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超全K8s集群构建指南，建议收藏

1. 什么是kubernetes

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　Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg）。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。

2. kubernetes核心组件说明

Kubernetes 集群中主要存在两种类型的节点，分别是 master 节点 ，以及 minion 节点 。

Minion 节点是实际运行 Docker 容器的节点，负责和节点上运行的 Docker 进行交互，并且提供了代理功能。

Master 节点负责对外提供一系列管理集群的 API 接口，并且通过和 Minion 节点交互来实现对集群的操作管理。

apiserver ：用户和 kubernetes 集群交互的入口，封装了核心对象的增删改查操作，提供了 RESTFul 风格的 API 接口，通过 etcd 来实现持久化并维护对象的一致性。

scheduler ：负责集群资源的调度和管理，例如当有 pod 异常退出需要重新分配机器时，scheduler 通过一定的调度算法从而找到最合适的节点。

controller-manager ：主要是用于保证 replicationController 定义的复制数量和实际运行的 pod 数量一致，另外还保证了从 service 到 pod 的映射关系总是最新的。

kubelet ：运行在 minion 节点，负责和节点上的 Docker 交互，例如启停容器，监控运行状态等。

proxy ：运行在 minion 节点，负责为 pod 提供代理功能，会定期从 etcd 获取 service 信息，并根据 service 信息通过修改 iptables 来实现流量转发（最初的版本是直接通过程序提供转发功能，效率较低。），将流量转发到要访问的 pod 所在的节点上去。

etcd ：key-value键值存储数据库，用来存储kubernetes的信息的。

flannel ：Flannel 是 CoreOS 团队针对 Kubernetes 设计的一个覆盖网络（Overlay Network）工具，需要另外下载部署。

我们知道当我们启动 Docker 后会有一个用于和容器进行交互的 IP 地址，如果不去管理的话可能这个 IP 地址在各个机器上是一样的，并且仅限于在本机上进行通信，无法访问到其他机器上的 Docker 容器。

Flannel 的目的就是为集群中的所有节点重新规划 IP 地址的使用规则，从而使得不同节点上的容器能够获得同属一个内网且不重复的 IP 地址，并让属于不同节点上的容器能够直接通过内网 IP 通信。

3. Kubernetes的核心概念

Pod

运行于Node节点上，若干相关容器的组合。Pod内包含的容器运行在同一宿主机上，使用相同的网络命名空间、IP地址和端口，能够通过localhost进行通。

Pod是Kurbernetes进行创建、调度和管理的最小单位，它提供了比容器更高层次的抽象，使得部署和管理更加灵活。一个Pod可以包含一个容器或者多个相关容器。

Replication Controller

Replication Controller用来管理Pod的副本，保证集群中存在指定数量的Pod副本。

集群中副本的数量大于指定数量，则会停止指定数量之外的多余容器数量，反之，则会启动少于指定数量个数的容器，保证数量不变。

Replication Controller是实现弹性伸缩、动态扩容和滚动升级的核心。

Service

Service定义了Pod的逻辑集合和访问该集合的策略，是真实服务的抽象。

Service提供了一个统一的服务访问入口以及服务代理和发现机制，用户不需要了解后台Pod是如何运行。

Label

Kubernetes中的任意API对象都是通过Label进行标识，Label的实质是一系列的K/V键值对。Label是Replication Controller和Service运行的基础，二者通过Label来进行关联Node上运行的Pod。

Node

Node是Kubernetes集群架构中运行Pod的服务节点（或agent）。

Node是Kubernetes集群操作的单元，用来承载被分配Pod的运行，是Pod运行的宿主机。

4. 前置条件设置

三台Centos7系统的虚拟机（1个master+2个node）,三台机器上的防火墙，SELINUX全部关掉。我的实验坏境可以上网，默认的YUM源就可以用。

5. 部署规划

192.168.10.1 # master节点(etcd,kubernetes-master)

192.168.10.2 # node1节点(etcd,kubernetes-node,docker,flannel)

192.168.10.3 # node2节点(etcd,kubernetes-node,docker,flannel)

6. 开始安装

step1：在master上安装

yum install kubernetes-master etcd flannel -y

step2：在node上安装

yum install kubernetes-node etcd flannel -y

step3：etcd集群配置

在master节点上编辑etcd配置文件

在node1节点上编辑etcd配置文件

在node2节点上编辑etcd配置文件

到此etcd集群就部署完了，然后每个节点上启动

systemctl start etcd

step4：验证

step6：启动Master上的三个服务

step7：kubernetes node安装

node2 节点重复上述操作

step8：分别启动kubernetes node服务

7. 网络配置

因为kubernetes集群中网络部分是插件形式安装的，我们这里选用flannel

上述安装步骤已经install 了

为flannel创建分配的网络

8. 执行kubectl 命令检查

在master上执行下面，检查kubernetes的状态

9. 常用排错命令如下

K8S安装和创建集群终极教程（单master多worker）

本文会以 最简单 、 最直接 、 最完整 的方式记录kubernetes（下面统称K8S）单master多工作节点（worker nodes）的集群步骤

首先要简单了解一下本文的3个核心概念：

内存建议至少4G

问：如何查看主机名？

答：执行命令hostname

问：如何修改主机名？

答：永久生效的做法：执行命令vi /etc/hostname，把第一行去掉（不能注释掉，要去掉），然后重新写上自定义的主机名（注意命名规范），保存并重启后生效；

临时生效的做法：执行以下命令

问：如何查看MAC地址？

答：执行命令ip link，然后看你的第一网卡

问：如何查看product_uuid？

答：执行命令sudo cat /sys/class/dmi/id/product_uuid

注意：30000-32767这个端口范围是我们创建服务的端口必须要设置的一个范围（如果设置范围以外的会有限制提示并创建失败），这是K8S规定的。

另外，如果你要直接关闭防火墙可以执行

⑥必须禁用Swap

Swap total大于0，说明Swap分区是开启的

问：如何关闭Swap？

答：编辑文件/etc/fstab，在swap行前面加上#号注释， 保存并重启服务器

再次查看分区状态，已生效

常见的容器引擎（Container runtime，简称runtime）：

本文使用的容器引擎是Docker

安装完成后查看版本：

当出现可能跟Docker引擎相关的奇怪异常时可以尝试把Docker卸载干净并重新安装，但一定要注意镜像、容器、卷或配置文件这些是否需要备份。

下面记录卸载Docker引擎的步骤：

①卸载 Docker Engine、CLI 和 Containerd 包：

②主机上的映像、容器、卷或自定义配置文件不会自动删除。删除所有镜像、容器和卷：

③配置文件如果有不合法的字符时会导致启动失败，我们需要将其删除然后重建

此时Docker引擎已卸载干净

官网用的是谷歌的yum源，因为国内是连不上的，所以这里替换成阿里提供的yum源

①安装

从安装信息中可以看到版本号是1.22

Installing:

kubeadm x86_64 1.22.4-0 kubernetes 9.3 M

kubectl x86_64 1.22.4-0 kubernetes 9.7 M

kubelet x86_64 1.22.4-0 kubernetes 20 M

②启动

这就是一个驱动程序，注意cgroup和cgroupfs不要混淆了

引用官方的一段话

“由于 kubeadm 把 kubelet 视为一个系统服务来管理，所以对基于 kubeadm 的安装， 我们推荐使用 systemd 驱动，不推荐 cgroupfs 驱动。”

kubeadm默认是使用systemd 驱动，而我们的Docker默认驱动是cgroupfs（docker info可以查看），所以需要将Docker的驱动改成systemd

①编辑Docker配置文件

②重启Docker服务

再次docker info查看驱动信息已变成了systemd

工作节点（worker nodes）的最小配置就到这里了

①镜像源参数说明

默认情况下, kubeadm 会从 k8s.gcr.io 仓库拉取镜像，国内是拉不了的。官方文档明确表示允许你使用其他的 imageRepository 来代替 k8s.gcr.io。

--image-repository 你的镜像仓库地址

接下来我找了一些国内的镜像源，并简单做了下分析

综合上述统计，我选择阿里云的镜像源

②ip地址范围参数说明

--pod-network-cidr =192.168.0.0/16

注意:如果192.168.0.0/16已经在您的网络中使用，您必须选择一个不同的pod网络CIDR，在上面的命令中替换192.168.0.0/16。

集群初始化命令：

因为我用的是演示机器，所以这里把完整的执行信息都贴出来方便查阅，平时工作中一定要注意保护好敏感的信息（我的ip地址范围是自定义的便于下面的功能演示，另外初次init需要下载镜像文件，一般需要等几分钟）

如上所示，集群初始化成功，此时一定要注意看上面执行结果最后的那部分操作提示，我已用标明了初始化成功后还需要执行的3个步骤

注意：如果init成功后发现参数需要调整，可以执行kubeadm reset，它的作用是尽最大努力恢复kubeadm init 或者 kubeadm join所做的更改。

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

翻译：开始使用集群前，如果你是普通用户（非root），你需要执行以下的命令：

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

翻译：或者，如果你使用的是root，你可以执行以下命令：

（注意：export只是临时生效，意味着每次登录你都需要执行一次）

网络配置配的就是Pod的网络，我的网络插件选用calico

cidr就是ip地址范围，如果您使用 pod CIDR 192.168.0.0/16，请跳到下一步。

但本文中使用的pod CIDR是192.100.0.0/16，所以我需要取消对清单中的 CALICO_IPV4POOL_CIDR 变量的注释，并将其设置为与我选择的 pod CIDR 相同的值。（注意一定要注意好格式，注意对齐）

可根据需求自定义清单，一般不需要的就直接跳过这步

在所有的工作节点上执行join命令（复制之前初始化成功后返回的加入集群命令到所有的工作节点执行即可）

master上查看所有节点的状态

到这里集群已经创建完成

最后我再安装K8S的可视化界面kubernetes-dashboard，方便我们日常使用

①下载yaml文件

②修改yaml文件，新增type和nodePort，使服务能够被外部访问

③安装并查看运行情况

④新建用户

文件创建完成后保存并apply

⑤获取Token，用于界面登录

⑥登录dashboard

192.168.189.128是我的master服务器ip，另外要注意必须使用https，并且不能使用ie内核模式

复制⑤生成的token到输入框，点击登录

dashboard安装配置完成

问：如何在查看资源情况？

答：在master上执行以下命令可查看资源情况（-o wide是显示更详细的信息），

①查看所有节点

②查看所有命名空间

③查看命名空间下的pod

④查看所有命名空间的pod

⑤实时查看查看命名空间下的pod运行情况

问：kubeadm join 出现异常[ERROR Port-10250]: Port 10250 is in use，如何解决？

答：这是因为你之前join失败过了，需要先执行kubeadm reset再重新join

问：虚拟机上测试时网卡突然消失如何解决（题外问题记录）？

答：

①确认丢失的网卡信息，ens开头（可选步骤）

ifconfig -a

②执行以下命令解决

问：如何查看K8S版本？

答：kubectl version

问：join命令忘记或者过期了怎么办？

答：

生成永不过期的

生成时效24小时的

问：Pod不断重启并且无其它报错信息时怎么办？

答：这种情况通常是因为你的集群中只有master，没有worker节点，master的创建默认是有污点的，即不允许调度新的Pod，如果你需要（当然这并不推荐），就需要删除 master 上的污点。删除污点可以执行以下命令，

它应该返回以下内容。

k8s安装部署

K8s集群搭建

1 centos版本信息查看

[root@localhost ~]# uname -a

Linux localhost.localdomain 3.10.0-862.el7.x86_64 #1 SMP Fri Apr 20 16:44:24 UTC 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

k8s集群机器关闭防火墙

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld

[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld

Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.

Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.

2 安装必要的包

k8s集群安装以下安装包

[root@k8s-node ~]# yum -y install net-tools wget vim ntpd

[root@k8s-node ~]# systemctl enable ntpd

[root@k8s-node ~]# systemctl start ntpd

3配置hosts

[root@k8s-node ~]# cat /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4

::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6

192.168.248.141 k8s-master

192.168.248.142 k8s-node

4 部署master节点

4.1 Master节点安装必要的安装包

[root@k8s-master ~]# yum -y install etcd

4.2更改/etc/etcd/etcd.conf配置文件

[root@k8s-master etcd]# cat /etc/etcd/etcd.conf | grep -v "^#"

ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"

ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=""

ETCD_NAME="master"

ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=

4.3设置开机启动并验证状态

[root@k8s-master ~]#systemctl enable etcd

[root@k8s-master ~]#systemctl start etcd

etcd检查

[root@k8s_master ~]# etcdctl -C cluster-health

member 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from cluster is healthy

[root@k8s_master ~]# etcdctl -C cluster-health

member 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from cluster is healthy

5 安装部署docker环境（略）

6 安装kubernetes

[root@k8s_master ~]# yum install kubernetes

安装过程中报错如下

Error: docker-ce conflicts with 2:docker-1.13.1-75.git8633870.el7.centos.x86_64

可以执行如下命令解决

1、查看安装过的docker：yum list installed | grep docker

2、卸载docker：yum remove -y docker-ce.x86_64 0:18.03.0.ce-1.el7.centos

3、删除容器镜像：rm -rf /var/lib/docker

再次安装kubernetes，安装成功，而且会自动安装docker

6.1修改apiserver服务的配置文件

[root@k8s-master kubernetes]# cat /etc/kubernetes/apiserver | grep -v "^#"

KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0"

KUBE_API_PORT="--port=8080"

KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd-servers="

KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--service-cluster-ip-range=10.254.0.0/16"

KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ResourceQuota"

KUBE_API_ARGS=""

6.2修改config配置文件:

[root@k8s-master kubernetes]# cat /etc/kubernetes/config | grep -v "^#"

KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"

KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"

KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false"

KUBE_MASTER="--master="

设置开机启动，开启服务

[root@k8s-master ~]#systemctl enable kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler docker

[root@k8s-master ~]#systemctl start kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler docker

6.3查看服务端口:

[root@k8s-master ~]# netstat –tnlp

Active Internet connections (only servers)

Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name   

tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1273/master        

tcp        0      0 127.0.0.1:2380          0.0.0.0:*               LISTEN      2126/etcd          

tcp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*               LISTEN      571/rpcbind        

tcp        0      0 192.168.122.1:53        0.0.0.0:*               LISTEN      1362/dnsmasq       

tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      998/sshd           

tcp        0      0 127.0.0.1:631           0.0.0.0:*               LISTEN      996/cupsd          

tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1273/master        

tcp6       0      0 :::4001                 :::*                    LISTEN      2126/etcd          

tcp6       0      0 :::6443                 :::*                    LISTEN      3216/kube-apiserver

tcp6       0      0 :::10251                :::*                    LISTEN      3222/kube-scheduler

tcp6       0      0 :::2379                 :::*                    LISTEN      2126/etcd          

tcp6       0      0 :::10252                :::*                    LISTEN      3221/kube-controlle

tcp6       0      0 :::111                  :::*                    LISTEN      571/rpcbind        

tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      3216/kube-apiserver

tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      998/sshd           

tcp6       0      0 ::1:631                 :::*                    LISTEN      996/cupsd 

7部署node节点

7.1安装docker（略）安装k8s（略）

7.2 Node节点主机做以下配置：

修改config配置文件

[root@k8s-node kubernetes]# cat /etc/kubernetes/config | grep -v "^#"

KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"

KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"

KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false"

KUBE_MASTER="--master="

修改kubelet配置文件

[root@k8s-node kubernetes]# cat /etc/kubernetes/kubelet | grep -v "^#"

KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0"

KUBELET_HOSTNAME="--hostname-override=192.168.248.142"

KUBELET_API_SERVER="--api-servers="

KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest"

KUBELET_ARGS=""

设置开机启动、开启服务

[root@k8s_client1 ~]# systemctl enable kubelet kube-proxy

[root@k8s_client1 ~]# systemctl start kubelet kube-proxy

查看端口：

[root@k8s_client1 ~]# netstat –ntlp

Active Internet connections (only servers)

Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name   

tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1277/master        

tcp        0      0 127.0.0.1:10248         0.0.0.0:*               LISTEN      3246/kubelet       

tcp        0      0 127.0.0.1:10249         0.0.0.0:*               LISTEN      3133/kube-proxy    

tcp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*               LISTEN      575/rpcbind        

tcp        0      0 192.168.122.1:53        0.0.0.0:*               LISTEN      1332/dnsmasq       

tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1000/sshd          

tcp        0      0 127.0.0.1:631           0.0.0.0:*               LISTEN      998/cupsd          

tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1277/master        

tcp6       0      0 :::4194                 :::*                    LISTEN      3246/kubelet       

tcp6       0      0 :::10250                :::*                    LISTEN      3246/kubelet       

tcp6       0      0 :::10255                :::*                    LISTEN      3246/kubelet       

tcp6       0      0 :::111                  :::*                    LISTEN      575/rpcbind        

tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1000/sshd          

tcp6       0      0 ::1:631                 :::*                    LISTEN      998/cupsd      

Master上查看集群中的节点及节点状态

[root@k8s-master kubernetes]# kubectl get node

NAME              STATUS    AGE

192.168.248.142   Ready     2m

[root@k8s-master kubernetes]# kubectl -s get node

NAME              STATUS    AGE

192.168.248.142   Ready     2m

kubernetes集群搭建完成。

在k8s集群中创建pod，如果出现如下错误

其中最主要的问题是：details: (open /etc/docker/certs.d/registry.access.redhat.com/redhat-ca.crt: no such file or directory)

解决方案：

查看/etc/docker/certs.d/registry.access.redhat.com/redhat-ca.crt （该链接就是上图中的说明） 是一个软链接，但是链接过去后并没有真实的/etc/rhsm，所以需要使用yum安装：

yum install *rhsm*

安装完成后，执行一下docker pull registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest

如果依然报错，可参考下面的方案：

wget

rpm2cpio python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64.rpm | cpio -iv --to-stdout ./etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem | tee /etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem

注释：rpm2cpio命令用于将rpm软件包转换为cpio格式的文件

cpio命令主要是用来建立或者还原备份档的工具程序，cpio命令可以复制文件到归档包中，或者从归档包中复文件。          

       -i   还原备份档  

       -v  详细显示指令的执行过程

这两个命令会生成/etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem文件.

[root@k8s-node ~]# docker pull registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest

在master节点新建pod并查看起状态为正常

flannel是CoreOS提供用于解决Dokcer集群跨主机通讯的覆盖网络工具。它的主要思路是：预先留出一个网段，每个主机使用其中一部分，然后每个容器被分配不同的ip；让所有的容器认为大家在同一个直连的网络，底层通过UDP/VxLAN等进行报文的封装和转发。

kubernetes 是什么语言开发的

kubernetes是go语言写的，他里面有一些restful api接口，是开源容器应用自动化部署技术，也就是大家经常说的k8s。

kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，调度和节点集群间扩展。如果你曾经用过Docker容器技术部署容器，那么可以将Docker看成Kubernetes内部使用的低级别组件。Kubernetes不仅仅支持Docker，还支持Rocket，这是另一种容器技术。

使用Kubernetes可以：

自动化容器的部署和复制

随时扩展或收缩容器规模

将容器组织成组，并且提供容器间的负载均衡

很容易地升级应用程序容器的新版本

提供容器弹性，如果容器失效就替换它，等等...

K8s学习有一个前提条件，需要先掌握docker，如果你没有docker基础的话，那还不能学习 K8s k8s它底层的部署容器的那么容器本来就是docker。

可以看看这个视频教程，还是非常认真仔细的！