教你一次性成功安裝K8S集群(基於一主兩從模式)

2020-12-22 TechWeb

 

作者個人研發的在高並發場景下，提供的簡單、穩定、可擴展的延遲消息隊列框架，具有精準的定時任務和延遲隊列處理功能。自開源半年多以來，已成功為十幾家中小型企業提供了精準定時調度方案，經受住了生產環境的考驗。為使更多童鞋受益，現給出開源框架地址：

https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay

PS: 歡迎各位Star源碼，也可以pr你牛逼哄哄的代碼。

寫在前面

研究K8S有一段時間了，最開始學習K8S時，根據網上的教程安裝K8S環境總是報錯。所以，我就改變了學習策略，先不搞環境搭建了。先通過官網學習了K8S的整體架構，底層原理，又硬啃了一遍K8S源碼。別問我為哈這樣學，只是我覺得對我個人來說，這樣學能讓我更好的理解整套雲原生體系。這不，這次，我總結了如何一次性成功安裝K8S集群的方法。我們今天先來說說如何基於一主兩從模式搭建K8S集群。後面，我們再上如何完全無坑搭建K8S高可用集群的方案。

文章和搭建環境所需要的yml文件已收錄到：https://github.com/sunshinelyz/technology-binghe 和 https://gitee.com/binghe001/technology-binghe 。如果文件對你有點幫助，別忘記給個Star哦!

集群規劃

IP 主機名 節點 作業系統版本 192.168.175.101 binghe101 Master CentOS 8.0.1905 192.168.175.102 binghe102 Worker CentOS 8.0.1905 192.168.175.103 binghe103 Worker CentOS 8.0.1905

基礎配置

在三臺伺服器上的/etc/hosts文件中添加如下配置項。

192.168.175.101  binghe101 192.168.175.102  binghe102 192.168.175.103  binghe103 

檢查系統環境

分別在三臺伺服器上檢查系統的環境。

1.查看伺服器作業系統版本

cat /etc/redhat-release 

安裝Docker和K8S集群的伺服器作業系統版本需要在CentOS 7以上。

2.查看伺服器的主機名

hostname 

注意：集群中伺服器的主機名不能是localhost。

3.查看伺服器的CPU核數

lscpu 

注意：集群中伺服器的CPU核數不能少於2個。

4.查看伺服器網絡

以binghe101(Master)伺服器為例。在伺服器上執行 ip route show 命令來查看伺服器的默認網卡，如下所示。

[root@binghe101 ~]# ip route show default via 192.168.175.2 dev ens33 proto static metric 100  172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 linkdown  192.168.175.0/24 dev ens33 proto kernel scope link src 192.168.175.101 metric 100  

在上面的輸出信息中有如下一行標註了binghe101伺服器所使用的默認網卡。

default via 192.168.175.2 dev ens33 proto static metric 100  

可以看到，binghe101伺服器使用的默認網卡為ens33。

接下來，使用ip address命令查看伺服器的IP位址，如下所示。

[root@binghe101 ~]# ip address 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00     inet 127.0.0.1/8 scope host lo        valid_lft forever preferred_lft forever     inet6 ::1/128 scope host         valid_lft forever preferred_lft forever 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000     link/ether 00:0c:29:68:06:63 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff     inet 192.168.175.101/24 brd 192.168.175.255 scope global noprefixroute ens33        valid_lft forever preferred_lft forever     inet6 fe80::890f:5a92:4171:2a11/64 scope link noprefixroute         valid_lft forever preferred_lft forever 

可以看到，binghe101伺服器上的默認網卡的IP位址為192.168.175.101，K8S將使用此 IP 地址與集群內的其他節點通信。集群中所有K8S所使用的IP位址必須可以互通。

Docker安裝

分別在三臺伺服器上安裝Docker並配置阿里雲鏡像加速器。

1.安裝Docker

新建auto_install_docker.sh腳本文件

vim auto_install_docker.sh 

文件的內容如下所示。

export REGISTRY_MIRROR=https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com dnf install yum* yum install -y yum-utils  device-mapper-persistent-data  lvm2 yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo dnf install https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/7/x86_64/stable/Packages/containerd.io-1.2.13-3.1.el7.x86_64.rpm yum install docker-ce docker-ce-cli -y systemctl enable docker.service systemctl start docker.service docker version 

或者指定Docker的版本進行安裝，此時auto_install_docker.sh腳本文件的內容如下所示。

export REGISTRY_MIRROR=https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com dnf install yum* yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo yum install -y docker-ce-19.03.8 docker-ce-cli-19.03.8 containerd.io systemctl enable docker.service systemctl start docker.service docker version 

使用如下命令賦予auto_install_docker.sh文件可執行權限。

chmod a+x ./auto_install_docker.sh 

接下來，直接運行auto_install_docker.sh腳本文件安裝Docker即可。

./auto_install_docker.sh 

2.配置阿里雲鏡像加速器

新建腳本文件aliyun_docker_images.sh。

vim aliyun_docker_images.sh 

文件內容如下所示。

mkdir -p /etc/docker tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF' {   "registry-mirrors": ["https://zz3sblpi.mirror.aliyuncs.com"] } EOF systemctl daemon-reload systemctl restart docker 

為aliyun_docker_images.sh腳本文件賦予可執行權限，如下所示。

chmod a+x ./aliyun_docker_images.sh 

執行aliyun_docker_images.sh腳本文件配置阿里雲鏡像加速器。

./aliyun_docker_images.sh 

系統設置

分別在三臺伺服器上進行系統設置。

1.安裝nfs-utils

yum install -y nfs-utils yum install -y wget 

2.關閉防火牆

systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld 

3.關閉 SeLinux

setenforce 0 sed -i "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config 

4.關閉 swap

swapoff -a yes | cp /etc/fstab /etc/fstab_bak cat /etc/fstab_bak |grep -v swap > /etc/fstab 

5.修改 /etc/sysctl.conf

新建sys_config.sh腳本文件。

vim sys_config.sh 

sys_config.sh腳本文件的內容如下所示，

# 如果有配置，則修改 sed -i "s#^net.ipv4.ip_forward.*#net.ipv4.ip_forward=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables.*#net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.bridge.bridge-nf-call-iptables.*#net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.all.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.default.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.all.forwarding.*#net.ipv6.conf.all.forwarding=1#g"  /etc/sysctl.conf # 可能沒有，追加 echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.all.forwarding = 1"  >> /etc/sysctl.conf # 執行命令以應用 sysctl -p 

執行如下命令賦予sys_config.sh文件可執行權限。

chmod a+x ./sys_config.sh 

執行sys_config.sh腳本文件。

./sys_config.sh 

安裝K8S

分別在三臺伺服器上安裝K8S。

1.配置K8S yum源

新建k8s_yum.sh腳本文件。

vim k8s_yum.sh 

文件的內容如下所示。

cat < /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 EOF 

賦予k8s_yum.sh腳本文件的可執行權限。

chmod a+x ./k8s_yum.sh 

執行k8s_yum.sh文件。

./k8s_yum.sh 

2.卸載舊版本的K8S

yum remove -y kubelet kubeadm kubectl 

3.安裝kubelet、kubeadm、kubectl

yum install -y kubelet-1.18.2 kubeadm-1.18.2 kubectl-1.18.2 

4.修改docker Cgroup Driver為systemd

sed -i "s#^ExecStart=/usr/bin/dockerd.*#ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --exec-opt native.cgroupdriver=systemd#g" /usr/lib/systemd/system/docker.service 

5.重啟 docker，並啟動 kubelet

systemctl daemon-reload systemctl restart docker systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet 

綜合安裝腳本

綜上，上述安裝Docker、進行系統設置，安裝K8S的操作可以統一成auto_install_docker_k8s.sh腳本。腳本的內容如下所示。

#安裝Docker 19.03.8 export REGISTRY_MIRROR=https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com dnf install yum* yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo yum install -y docker-ce-19.03.8 docker-ce-cli-19.03.8 containerd.io systemctl enable docker.service systemctl start docker.service docker version  #配置阿里雲鏡像加速器 mkdir -p /etc/docker tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF' {   "registry-mirrors": ["https://zz3sblpi.mirror.aliyuncs.com"] } EOF systemctl daemon-reload systemctl restart docker  #安裝nfs-utils yum install -y nfs-utils yum install -y wget  #關閉防火牆 systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld  #關閉SeLinux setenforce 0 sed -i "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config  # 關閉 swap swapoff -a yes | cp /etc/fstab /etc/fstab_bak cat /etc/fstab_bak |grep -v swap > /etc/fstab  #修改 /etc/sysctl.conf # 如果有配置，則修改 sed -i "s#^net.ipv4.ip_forward.*#net.ipv4.ip_forward=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables.*#net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.bridge.bridge-nf-call-iptables.*#net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.all.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.default.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6.*#net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6=1#g"  /etc/sysctl.conf sed -i "s#^net.ipv6.conf.all.forwarding.*#net.ipv6.conf.all.forwarding=1#g"  /etc/sysctl.conf # 可能沒有，追加 echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 1" >> /etc/sysctl.conf echo "net.ipv6.conf.all.forwarding = 1"  >> /etc/sysctl.conf # 執行命令以應用 sysctl -p  # 配置K8S的yum源 cat < /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 EOF  # 卸載舊版本K8S yum remove -y kubelet kubeadm kubectl  # 安裝kubelet、kubeadm、kubectl，這裡我安裝的是1.18.2版本，你也可以安裝1.17.2版本 yum install -y kubelet-1.18.2 kubeadm-1.18.2 kubectl-1.18.2  # 修改docker Cgroup Driver為systemd # # 將/usr/lib/systemd/system/docker.service文件中的這一行 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock # # 修改為 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --exec-opt native.cgroupdriver=systemd # 如果不修改，在添加 worker 節點時可能會碰到如下錯誤 # [WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd".  # Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/ sed -i "s#^ExecStart=/usr/bin/dockerd.*#ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --exec-opt native.cgroupdriver=systemd#g" /usr/lib/systemd/system/docker.service  # 設置 docker 鏡像，提高 docker 鏡像下載速度和穩定性 # 如果您訪問 https://hub.docker.io 速度非常穩定，亦可以跳過這個步驟 # curl -sSL https://kuboard.cn/install-script/set_mirror.sh | sh -s ${REGISTRY_MIRROR}  # 重啟 docker，並啟動 kubelet systemctl daemon-reload systemctl restart docker systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet  docker version 

注意：我安裝的K8S版本是1.18.2，大家在安裝K8S時，也可以選擇其他版本進行安裝

賦予auto_install_docker_k8s.sh腳本文件可執行權限。

chmod a+x ./auto_install_docker_k8s.sh 

執行auto_install_docker_k8s.sh腳本文件。

./auto_install_docker_k8s.sh 

注意：需要在每臺伺服器上執行auto_install_docker_k8s.sh腳本文件。

初始化Master節點

只在binghe101伺服器上執行的操作。

1.初始化Master節點的網絡環境

# 只在 master 節點執行 # export 命令只在當前 shell 會話中有效，開啟新的 shell 窗口後，如果要繼續安裝過程，請重新執行此處的 export 命令 export MASTER_IP=192.168.175.101 # 替換 k8s.master 為 您想要的 dnsName export APISERVER_NAME=k8s.master # Kubernetes 容器組所在的網段，該網段安裝完成後，由 kubernetes 創建，事先並不存在於您的物理網絡中 export POD_SUBNET=172.18.0.1/16 echo "${MASTER_IP}    ${APISERVER_NAME}" >> /etc/hosts 

2.初始化Master節點

在binghe101伺服器上創建init_master.sh腳本文件，文件內容如下所示。

#!/bin/bash # 腳本出錯時終止執行 set -e  if [ ${#POD_SUBNET} -eq 0 ] || [ ${#APISERVER_NAME} -eq 0 ]; then   echo -e "33[31;1m請確保您已經設置了環境變量 POD_SUBNET 和 APISERVER_NAME 33[0m"   echo 當前POD_SUBNET=$POD_SUBNET   echo 當前APISERVER_NAME=$APISERVER_NAME   exit 1 fi   # 查看完整配置選項 https://godoc.org/k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/apis/kubeadm/v1beta2 rm -f ./kubeadm-config.yaml cat < ./kubeadm-config.yaml apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2 kind: ClusterConfiguration kubernetesVersion: v1.18.2 imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers controlPlaneEndpoint: "${APISERVER_NAME}:6443" networking:   serviceSubnet: "10.96.0.0/16"   podSubnet: "${POD_SUBNET}"   dnsDomain: "cluster.local" EOF  # kubeadm init # 根據您伺服器網速的情況，您需要等候 3 - 10 分鐘 kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs  # 配置 kubectl rm -rf /root/.kube/ mkdir /root/.kube/ cp -i /etc/kubernetes/admin.conf /root/.kube/config  # 安裝 calico 網絡插件 # 參考文檔 https://docs.projectcalico.org/v3.13/getting-started/kubernetes/self-managed-onprem/onpremises echo "安裝calico-3.13.1" rm -f calico-3.13.1.yaml wget https://kuboard.cn/install-script/calico/calico-3.13.1.yaml kubectl apply -f calico-3.13.1.yaml 

賦予init_master.sh腳本文件可執行權限。

chmod a+x ./init_master.sh 

執行init_master.sh腳本文件。

./init_master.sh 

3.查看Master節點的初始化結果

(1)確保所有容器組處於Running狀態

# 執行如下命令，等待 3-10 分鐘，直到所有的容器組處於 Running 狀態 watch kubectl get pod -n kube-system -o wide 

如下所示。

[root@binghe101 ~]# watch kubectl get pod -n kube-system -o wide Every 2.0s: kubectl get pod -n kube-system -o wide                                                                                                                          binghe101: Sat May  2 23:40:33 2020  NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP                NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES calico-kube-controllers-5b8b769fcd-l2tmm   1/1     Running   0          3m59s   172.18.203.67     binghe101               calico-node-8krsl                          1/1     Running   0          3m59s   192.168.175.101   binghe101               coredns-546565776c-rd2zr                   1/1     Running   0          3m59s   172.18.203.66     binghe101               coredns-546565776c-x8r7l                   1/1     Running   0          3m59s   172.18.203.65     binghe101               etcd-binghe101                             1/1     Running   0          4m14s   192.168.175.101   binghe101               kube-apiserver-binghe101                   1/1     Running   0          4m14s   192.168.175.101   binghe101               kube-controller-manager-binghe101          1/1     Running   0          4m14s   192.168.175.101   binghe101               kube-proxy-qnffb                           1/1     Running   0          3m59s   192.168.175.101   binghe101               kube-scheduler-binghe101                   1/1     Running   0          4m14s   192.168.175.101   binghe101               

(2) 查看 Master 節點初始化結果

kubectl get nodes -o wide 

如下所示。

[root@binghe101 ~]# kubectl get nodes -o wide NAME        STATUS   ROLES    AGE     VERSION   INTERNAL-IP       EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                KERNEL-VERSION         CONTAINER-RUNTIME binghe101   Ready    master   5m43s   v1.18.2   192.168.175.101           CentOS Linux 8 (Core)   4.18.0-80.el8.x86_64   docker://19.3.8 

初始化Worker節點

1.獲取join命令參數

在Master節點上執行如下命令獲取join命令參數。

kubeadm token create --print-join-command 

具體執行如下所示。

[root@binghe101 ~]# kubeadm token create --print-join-command W0502 23:44:55.218947   59318 configset.go:202] WARNING: kubeadm cannot validate component configs for API groups [kubelet.config.k8s.io kubeproxy.config.k8s.io] kubeadm join k8s.master:6443 --token s0hoh1.2cwyf1fyyjl2h04a     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6d78e360dc64d84762611ac6beec8ac0f0fe9f72a5c2cca008df949e07827c19 

其中，有如下一行輸出。

kubeadm join k8s.master:6443 --token s0hoh1.2cwyf1fyyjl2h04a     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6d78e360dc64d84762611ac6beec8ac0f0fe9f72a5c2cca008df949e07827c19 

這行代碼就是獲取到的join命令。

注意：join命令中的token的有效時間為 2 個小時，2小時內，可以使用此 token 初始化任意數量的 worker 節點。

2.初始化Worker節點

針對所有的 worker 節點執行，在這裡，就是在binghe102伺服器和binghe103伺服器上執行。

創建init_worker.sh腳本文件，文件內容如下所示。

# 只在 worker 節點執行 # 192.168.175.101 為 master 節點的內網 IP export MASTER_IP=192.168.175.101 # 替換 k8s.master 為初始化 master 節點時所使用的 APISERVER_NAME export APISERVER_NAME=k8s.master echo "${MASTER_IP}    ${APISERVER_NAME}" >> /etc/hosts  # 替換為 master 節點上 kubeadm token create 命令輸出的join kubeadm join k8s.master:6443 --token s0hoh1.2cwyf1fyyjl2h04a     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6d78e360dc64d84762611ac6beec8ac0f0fe9f72a5c2cca008df949e07827c19 

其中，kubeadm join...就是master 節點上 kubeadm token create 命令輸出的join。

賦予init_worker.sh腳本文件文件可執行權限，並執行init_worker.sh腳本文件。

chmod a+x ./init_worker.sh ./init_worker.sh 

3.查看初始化結果

在Master節點執行如下命令查看初始化結果。

kubectl get nodes -o wide 

如下所示。

[root@binghe101 ~]# kubectl get nodes NAME        STATUS   ROLES    AGE     VERSION binghe101   Ready    master   20m     v1.18.2 binghe102   Ready       2m46s   v1.18.2 binghe103   Ready       2m46s   v1.18.2 

注意：kubectl get nodes命令後面加上-o wide參數可以輸出更多的信息。

重啟K8S集群引起的問題

1.Worker節點故障不能啟動

Master 節點的 IP 地址發生變化，導致 worker 節點不能啟動。需要重新安裝K8S集群，並確保所有節點都有固定的內網 IP 地址。

2.Pod崩潰或不能正常訪問

重啟伺服器後使用如下命令查看Pod的運行狀態。

kubectl get pods --all-namespaces 

發現很多 Pod 不在 Running 狀態，此時，需要使用如下命令刪除運行不正常的Pod。

kubectl delete pod  -n  

注意：如果Pod 是使用 Deployment、StatefulSet 等控制器創建的，K8S 將創建新的 Pod 作為替代，重新啟動的 Pod 通常能夠正常工作。

  

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