还不会K8S吗?先从kubeadm开始吧

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kubeadm是Kubernetes官方提供的用于快速安装Kubernetes集群的工具,伴随Kubernetes每个版本的发布都会同步更新,kubeadm会对集群配置方面的一些实践做调整,通过实验kubeadm可以学习到Kubernetes官方在集群配置上一些新的最佳实践。

在Kubernetes的文档Creating a single master cluster with kubeadm中已经给出了目前kubeadm的主要特性已经处于beta状态了,在2018年将进入GA状态,说明kubeadm离可以在生产环境中使用的距离越来越近了。

下面我将介绍一下kubeadm的安装,比起k8s的二进制安装方式,kubeadm的安装门槛较低,更容易上手。

1. 准备工作

1.1 机器准备

准备三台Centos7.x虚拟机,具体配置如下:

IP Role CPU Memory Hostname
192.168.199.231 master >= 2C >= 2G master
192.168.199.232 worker >= 2C >= 2G node1
192.168.199.233 worker >= 2C >= 2G node1

IP 根据你自己宿主机机器网段决定。

1.2 系统配置

1.2.1 主机名及域名解析

# 192.168.199.231上执行
hostnamectl set-hostname master

# 192.168.199.232上执行
hostnamectl set-hostname node1

# 192.168.199.233上执行
hostnamectl set-hostname node2

# 192.168.199.231、192.168.199.232、192.168.199.233三台都执行
cat <<EOF>>/etc/hosts
192.168.199.231 master
192.168.199.232 node1
192.168.199.233 node2
EOF

设置完后,相互ping一下看看网络是否通。如:ping node1

1.2.2 免密登录

设置 master 可以无密码登录所有节点的 root 账户:

## 第一步:在master节点执行,一路回车到底
ssh-keygen -t rsa

## 第二步:在master节点执行以下三句,然后分别输入对应机器登录密码
ssh-copy-id root@master
ssh-copy-id root@node1
ssh-copy-id root@node2

1.2.3 配置yum源

注意:所有虚拟机都需要执行下面的操作

配置阿里软件源(base和epel):

mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo_bak 
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
mv /etc/yum.repos.d/epel.repo /etc/yum.repos.d/epel.repo.backup
mv /etc/yum.repos.d/epel-testing.repo /etc/yum.repos.d/epel-testing.repo.backup
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

最后一句记得回车,配置完过后,可通过命令:

yum repolist

来查看是否配置成功。如果出现如下信息则表示成功:

  • base: mirrors.aliyun.com
  • extras: mirrors.aliyun.com
  • updates: mirrors.aliyun.com

配置国内Kubernetes源:

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

配置docker源:

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

执行清理和更新:

yum clean all && yum makecache && yum update -y	# 第一次需要比较久的时间,去喝杯水休息休息

1.2.4 安装必要依赖包

在三台机器上执行命令:

yum install -y epel-release
yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget
/usr/sbin/modprobe ip_vs # 这一句记得回车
ipvs 依赖 ipset
ntp 保证各机器系统时间同步;

1.2.5 关闭防火墙、SELinux、Swap分区

注意:所有虚拟机都需要执行下面的操作

关闭防火墙:

systemctl stop firewalld && 
systemctl disable firewalld && 
iptables -F && iptables -X && iptables -F -t nat && iptables -X -t nat && 
iptables -P FORWARD ACCEPT

关闭SELinux:

setenforce 0
sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

关闭Swap分区:

swapoff -a
sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

1.2.6 配置内核参数

注意:所有虚拟机都需要执行下面的操作

将桥接的IPv4流量传递到iptables的链,swappiness参数调整:

cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0 # 禁止使用 swap 空间,只有当系统 OOM 时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1 # 不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0 # 开启 OOM
EOF
modprobe ip_vs_rr
modprobe br_netfilter
sysctl --system # 记得回车

2. 安装Docker

2.1 安装

Kubernetes从1.6开始使用CRI(Container Runtime Interface)容器运行时接口。默认的容器运行时仍然是Docker,使用的是kubelet中内置dockershim CRI实现。

查看版本:

# 查看docker版本
yum list docker-ce.x86_64 --showduplicates | sort -r

# 查看docker cli版本
yum list docker-ce-cli.x86_64  --showduplicates |sort -r

Kubernetes 1.15已经针对Docker的1.13.1, 17.03, 17.06, 17.09, 18.06,18.09等版本做了验证,需要注意Kubernetes 1.15最低支持的Docker版本是1.13.1。 我们这里在各节点安装docker的19.03.9版本。

# 安装docker、docker-cli
yum install -y docker-ce-19.03.9-3.el7 docker-ce-cli-19.03.9-3.el7

# 开机启动 && 启动docker
systemctl enable docker && systemctl start docker

# 查看版本
docker --version

安装docker还可以通过脚本,详情见: https://leisure.wang/procedural-framework/docker/112.html

2.2 配置镜像加速

# 第一步:创建目录(不存在则创建)
mkdir -p /etc/docker

# 第二步:创建并配置daemon.json文件
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
   "registry-mirrors": [
      "https://registry.docker-cn.com",
      "https://hub-mirror.c.163.com", 
      "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
   ],
   "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
   "log-driver": "json-file",
   "log-opts": {
      "max-size": "100m",
      "max-file": "5"
   }
}
EOF

# 第三步:重新加载配置并重启docker
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

确认一下iptables filter表中FOWARD链的默认策略(pllicy)为ACCEPT:

# 命令
iptables -nvL

# 结果部分如下:
Chain INPUT (policy ACCEPT 321 packets, 18442 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         

Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         
    0     0 DOCKER-USER  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
    0     0 DOCKER-ISOLATION-STAGE-1  all  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
    0     0 ACCEPT     all  --  *      docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ctstate RELATED,ESTABLISHED
    0     0 DOCKER     all  --  *      docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
    0     0 ACCEPT     all  --  docker0 !docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
    0     0 ACCEPT     all  --  docker0 docker0  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

3. 使用kubeadm部署k8s集群

3.1 安装kubeadm、kubelet、kubectl

需要在每台机器上都安装以下的软件包:

  • Kubelet:负责与其他节点集群通信,并进行本节点Pod和容器生命周期的管理。
  • Kubeadm:是Kubernetes的自动化部署工具,降低了部署难度,提高效率。
  • Kubectl:是Kubernetes集群管理工具。

查看可用版本:

yum list --showduplicates | grep 'kubeadm\|kubectl\|kubelet'

选择安装kubeadm1.18.0、kubelet1.18.0、kubectl1.18.0

# 安装
yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0 --disableexcludes=kubernetes

# 此时还不能启动kubelet,先设置开机启动
systemctl enable --now kubelet

从安装结果可以看出还安装了cri-tools, kubernetes-cni, socat三个依赖:

  • socat是kubelet的依赖
  • cri-tools是CRI(Container Runtime Interface)容器运行时接口的命令行工具

运行kubelet –help可以看到原来kubelet的绝大多数命令行flag参数都被DEPRECATED了。

而官方推荐我们使用–config指定配置文件,并在配置文件中指定原来这些flag所配置的内容。具体内容可以查看这里 Set Kubelet parameters via a config file 。这也是Kubernetes为了支持动态Kubelet配置(Dynamic Kubelet Configuration)才这么做的,参考 Reconfigure a Node’s Kubelet in a Live Cluster

kubelet的配置文件必须是json或yaml格式,具体可查看 这里

3.2 配置kubeadm

查看kubelet安装了哪些文件:

# 命令
rpm -ql kubelet

# 结果
/etc/kubernetes/manifests				# 清单目录
/etc/sysconfig/kubelet					# 配置文件
/usr/bin/kubelet						# 主程序
/usr/lib/systemd/system/kubelet.service	# unit file

在所有虚拟机上修改/etc/sysconfig/kubelet,加入:

# 命令
sed -i "s/KUBELET_EXTRA_ARGS=/KUBELET_EXTRA_ARGS=\"--fail-swap-on=false\"/" /etc/sysconfig/kubelet

# 查看是否修改
cat /etc/sysconfig/kubelet

# 查看结果
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"

安装 kubernetes 主要是安装它的各个镜像,而 kubeadm 已经为我们集成好了运行 kubernetes 所需的基本镜像。但由于国内的网络原因,在搭建环境时,无法拉取到这些镜像。此时我们只需要修改为阿里云提供的镜像服务即可解决该问题。

导出配置文件(未修改文件,不可用):

kubeadm config print init-defaults --kubeconfig ClusterConfiguration > kubeadm.yml

针对kubeadm.yml文件做修改,新增修改处有4个,如下注释位置,做相应修改即可:

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.199.231 # 修改项,更改为master节点IP
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: master
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controlPlaneEndpoint: "" # 新增项
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers # 修改项,修改为阿里云镜像仓库
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.18.0
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: "10.244.0.0/16" # 新增项,配置Flannel的默认网段
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
---
# 新增项start:开启IPVS模式
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
  SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs
# 新增项end:开启IPVS模式

配置修改好后,将配置文件复制到node1、node2备用:

scp kubeadm.yml root@node1:/root
scp kubeadm.yml root@node2:/root

查看和拉取镜像:

# 查看所需镜像列表
kubeadm config images list --config kubeadm.yml
# 拉取镜像 (所有机器都执行)
kubeadm config images pull --config kubeadm.yml
# 执行完毕后,通过命令就可以看到镜像了:
docker images

3.3 使用kubeadm 配置master 节点

注意:在master执行下面的操作

3.3.1 安装 kubernetes 主节点

执行以下命令初始化主节点,该命令指定了初始化时需要使用的配置文件,其中添加 --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。追加的 tee kubeadm-init.log 用以输出日志。

# 初始化命令
kubeadm init --config=kubeadm.yml --upload-certs | tee kubeadm-init.log

# 成功则返回如下信息:
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

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:

kubeadm join 192.168.199.231:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d65d8f7646c8503c40d622e29ff4ec74ce3aac5b83f87d2950d2301d6a1faf5c

node1、node2想要加入集群,需要执行上一步返回结果中的命令:

kubeadm join 192.168.199.231:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d65d8f7646c8503c40d622e29ff4ec74ce3aac5b83f87d2950d2301d6a1faf5c
--token:加入集群的token
--discovery-token-ca-cert-hash:发现token证书hash

此时还无法通过命令kubectl get nodes查看节点信息,需要等下面的配置。

如果忘记了加入集群的命令怎么办呢?通过下面两个方法获取token和discovery-token-ca-cert-hash,然后按照上面的命令的格式拼接起来即可。

获取Token,可以在 Master 上输入以下命令查看:

kubeadm token list

默认情况下 Token 过期是时间是24小时,如果 Token 过期以后,可以输入以下命令,生成新的 Token:

kubeadm token create

获取discovery-token-ca-cert-hash 的方法,在 Master 运行以下命令查看:

openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

注意:如果安装 kubernetes 版本和下载的镜像版本不统一则会出现 timed out waiting for the condition 错误。中途失败或是想修改配置可以使用 kubeadm reset 命令重置配置,再做初始化操作即可。

3.3.2 配置 kubectl

执行初始化集群时候输出结果中的命令:

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
# 非root用户执行
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

验证是否成功:

# 命令
kubectl get nodes

# 结果
NAME     STATUS     ROLES    AGE   VERSION
master   NotReady   master   18m   v1.18.0
node1    NotReady   <none>   14m   v1.18.0
node2    NotReady   <none>   14m   v1.18.0

至此主机诶单配置完成。

3.3.3 kubeadm init执行过程

  • init:指定版本进行初始化操作
  • preflight:初始化前的检查和下载所需要的 Docker 镜像文件
  • kubelet-start:生成 kubelet 的配置文件 var/lib/kubelet/config.yaml,没有这个文件 kubelet 无法启动,所以初始化之前的 kubelet 实际上启动不会成功
  • certificates:生成 Kubernetes 使用的证书,存放在 /etc/kubernetes/pki 目录中
  • kubeconfig:生成 KubeConfig 文件,存放在 /etc/kubernetes 目录中,组件之间通信需要使用对应文件
  • control-plane:使用 /etc/kubernetes/manifest 目录下的 YAML 文件,安装 Master 组件
  • etcd:使用 /etc/kubernetes/manifest/etcd.yaml 安装 Etcd 服务
  • wait-control-plane:等待 control-plan 部署的 Master 组件启动
  • apiclient:检查 Master 组件服务状态。
  • uploadconfig:更新配置
  • kubelet:使用 configMap 配置 kubelet
  • patchnode:更新 CNI 信息到 Node 上,通过注释的方式记录
  • mark-control-plane:为当前节点打标签,打了角色 Master,和不可调度标签,这样默认就不会使用 Master 节点来运行 Pod
  • bootstrap-token:生成 token 记录下来,后边使用 kubeadm join 往集群中添加节点时会用到
  • addons:安装附加组件 CoreDNS 和 kube-proxy

3.4 使用kubeadm配置 worker 节点

3.4.1 将worker加入到集群

将 worker节点加入到集群中很简单,上一步也做了介绍,只需要执行init返回结果中的命令:

kubeadm join 192.168.199.231:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d65d8f7646c8503c40d622e29ff4ec74ce3aac5b83f87d2950d2301d6a1faf5c

3.4.2 验证是否成功

在master节点上运行:

# 命令
kubectl get cs,nodes

# 结果
NAME                                 STATUS    MESSAGE             ERROR
componentstatus/scheduler            Healthy   ok                  
componentstatus/controller-manager   Healthy   ok                  
componentstatus/etcd-0               Healthy   {"health":"true"}   

NAME          STATUS     ROLES    AGE   VERSION
node/master   NotReady   master   84m   v1.18.0
node/node1    NotReady   <none>   80m   v1.18.0
node/node2    NotReady   <none>   79m   v1.18.0

如果 worker节点加入 master 时配置有问题可以在 worker节点上使用 kubeadm reset 重置配置再使用 kubeadm join 命令重新加入即可。希望在 master 节点删除 node ,可以使用 kubeadm delete nodes 删除。

3.4.3 查看 pod 状态

# 在master上运行
kubectl get pod -n kube-system -o wide

# 结果
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
coredns-7ff77c879f-k94rw         0/1     Pending   0          86m   <none>            <none>   <none>           <none>
coredns-7ff77c879f-whhdf         0/1     Pending   0          86m   <none>            <none>   <none>           <none>
etcd-master                      1/1     Running   0          86m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          86m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          86m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-proxy-8jvj5                 1/1     Running   1          86m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-proxy-hm8cx                 1/1     Running   1          82m   192.168.199.232   node1    <none>           <none>
kube-proxy-psnc9                 1/1     Running   1          82m   192.168.199.233   node2    <none>           <none>
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          86m   192.168.199.231   master   <none>           <none>

由此可以看出 coredns 尚未运行,此时我们还需要安装网络插件。

3.5 配置网络

Kubernetes 中可选的 CNI 插件如下:

  • Flannel
  • Calico
  • Canal
  • Weave

3.5.1 安装flannel网络

# 下载kube-flannel.yml文件,如果无法下载请在附件中获取。
curl -O https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 安装
kubectl apply -f  kube-flannel.yml

3.5.2 配置网卡名称(可选)

如果Node有多个网卡的话,参考flannel issues 39701,目前需要在kube-flannel.yml中使用–iface参数指定集群主机内网网卡的名称,否则可能会出现dns无法解析。需要将kube-flannel.yml下载到本地,flanneld启动参数加上–iface= ,网卡名称可通过ip address命令获取,格式为ensXX

# 部分内容
......
containers:
      - name: kube-flannel
        image: quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        - --iface=ens32
......

3.5.3 查看Pod状态

使用kubectl get pod –all-namespaces -o wide确保所有的Pod都处于Running状态:

# 命令
watch kubectl get pod --all-namespaces -o wide
# 结果(需要等待所有状态为Running,时间可能需要3-5分钟)
NAMESPACE     NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
kube-system   coredns-7ff77c879f-k94rw         1/1     Running   0          126m   10.244.0.3        master   <none>           <none>
kube-system   coredns-7ff77c879f-whhdf         1/1     Running   0          126m   10.244.0.2        master   <none>           <none>
kube-system   etcd-master                      1/1     Running   0          126m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-system   kube-apiserver-master            1/1     Running   0          126m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-system   kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          126m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-system   kube-flannel-ds-amd64-6rcjk      1/1     Running   0          15m    192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-system   kube-flannel-ds-amd64-n464m      1/1     Running   0          15m    192.168.199.232   node1    <none>           <none>
kube-system   kube-flannel-ds-amd64-rlghv      1/1     Running   0          15m    192.168.199.233   node2    <none>           <none>
kube-system   kube-proxy-8jvj5                 1/1     Running   1          126m   192.168.199.231   master   <none>           <none>
kube-system   kube-proxy-hm8cx                 1/1     Running   1          122m   192.168.199.232   node1    <none>           <none>
kube-system   kube-proxy-psnc9                 1/1     Running   1          121m   192.168.199.233   node2    <none>           <none>
kube-system   kube-scheduler-master            1/1     Running   0          126m   192.168.199.231   master   <none>           <none>

至此基本环节已经部署完毕,如果没有问题,就可以展开k8s的学习之旅了。

3.5.4 问题处理(可选)

3.5.4.1 解决 ImagePullBackOff

在使用 watch kubectl get pods --all-namespaces 命令观察 Pods 状态时如果出现 ImagePullBackOff 无法 Running 的情况,请尝试使用如下步骤处理:

  • Master 中删除 Nodes:kubectl delete nodes
  • worker中重置配置:kubeadm reset
  • worker重启计算机:reboot
  • worker重新加入集群:kubeadm join

3.5.4.2 Master节点参与工作负载

出于安全原因,您的群集不会在主服务器上安排pod。如果您希望能够在主服务器上安排pod,例如对于用于开发的单机Kubernetes集群,可以运行以下命令:

# 所有主服务器都安排 pod
kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

# 指定节点 master 服务器都安排 pod
kubectl taint nodes <master-hostname> node-role.kubernetes.io/master-
如:kubectl taint nodes master node-role.kubernetes.io/master-

3.6 验证集群DNS是否可用

3.6.1 新建文件my-nginx.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

3.6.2 创建Deployment并生成my-nginx服务

# 创建Deployment
kubectl create -f my-nginx.yaml

# 查看Deployment
kubectl get deploy

# 生成服务
kubectl expose deploy my-nginx

# 查看服务
kubectl get services(或 kubectl get svc)
# 结果
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   3h2m
my-nginx     ClusterIP   10.110.206.225   <none>        80/TCP    7m34s

3.6.3 创建dnsutils-ds.yml文件

创建另一个 Pod,查看 /etc/resolv.conf 是否包含 kubelet 配置的 --cluster-dns 和 --cluster-domain,是否能够 将服务 my-nginx 解析到对应的 Cluster IP 10.110.206.225

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dnsutils-ds
  labels:
    app: dnsutils-ds
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: dnsutils-ds
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: dnsutils-ds
  labels:
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: dnsutils-ds
  template:
    metadata:
      labels:
        app: dnsutils-ds
    spec:
      containers:
      - name: my-dnsutils
        image: tutum/dnsutils:latest
        command:
          - sleep
          - "3600"
        ports:
        - containerPort: 80

3.6.4 创建pod dnsutils-ds

kubectl create -f dnsutils-ds.yml

3.6.5 查看pod节点

# 命令
kubectl get pods

# 结果
NAME                        READY   STATUS             RESTARTS   AGE
curl                        0/1     CrashLoopBackOff   13         46m
dnsutils-ds-2xgtq           1/1     Running            0          103s
dnsutils-ds-dvzjm           1/1     Running            0          103s
dnsutils-ds-xtsvz           1/1     Running            0          103s
my-nginx-5c7d476867-sqpjv   1/1     Running            0          19m
my-nginx-5c7d476867-vv57z   1/1     Running            0          19m

3.6.6 开始验证DNS

# 命令
kubectl exec dnsutils-ds-2xgtq -- nslookup my-nginx

# 结果
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10#53

Name:   my-nginx.default.svc.cluster.local
Address: 10.110.206.225

从结果看Address: 10.110.206.225已经成功了。

另外,解析外部域名时,需要以 . 结尾:

# 命令
kubectl exec dnsutils-ds-2xgtq -- nslookup leisure.wang.

# 结果
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10#53

Non-authoritative answer:
Name:   leisure.wang
Address: 121.36.158.21

3.7 从集群中删除Node

如果需要从集群中移除node2这个Node执行下面的命令:

在master节点上执行:

kubectl drain node2 --delete-local-data --force --ignore-daemonsets
kubectl delete node node2

在 Node 被删除,需要重启所有 kubeadm 安装状态:

kubeadm reset
# 如果要完全删除,请执行下面的清理命令
ifconfig cni0 down
ip link delete cni0
ifconfig flannel.1 down
ip link delete flannel.1
rm -rf /var/lib/cni/

3.8 解决apiserver访问时匿名用户禁用问题

浏览器访问 kube-apiserver 的安全端口 6443 时,提示:

{
	"kind": "Status",
	"apiVersion": "v1",
	"metadata": {

	},
	"status": "Failure",
	"message": "forbidden: User \"system:anonymous\" cannot get path \"/\"",
	"reason": "Forbidden",
	"details": {

	},
	"code": 403
}

对于正式环境,需要创建一个用户并授权,在上面二进制二进制安装里介绍过,多少还是烦了点。

对于学习环境,我们不需要那么麻烦,不就是匿名用户被禁用了吗,直接给匿名用户授权就可以了。

解决办法:绑定一个cluster-admin的权限

kubectl create clusterrolebinding system:anonymous   --clusterrole=cluster-admin   --user=system:anonymous

4. 部署whoami

whoami 是一个简单的HTTP docker服务,用于打印容器ID

在 Master 运行部署 Whoami:

kubectl create deployment whoami --image=idoall/whoami

查看 Whoami 部署状态:

kubectl get deployments

查看 Whoami 的部署信息:

kubectl describe deployment whoami

查看 Whoami 的pod信息:

kubectl describe pod whoami

为 Whoami 扩展端口;创建一个可以通过互联网访问的 Whoami 容器:

kubectl create service nodeport whoami --tcp=80:80

[本文由https://leisure.wang/整理提供]

上面的命令将在主机上为 Whoami 部署创建面向公众的服务。

由于这是一个节点端口部署,因此 kubernetes 会将此服务分配给32000+范围内的主机上的端口。

查看当前的服务状态:

# 命令
kubectl get svc,pods -o wide

# 结果
NAME                  TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE     SELECTOR
service/dnsutils-ds   NodePort    10.97.94.13      <none>        80:30157/TCP   37m     app=dnsutils-ds
service/kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        3h45m   <none>
service/my-nginx      ClusterIP   10.110.206.225   <none>        80/TCP         51m     app=my-nginx
service/whoami        NodePort    10.108.27.255    <none>        80:32729/TCP   29s     app=whoami

NAME                            READY   STATUS             RESTARTS   AGE     IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/curl                        0/1     CrashLoopBackOff   20         82m     10.244.1.2   node1    <none>           <none>
pod/dnsutils-ds-2xgtq           1/1     Running            0          37m     10.244.1.4   node1    <none>           <none>
pod/dnsutils-ds-dvzjm           1/1     Running            0          37m     10.244.0.4   master   <none>           <none>
pod/dnsutils-ds-xtsvz           1/1     Running            0          37m     10.244.2.3   node2    <none>           <none>
pod/my-nginx-5c7d476867-sqpjv   1/1     Running            0          55m     10.244.1.3   node1    <none>           <none>
pod/my-nginx-5c7d476867-vv57z   1/1     Running            0          55m     10.244.2.2   node2    <none>           <none>
pod/whoami-7976c8ddf6-9lbcp     1/1     Running            0          5m13s   10.244.2.4   node2    <none>           <none>

上面的服务可以看到 Whoami 运行在 32729 端口。

测试 Whoami 服务是否运行正常:

# 命令
curl node1:32729 

# 结果
[mshk.top]I'm whoami-7976c8ddf6-9lbcp

扩展部署应用:

kubectl scale --replicas=3 deployment/whoami

查看扩展后的结果,可以看到 Whoami 在 master、node1、node2上面都有部署

ClusterIP 模式会提供一个集群内部的虚拟IP(与Pod不在同一网段),以供集群内部的 Pod 之间通信使用。

删除 Whoami 部署:

kubectl delete deployment whoami
kubectl delete service whoami

5. 部署Dashboard

Kubernetes Dashboard 是 Kubernetes 集群的 Web UI,用于管理集群。

5.1 安装

注:在master节点上进行如下操作

5.1.0 下载配置文件

由于网络原因,可能无法下载,无法下载则请直接使用5.1.1文件内容

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v1.10.1/src/deploy/recommended/kubernetes-dashboard.yaml

如果下载成功,请参照5.1.1做如下修改:

  1. 修改镜像地址为阿里云
  2. 修改类型为 NodePort 访问(无type则新增)
  3. 设置端口号为 30001

5.1.1 创建文件kubernetes-dashboard.yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard-certs
  namespace: kube-system
type: Opaque
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-minimal
  namespace: kube-system
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["create"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps"]
  verbs: ["create"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  resourceNames: ["kubernetes-dashboard-key-holder", "kubernetes-dashboard-certs"]
  verbs: ["get", "update", "delete"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps"]
  resourceNames: ["kubernetes-dashboard-settings"]
  verbs: ["get", "update"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["services"]
  resourceNames: ["heapster"]
  verbs: ["proxy"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["services/proxy"]
  resourceNames: ["heapster", "http:heapster:", "https:heapster:"]
  verbs: ["get"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-minimal
  namespace: kube-system
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
---
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  replicas: 1
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kubernetes-dashboard
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kubernetes-dashboard
    spec:
      containers:
      - name: kubernetes-dashboard
        image: registry.aliyuncs.com/google_containers/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1 # 修改镜像地址为阿里云
        ports:
        - containerPort: 8443
          protocol: TCP
        args:
          - --auto-generate-certificates
        volumeMounts:
        - name: kubernetes-dashboard-certs
          mountPath: /certs
        - mountPath: /tmp
          name: tmp-volume
        livenessProbe:
          httpGet:
            scheme: HTTPS
            path: /
            port: 8443
          initialDelaySeconds: 30
          timeoutSeconds: 30
      volumes:
      - name: kubernetes-dashboard-certs
        secret:
          secretName: kubernetes-dashboard-certs
      - name: tmp-volume
        emptyDir: {}
      serviceAccountName: kubernetes-dashboard
      tolerations:
      - key: node-role.kubernetes.io/master
        effect: NoSchedule
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  type: NodePort # 修改类型为 NodePort 访问(无type则新增)
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001 # 设置端口号为 30001
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

5.1.2 部署

kubectl create -f kubernetes-dashboard.yaml

5.1.3 查看

kubectl -n kube-system get pods
kubectl -n kube-system get service kubernetes-dashboard
kubectl -n kube-system describe service kubernetes-dashboard

5.2 访问

需要使用 NodeIP:30001(如: https://192.168.199.231:30001/) 访问 Dashboard,因为证书原因除火狐浏览器外其它浏览器无法直接打开页面。

作为学习,暂时可以不用在意这些细节。访问后,在火狐里点击高级>接受风险并继续。

此时将会看到“Kubernetes 仪表板”。

5.3 登录

5.3.1 kubeconfig方式

该config文件位置一般是 ~/.kube/config(Master节点),只要将该文件下载到本地机器上,登录的时候选择它就行了。

5.3.2 令牌方式

创建访问Dashboard的token,需要创建一个 Admin 用户并授予 Admin 角色绑定,使用下面的 yaml文件 创建 admin 用户并赋予管理员权限,然后可以通过 Token 访问 kubernetes。

创建 kubernetes-dashboard-admin.yaml 文件:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: kubernetes-dashboard
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system

执行部署:

kubectl apply -f kubernetes-dashboard-admin.yaml

获取secret中的token值:

kubectl get secret -o wide --all-namespaces | grep kubernetes-dashboard-token
# 记得替换成你自己的secret资源名 
kubectl -n kube-system describe secret kubernetes-dashboard-token-bsjtr

也可以通过 jsonpath 直接获取 token:

kubectl -n kube-system get secret kubernetes-dashboard-token-bsjtr -o jsonpath={.data.token}|base64 -d

也可以使用下面的命令,直接获取 kubernetes-dashboard-token 的值,然后直接打印输出:

k8tokenvalue=`kubectl get secret -o wide --all-namespaces | grep kubernetes-dashboard-token | awk '{print $2}'`;kubectl -n kube-system get secret $k8tokenvalue -o jsonpath={.data.token}|base64 -d | awk '{print $1}'

注意:下面的获取token值的方式和上面三种方式选择一种即可。

您还可以通过kubectl create clusterrolebinding的方式来授予 Dashboard 服务 Admin 管理员权限:

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

登录成功后就能看到后台页面了:

6. Weave Scope 监控集群

创建 Kubernetes 集群并部署容器化应用只是第一步。一旦集群运行起来,我们需要确保一起正常,所有必要组件就位并各司其职,有足够的资源满足应用的需求。Kubernetes 是一个复杂系统,运维团队需要有一套工具帮助他们获知集群的实时状态,并为故障排查提供及时和准确的数据支持。

6.1 安装

Weave Scope 是 Docker 和 Kubernetes 可视化监控工具。Scope 提供了至上而下的集群基础设施和应用的完整视图,用户可以轻松对分布式的容器化应用进行实时监控和问题诊断。

在 K8s 集群中安装 Scope 的方法很简单,使用下面的命令:

# 命令
kubectl apply -f "https://cloud.weave.works/k8s/scope.yaml?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n')&k8s-service-type=NodePort"

# 结果
service-type=NodePort"
namespace/weave created
serviceaccount/weave-scope created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/weave-scope created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/weave-scope created
deployment.apps/weave-scope-app created
service/weave-scope-app created
deployment.apps/weave-scope-cluster-agent created
daemonset.apps/weave-scope-agent created

部署成功后有如下组件:

# 命令
kubectl get pod -n weave
# 结果
NAME                                         READY   STATUS              RESTARTS   AGE
weave-scope-agent-2t7z2                      0/1     ContainerCreating   0          60s
weave-scope-agent-ll9r9                      0/1     ContainerCreating   0          60s
weave-scope-agent-qzp2b                      0/1     ContainerCreating   0          60s
weave-scope-app-bc7444d59-lznk8              0/1     ContainerCreating   0          62s
weave-scope-cluster-agent-7944c858c9-ms7mz   0/1     ContainerCreating   0          61s

# 命令
kubectl get svc -n weave
# 结果
NAME              TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
weave-scope-app   NodePort   10.108.61.84   <none>        80:30286/TCP   3m9s

# 命令
kubectl get deploy -n weave
# 结果
NAME                        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
weave-scope-app             1/1     1            1           4m19s
weave-scope-cluster-agent   1/1     1            1           4m18s
  • DaemonSet weave-scope-agent,集群每个节点上都会运行的 scope agent 程序,负责收集数据。
  • Deployment weave-scope-app,scope 应用,从 agent 获取数据,通过 Web UI 展示并与用户交互。
  • Service weave-scope-app,默认是 ClusterIP 类型,我们已经在上面的命令中添加了参数k8s-service-type=NodePort修改为 NodePort。

6.2 使用Scope

浏览器访问http://MASTER_IP:30286/(端口可在上一步查看命令中获得),cope 默认显示当前所有的 Controller(Deployment、DaemonSet 等)。

6.2.1 拓扑结构

Scope 会自动构建应用和集群的逻辑拓扑。比如点击顶部 Pods,会显示所有 Pod 以及 Pod 之间的依赖关系。

点击 Hosts,会显示各个节点之间的关系,可以在 Scope 中查看资源的 CPU 和内存使用情况。

6.2.2 在线操作

Scope 还提供了便捷的在线操作功能,比如选中某个 Host,点击 >_ 按钮可以直接在浏览器中打开节点的命令行终端:

点击 Deployment 的 + 可以执行 Scale Up 操作:

可以查看 Pod 的日志:

可以 attach、restart、stop 容器,以及直接在 Scope 中排查问题:

6.2.3 强大的搜索功能

Scope 支持关键字搜索和定位资源。

还可以进行条件搜索,比如查找和定位 MEMORY > 1M 的 Containers。

Weave Scope 界面极其友好,操作简洁流畅,更多功能留给大家去探索。

官方文档:https://www.weave.works/docs/scope/latest/installing/#k8s

写在最后

通过kubeadm安装k8s集群环境的介绍就到这里了,书写安装过程难免出现不足的地方,如果出了问题,需要读者多多思考。由于国内网络的原因,文档中所需要的大部分配置文件都已经贴了出来,读者只需要根据自己的机器环境做相应的修改即可。通过kubeadm安装k8s集群环境,相对于二进制的安装方式来说,还是比较简单的,需要多多实践,才能出真知。我是 东方雨倾 ,感谢大家的支持,谢谢!

附件

链接: https://pan.baidu.com/s/1qWdZ_CclTxm2ybE4h8dziA

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