetes集群的所有节点上都需要进行一次准备工作，具体过程如下：

配置阿里的yum源

配置docker-ce的yum源

代码语言：shell复制
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
[docker-ce-stable]
name=Docker CE Stable - $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/$basearch/stable
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-stable-debuginfo]
name=Docker CE Stable - Debuginfo $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/debug-$basearch/stable
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-stable-source]
name=Docker CE Stable - Sources
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/source/stable
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-edge]
name=Docker CE Edge - $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/$basearch/edge
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-edge-debuginfo]
name=Docker CE Edge - Debuginfo $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/debug-$basearch/edge
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-edge-source]
name=Docker CE Edge - Sources
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/source/edge
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-test]
name=Docker CE Test - $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/$basearch/test
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-test-debuginfo]
name=Docker CE Test - Debuginfo $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/debug-$basearch/test
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-test-source]
name=Docker CE Test - Sources
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/source/test
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-nightly]
name=Docker CE Nightly - $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/$basearch/nightly
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-nightly-debuginfo]
name=Docker CE Nightly - Debuginfo $basearch
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/debug-$basearch/nightly
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg

[docker-ce-nightly-source]
name=Docker CE Nightly - Sources
baseurl=https://download.docker.com/linux/centos/7/source/nightly
enabled=0
gpgcheck=1
gpgkey=https://download.docker.com/linux/centos/gpg
EOF

配置kubernetes for kubeadm的yum源

代码语言：shell复制
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

生成yum缓存

代码语言：shell复制
yum clean all
yum makecache

节点上yum安装kubelet pod管理工具、kubeadm部署工具、docker-ce版本、kuberctl k8s客户端命令工具

代码语言：shell复制
yum install docker-ce kubeadm kubectl kubelet

#安装完成后，使docker和kubelet自启动
systemctl enable docker kubelet

解决docker-ce下的一些错误和警告

docker-ce启动后，使用docker info有3个警告：

前2个是iptables未打开桥接的功能，因为在部署k8s时，因为要部署service所有得生成大量的iptables规则，其中就会用到iptables的桥接功能。因此需要打开iptables的桥接：

代码语言：shell复制
echo 1 >  /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
echo 1 >  /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-ip6tables

最后一个警告是xfs文件系统有个属性ftype设置有问题，应该设置为1（xfs_info /命令可以查询）。因为overlay2文件系统格式需要底层xfs类型文件开启ftype，从而使overlayfs存储驱动支持d_type

这个问题有可能导致Docker在使用时报错。（如果overlayfs存储驱动不支持d_type的话，容器在操作文件系统时可能会出现一些奇怪的错误：比如在bootstrap的时候出现Chown error，或者rebuild时发生错误等等。）

解决办法为重新创建文件系统：

代码语言：shell复制
umount <device路径>      //device的路径可以在xfs_info中找到
#umount -l <device路径> //如果提示device is busy。强制卸载同时要重启

mkfs.xfs -n ftype=1 /<device路径>  //重新格式化device，在此
mount <device路径>    //重新挂载
xfs_info /    //查看结果

拉取镜像

kubeadm部署k8s时需要的镜像文件由于某些原因，国内无法访问，因此需要想办法拿到相关的镜像文件

方法一(已经失效)：

修改docker启动服务文件： vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

代码语言：shell复制
#在[Service]标签下面添加
Environment="HTTPS_PROXY=http://www.ik8s.io:10080" 
Environment="NO_PROXY=127.0.0.0/8,<内网地址>/24"

#添加完成后，reload
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

上诉代码的环境变量表示在访问除内网、本地所在的地址时，使用代理（先连接代理网站），通过代理网站来下载国外的kubeadm部署k8s需要的镜像

方法二： 使用Google的镜像站，然后修改标签

了解kubeadm安装的k8s版本需要那些版本的软件包（这个可以通过kubeadm init初始化一次看到）

我在执行kubeadm初始化时，因为拉取不到镜像产生了error，但是也知道了自己需要安装的软件版本，因此我可以去google的镜像网站去拉取：

代码语言：shell复制
#google镜像网址拉取kubeadm部署k8s需要的镜像
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-apiserver:v1.14.2
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager:v1.14.2
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler:v1.14.2
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy:v1.14.2
docker pull mirrorgooglecontainers/pause:3.1
docker pull mirrorgooglecontainers/etcd:3.3.10
docker pull coredns/coredns:1.3.1

拉取好以后，修改tag标签的registry为”k8s.gcr.io“，这是kubeadm默认的镜像拉取registry地址：

代码语言：shell复制
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-apiserver:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.14.2
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.14.2
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-scheduler:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.14.2
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-proxy:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.14.2
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1
docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/etcd:3.3.10 k8s.gcr.io/etcd:3.3.10
docker tag docker.io/coredns/coredns:1.3.1 k8s.gcr.io/coredns:1.3.1

建议本地在保存一份下载并更改好标签的kubeadm所需镜像：

代码语言：shell复制
docker save -o kubeadm_need_images.tar k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.14.2 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.14.2 k8s.gcr.io/pause:3.1 k8s.gcr.io/etcd:3.3.10 k8s.gcr.io/coredns:1.3.1

kubeadm下kubernetes集群master节点的初始部署

准备工作完成后，就可以初始化master端了

所谓master节点初始化，就是安装好master端的组件，然后配置master端，生成令牌，等待node节点的加入。

使用kubeadm init命令初始化k8s集群master节点

使用初始化命令：

代码语言：shell复制
kubeadm init --kubernetes-version=v1.14.2 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12 --apiserver-advertise-address=<默认为0.0.0.0> --apiserver-bind-port=<默认为6443>

如上面命令，初始化时需要指定安装的k8s的版本，和k8s集群中的pod网络、service网络地址，而这里添的地址是为了配合fannel插件的k8s网络地址配置，如果要使用fannel就填上面的ip地址，这是fannel默认给k8s集群中的pod和service配置的网络地址

后面2个选择可以不加使用默认值

使用 kubeadm init --help 可以获取更多的参数详解

错误/警告的解决

执行初始化命令后，可能会遇到部分错误和警告信息，其中k8s版本和docker不兼容的警告或者错误需要自己去网上查询k8s和docker的匹配兼容版本，这里不做详解。其他常见错误/警告解决如下：

WARNNING信息："Docker cgroup驱动程序不是systemd"

解决方法：

代码语言：shell复制
vim /etc/docker/daemon.json
#修改内容为
{
    "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

systemctl restart docker

错误信息[ERROR Swap]: running with swap on is not supported. Please disable swap

解决方法：

修改/etc/sysconfig/kubelet文件

代码语言：shell复制
vim /etc/sysconfig/kubelet

#修改后的内容为
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"

然后 kubeadm init命令添加忽略选项：kubeadm init --kubernetes-version=v1.14.2 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12 --ignore-preflight-errors=Swap

master节点kubeadm init后的部署

  • 1.以普通用户权限，拷贝k8s的认证文件到自己的家目录，并更改文件所有权，具体代码输出结果上已经写的很清楚了
代码语言：shell复制
useradd chen #创建一个普通用户
echo "123456" |passed stdin chen #给用户配置密码

#vim /etc/sudoers  #修改授权文件，给普通用户授权
visudo             #修改授权文件，给普通用户授权
#在 ”root    ALL=(ALL)       ALL“下面添加一行：
chen    ALL=(ALL)       ALL

su - chen          #切换到普通用户
#下面的代码按照kubeadm init 初始化后，在最后输出的信息。如 6.2.1最后图上所示
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf  ~/.kube/config
sudo chown chen.chen ~/.kube/config

普通用户把凭证文件拷贝到家目录后，就可以使用kubectl客户端连接k8s的服务端了。注意：没有凭证文件的用户是无法使用kubectl连接到ks8服务端的，即使是root用户。测试chen普通用户是否能连接到k8s服务端：

代码语言：shell复制
su - chen          #切换到有凭证的用户
#使用kubectl客户端命令查看能连接到服务端(apiserver)
kubectl get nodes  #查看集群中的各个节点
kubectl get ns     #查看集群中的pod空间。多个pod可以归纳在一起称为pod的（名称）空间
kubectl get pods -n kube-system #kube-system是kubeadm把与系统相关的pod归纳到了此空间中

master端使用fannel配置网络
前面的步骤已经使用kubeadm已经将master端运行需要的组件都安装完毕，并且也配置好了kubectl客户端连接k8s服务端的凭证。现在缺少给pod配置网络

master端利fannel镜像开启一个pod容器，可以快速的将集群节点内的pod加入到一个网络环境中，这就组成了pod的网络

配置fannel网络在Kubernetes v1.7 版本以上只需要一条命令：(项目地址：https://github.com/coreos/flannel)

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

执行后，会自动拉取quay.io上的fannel镜像，拉取完后，kubelet会用fannel镜像启动一个pod，然后将节点上的pod加入同一个网络，即生成了一个pod网络

代码语言：shell复制
kubectl get pods -n kube-system -o wide       #查看系统的pod空间详细，可以看到fannel的网络

到了这步，master节点的初始部署就算完成了

kubeadm下kubernetes集群node节点加入到kubernetes集群

node节点和master一样要进行“kubeadm部署前的准备” 包括 kubeadm、docker-ce、kubelet、kubectl组件的安装和镜像的获取。

除此，node节点也要处理maste端的警告信息： Docker cgroup驱动程序不是systemd 和 错误信息： [ERROR Swap]: running with swap on is not supported. Please disable swap

代码语言：shell复制
#处理警告信息
vim /etc/docker/daemon.json
    #修改内容为
    {
        "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
    }
systemctl restart docker

#处理错误信息
vim /etc/sysconfig/kubelet
    
#修改后的内容为
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"

初始化node节点

只需要执行一条kubeadm上的命令，加入到集群即可(注意处理swap错误)：

代码语言：shell复制
kubeadm join 192.168.0.201:6443 --token 23kp0e.4ah0aorx0gvglnb9 
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:a99ebb97a064ce9dd7704869fadb9c7ed78ed5883ff3c21eca64b00a4f079b5a 
--ignore-preflight-errors=Swap

在加入时，可能会看到一个报错，这时需要在master端在生成一个tocken：

代码语言：shell复制
kubeadm token create   #master端执行

生成新的tocken后，node端使用新的tocken加入集群：

代码语言：shell复制
kubeadm join 192.168.0.201:6443 --token kz8swt.4tbtlzwpyjzpq62g 
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:a99ebb97a064ce9dd7704869fadb9c7ed78ed5883ff3c21eca64b00a4f079b5a 
--ignore-preflight-errors=Swap

node节点加入到集群后，使用命令：

代码语言：shell复制
#su - chen
kubectl get nodes

详细描述节点信息：

代码语言：shell复制
kubectl describe nodes <node名称>

初始化node节点

至此，kubernetes的基本部署算是完成了

补充说明

如果遇到在k8s集群中，当一个节点无法访问集群内其他节点的service或者pod地址时（尤其是在node节点重启后），通常会报以下错误：

代码语言：shell复制
Failed connect to <节点的pod地址>/<节点的service地址>; No route to host

这个时候，需要你在无法访问的目标node节点上清除一下防火墙规则：

代码语言：shell复制
iptables -F
kubernetes

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