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Kubernetes

Kubernetes（二）基础搭建

Josue
Josue
2022-04-14 / 0 评论 / 0 点赞 / 159 阅读 / 10,045 字 / 正在检测是否收录...
温馨提示：
本文最后更新于 2022-04-22，若内容或图片失效，请留言反馈。部分素材来自网络，若不小心影响到您的利益，请联系我们删除。

一、KUbernets基础

1.1、kubernetes特性

kubernetes具有以下特性：

  • 服务发现和负载均衡
    Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器，如果进入容器的流量很大， Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。
  • 存储编排
    Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如，你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
  • 自动完成装箱计算
    Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。 当容器指定了资源请求时，Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。
  • 自我修复
    Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
  • 密钥与配置管理
    Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

Kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。 Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移、部署模式等。 例如，Kubernetes 可以轻松管理系统的 Canary 部署。

1.2、架构

1.2.1、工作方式

Kubernetes Cluster = N Master Node + N Worker Node：N主节点+N工作节点； N>=1

1.2.2、组件架构

image-20220407144509605

a. 控制平面组件（Control Plane Components）

控制平面的组件对集群做出全局决策(比如调度)，以及检测和响应集群事件（例如，当不满足部署的 replicas 字段时，启动新的 pod）。

控制平面组件可以在集群中的任何节点上运行。 然而，为了简单起见，设置脚本通常会在同一个计算机上启动所有控制平面组件， 并且不会在此计算机上运行用户容器。 请参阅使用 kubeadm 构建高可用性集群 中关于多 VM 控制平面设置的示例。

  • kube-apiserver

API 服务器是 Kubernetes 控制面的组件， 该组件公开了 Kubernetes API。 API 服务器是 Kubernetes 控制面的前端。

Kubernetes API 服务器的主要实现是 kube-apiserver。 kube-apiserver 设计上考虑了水平伸缩，也就是说，它可通过部署多个实例进行伸缩。 你可以运行 kube-apiserver 的多个实例，并在这些实例之间平衡流量。

  • etcd

etcd 是兼具一致性和高可用性的键值数据库，可以作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。

您的 Kubernetes 集群的 etcd 数据库通常需要有个备份计划。

要了解 etcd 更深层次的信息，请参考 etcd 文档。

  • kube-scheduler

控制平面组件，负责监视新创建的、未指定运行节点（node）的 Pods，选择节点让 Pod 在上面运行。

调度决策考虑的因素包括单个 Pod 和 Pod 集合的资源需求、硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰和最后时限。

  • kube-controller-manager

在主节点上运行 控制器 的组件。

从逻辑上讲，每个控制器都是一个单独的进程， 但是为了降低复杂性，它们都被编译到同一个可执行文件，并在一个进程中运行。

这些控制器包括:

​ - 节点控制器（Node Controller）: 负责在节点出现故障时进行通知和响应

​ - 任务控制器（Job controller）: 监测代表一次性任务的 Job 对象，然后创建 Pods 来运行这些任务直至完成

​ - 端点控制器（Endpoints Controller）: 填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)

​ - 服务帐户和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌

cloud-controller-manager

云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的 控制平面组件。 云控制器管理器允许您链接集群到云提供商的应用编程接口中， 并把和该云平台交互的组件与只和您的集群交互的组件分离开。

cloud-controller-manager 仅运行特定于云平台的控制回路。 如果你在自己的环境中运行 Kubernetes，或者在本地计算机中运行学习环境， 所部署的环境中不需要云控制器管理器。

与 kube-controller-manager 类似，cloud-controller-manager 将若干逻辑上独立的 控制回路组合到同一个可执行文件中，供你以同一进程的方式运行。 你可以对其执行水平扩容（运行不止一个副本）以提升性能或者增强容错能力。

下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖：

  • 节点控制器（Node Controller）: 用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除
  • 路由控制器（Route Controller）: 用于在底层云基础架构中设置路由
  • 服务控制器（Service Controller）: 用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器

b. Node 组件

节点组件在每个节点上运行，维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境。

  • kubelet

一个在集群中每个节点（node）上运行的代理。 它保证容器（containers）都 运行在 Pod 中。

kubelet 接收一组通过各类机制提供给它的 PodSpecs，确保这些 PodSpecs 中描述的容器处于运行状态且健康。 kubelet 不会管理不是由 Kubernetes 创建的容器。

  • kube-proxy

kube-proxy 是集群中每个节点上运行的网络代理， 实现 Kubernetes 服务（Service） 概念的一部分。

kube-proxy 维护节点上的网络规则。这些网络规则允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。

如果操作系统提供了数据包过滤层并可用的话，kube-proxy 会通过它来实现网络规则。否则， kube-proxy 仅转发流量本身。

image-20220407144849222

1.3、Kubeadm创建集群

请参照以前Docker安装。先提前为所有机器安装Docker

1.3.1、安装kubeadm

  • 一台兼容的 Linux 主机。Kubernetes 项目为基于 Debian 和 Red Hat 的 Linux 发行版以及一些不提供包管理器的发行版提供通用的指令

  • 每台机器 2 GB 或更多的 RAM （如果少于这个数字将会影响你应用的运行内存)

  • 2 CPU 核或更多

  • 集群中的所有机器的网络彼此均能相互连接(公网和内网都可以)

    • 设置防火墙放行规则

  • 节点之中不可以有重复的主机名、MAC 地址或 product_uuid。请参见这里了解更多详细信息。

    • 设置不同hostname

  • 开启机器上的某些端口。请参见这里 了解更多详细信息。

    • 内网互信

  • 禁用交换分区。为了保证 kubelet 正常工作，你 必须 禁用交换分区。

    • 永久关闭

a、基础环境

所有机器执行以下操作

#各个机器设置自己的域名
hostnamectl set-hostname xxxx


# 将 SELinux 设置为 permissive 模式（相当于将其禁用）
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

#关闭swap
swapoff -a  
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

#允许 iptables 检查桥接流量
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sudo sysctl --system

b、安装kubelet、kubeadm、kubectl

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
   http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
exclude=kubelet kubeadm kubectl
EOF


sudo yum install -y kubelet-1.20.9 kubeadm-1.20.9 kubectl-1.20.9 --disableexcludes=kubernetes

sudo systemctl enable --now kubelet

1.3.2、使用kubeadm引导集群

a、下载各个机器需要的镜像

sudo tee ./images.sh <<-'EOF'
#!/bin/bash
images=(
kube-apiserver:v1.20.9
kube-proxy:v1.20.9
kube-controller-manager:v1.20.9
kube-scheduler:v1.20.9
coredns:1.7.0
etcd:3.4.13-0
pause:3.2
)
for imageName in ${images[@]} ; do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/$imageName
done
EOF
   
chmod +x ./images.sh && ./images.sh

b、初始化主节点

#所有机器添加master域名映射，以下需要修改为自己的。集群网络节点。直接用公网ip
echo "10.170.0.2  cluster-endpoint" >> /etc/hosts



#主节点初始化
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.170.0.2 \
--control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images \
--kubernetes-version v1.20.9 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=192.168.0.0/16
#所有网络范围不重叠
#--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化成功后，复制成功后的命令

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

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/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token 4zdvoq.xxtra1y3k6usvvvl \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5ce383627f9919391677e5fdc1d3ee2ac16a1c95f396ac81adeb3d4c6ffda41c \
    --control-plane 

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token 4zdvoq.xxtra1y3k6usvvvl \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5ce383627f9919391677e5fdc1d3ee2ac16a1c95f396ac81adeb3d4c6ffda41c

#查看集群所有节点
kubectl get nodes

#根据配置文件，给集群创建资源
kubectl apply -f xxxx.yaml

#查看集群部署了哪些应用？
docker ps   ==【等于】  kubectl get pods -A
# 运行中的应用在docker里面叫容器，在k8s里面叫Pod
kubectl get pods -A

报错：

[root@k8master ~]# kubectl get bodes
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?
[root@k8master ~]# kubectl get nodes

解决方案：

1、具体根据情况，此处记录linux设置该环境变量
方式一：编辑文件设置
	   vim /etc/profile
	   在底部增加新的环境变量 export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
方式二:直接追加文件内容
	echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> /etc/profile

2、source /etc/profile

c、安装网络插件

curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O #calico --192.168.0.0/16

#curl https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml -o	 #flannel --10.244.0.0/16

#1
kubectl apply -f calico.yaml
#2
#kubectl apply -f kube-flannel.yml

kubectl delete -f kube-flannel.yml



不过我的是kubeadm init时配置的pod的网段不对。网段不重复就行。如果你的也是网段重复，那么就按我下面做的试试。我的虚拟机网段是192.168，
init时的参数是
主节点 apiserver-advertise-address=192.168.223.129
service网段 --service-cidr=10.96.0.0/16  
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16  pod网段  
calico配置文件需要更改：找到以下参数名，放开注释，
CALICO_IPV4PO
OL_CIDR 10.244.0.0/16

注意：

  • 如果--pod-network-cidr不为192.168.0.0/16，则需要修改calico.yaml，将`value:xxx.xxx.xx.xx

  • 如果使用 10.244.0.0/16，则使用flannel，kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

  • Calico 网络默认pod网络网段为192.168.0.0/16 ，会自动分配service网段，因此不需要像Flannel一样设置service网段。笔者虚拟机网段为192.168.2.x，为了更方便测试网络信息，此处将网段设置为 --pod-network-cidr=10.224.0.0/16 。

  • 正常执行，kubectl apply -f calico.yaml，暂未发现错误

d、加入node节点

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token x5g4uy.wpjjdbgra92s25pp \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:6255797916eaee52bf9dda9429db616fcd828436708345a308f4b917d3457a22

新令牌

kubeadm token create --print-join-command

e、部署dashboard

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.3.1/aio/deploy/recommended.yaml
  • 设置访问端口
kubectl edit svc kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard

type: ClusterIP 改为 type: NodePort

kubectl get svc -A |grep kubernetes-dashboard
## 找到端口，在安全组放行
443:30747/TCP
  • 创建账号
#创建访问账号，准备一个yaml文件； vi dash.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: admin-user
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard

kubectl apply -f dash.yaml
  • 令牌访问
#获取访问令牌
kubectl -n kubernetes-dashboard get secret $(kubectl -n kubernetes-dashboard get sa/admin-user -o jsonpath="{.secrets[0].name}") -o go-template="{{.data.token | base64decode}}"

eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IlhpSy1JdjBWdUpxZjR5WWszSVVuWWpIV19kTHJRYzd4dW85SXBVRDg3NEUifQ.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.TGIqeKiAfFCKiP5_xNAaYi-krOaLMTGRhu8jcn_viJiKMjmAZGpwJiUgyDjef0yO4YH0SjoQ-PznfnlfRo1OivydGbSzRXiQ5Tdav6nJ_mDp3i8mGOkWjZPHtxXArK8Lj0LkV3GumqMCBq2JjIOCbuM3ru4lbMdDCwpeMbT5jCIu2lDkegTACkxpWjYAKwNLoRLx-TUGRvCcPO11o_fgBCiEOQd6wUOxC-b508kuF6ZQe-XtGgfpw1j_wFQ9rmsNXwXJi_60kddBePKe1PipYtm4pwuodF2SD7x9vCEQhrx3n51KevUTik_7MX-KCRHw-j7_ZbH_zP_50jyn6QDGpA

1.3.3、查错

  • kubernetes-dashboard Back-off restarting failed container
kubectl get pods -n kube-system | grep -v Running

kubectl describe pod kubernetes-dashboard-7b5d774449-bg6fr -n kubernetes-dashboard

# kubectl get deployment -A 找到对应的deployment NAME
kubectl delete deployment kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard

# kubectl get service -A 找到对应的service NAME
kubectl delete service kubernetes-dashboard  -n kubernetes-dashboard

# 重新部署
kubectl apply -f dashboard.yaml


# 添加以下内容
vim /etc/docker/daemon.json
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

# 重启docker
systemctl restart docker
# 重新初始化
kubeadm reset # 先重置

iptables -P FORWARD ACCEPT
0
云服务部署 k8s kubernetes
版权归属： Josue
本文链接： https://kakarot.cc/archives/kubernetes-ji-chu-da-jian--er-
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