Kubernetes——kubeadm部署安裝+dashboard+harbor

伺服器準備與配置思路

master（2C/4G，cpu核心數要求大于2）	192.168.80.11	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G）	192.168.80.12	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G）	192.168.80.13	docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor節點（hub.kgc.com）	192.168.80.14	docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

1.在所有節點上安裝Docker和kubeadm

2.部署Kubernetes Master

3.部署容器網絡插件

4.部署Kubernetes Node，将節點加入Kubernetes叢集中

5.部署Dashboard Web 頁面，可視化檢視Kubernetes資源

6.部署Harbor私有倉庫，存放鏡像資源

環境準備

1.所有節點，關閉防火牆規則，關閉selinux，關閉swap交換
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
swapoff -a						#交換分區必須要關閉
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab		#永久關閉swap分區，&符号在sed指令中代表上次比對的結果

2.加載 ip_vs 子產品
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

3.修改主機名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

4.所有節點修改hosts檔案
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.80.10 master01
192.168.80.11 node01
192.168.80.12 node02
EOF

5.調整核心參數
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1            #開啟網橋模式，可将網橋的流量傳遞給iptables鍊
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1                  #關閉ipv6協定
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

//生效參數
sysctl --system  
           

所有節點安裝docker

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 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  }
}
EOF
#使用Systemd管理的Cgroup來進行資源控制與管理，因為相對Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、記憶體等資源更加簡單和成熟穩定。
#日志使用json-file格式類型存儲，大小為100M，儲存在/var/log/containers目錄下，友善ELK等日志系統收集和管理日志。

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service 

docker info | grep "Cgroup Driver"
Cgroup Driver: systemd
           

所有節點安裝kubeadm，kubelet和kubectl

1.定義kubernetes源
cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

yum install -y kubelet-1.15.1 kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1

2.開機自啟kubelet
systemctl enable kubelet.service
#K8S通過kubeadm安裝出來以後都是以Pod方式存在，即底層是以容器方式運作，是以kubelet必須設定開機自啟
           

部署K8S叢集

1.檢視初始化需要的鏡像

kubeadm config images list
           

2. 在master節點上傳kubeadm-basic.images.tar.gz壓縮包至/opt目錄

cd /opt
在 master 節點上傳 v1.20.11.zip 壓縮包至 /opt 目錄
unzip v1.20.11.zip -d /opt/k8s

cd /opt/k8s/v1.20.11
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done   #加載鏡像
           

3. 複制鏡像到兩個node節點，并在node節點上加載鏡像

scp -r /opt/k8s root@node01:/opt
scp -r /opt/k8s root@node02:/opt
for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done
           

4. 初始化kubeadm（隻在master01上部署，讓node進入即可）

方法一:
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml

cd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.80.11		#指定master節點的IP位址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.15.1				#指定kubernetes版本号
35 networking:
36   dnsDomain: cluster.local
37   podSubnet: "10.244.0.0/16"				#指定pod網段，10.244.0.0/16用于比對flannel預設網段
38   serviceSubnet: 10.96.0.0/16			#指定service網段
39 scheduler: {}
--- #末尾再添加以下内容
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs									#把預設的service排程方式改為ipvs模式

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 參數可以在後續執行加入節點時自動分發證書檔案，k8sV1.16版本開始替換為 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以輸出日志

//檢視 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log

//kubernetes配置檔案目錄
ls /etc/kubernetes/

//存放ca等證書和密碼的目錄
ls /etc/kubernetes/pki		

方法二：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=0.0.0.0 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.15.1 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
==========================================================
初始化叢集需使用kubeadm init指令，可以指定具體參數初始化，也可以指定配置檔案初始化。
可選參數：
--apiserver-advertise-address：apiserver的監聽位址
--apiserver-bind-port：apiserver的監聽端口，預設是6443
--cert-dir：通訊的ssl證書檔案，預設/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint：控制台平面的共享終端，可以是負載均衡的ip位址或者dns域名，高可用叢集時需要添加
--image-repository：拉取鏡像的鏡像倉庫，預設是k8s.gcr.io
--kubernetes-version：指定kubernetes版本
--pod-network-cidr：pod資源的網段，需與pod網絡插件的值設定一緻。通常，Flannel網絡插件的預設為10.244.0.0/16，Calico插件的預設值為192.168.0.0/16；
--service-cidr：service資源的網段
--service-dns-domain：service全域名的字尾，預設是cluster.local
==========================================================
方法二初始化後需要修改 kube-proxy 的 configmap，開啟 ipvs
指令：kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs

提示：
......
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 192.168.80.11:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2
           

5. 設定kubectl和加入node節點進叢集

//設定kubectl
kubectl需經由API server認證及授權後方能執行相應的管理操作，kubeadm 部署的叢集為其生成了一個具有管理者權限的認證配置檔案 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通過預設的 “$HOME/.kube/config” 的路徑進行加載。

mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

//如果 kubectl get cs 發現叢集不健康，更改以下兩個檔案
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml

# 修改如下内容
把--bind-address=127.0.0.1變成--bind-address=192.168.80.10		#修改成k8s的控制節點master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1變成192.168.80.10（有兩處）
#- --port=0					# 搜尋port=0，把這一行注釋掉

systemctl restart kubelet
           

6. 所有節點部署網絡插件flannel

方法一：
//所有節點上傳flannel鏡像 flannel.tar 到 /opt 目錄，master節點上傳 kube-flannel.yml 檔案
cd /opt
docker load -i flannel.tar

//在master節點建立flannel資源
kubectl apply -f kube-flannel.yml 

方法二：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

在node1和node2上面執行
kubeadm join 192.168.80.11:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:9e1c11e0aff9a163fd6fec2465979c61cc57e10b389c3afbf44cef341ad5a662
           

7. 在master節點檢視節點狀态

指令：kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system
           

8. 測試pod資源建立

1.kubectl create deployment nginx --image=nginx

2.kubectl get pods -o wide
           

9. 暴露端口提供服務

1.kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

2.kubectl get svc
           

10. 測試通路

curl http://192.168.80.11:31984
或curl http://node01:31984
           

11.擴充3個副本

1.kubectl scale deployment nginx --replicas=3
2.kubectl get pods -o wide
           

安裝dashboard

1. 所有節點安裝dashboard并在主節點加載

方法一：
//所有節點上傳dashboard鏡像 dashboard.tar 到 /opt 目錄，master節點上傳kubernetes-dashboard.yaml檔案
cd /opt/
docker load -i metrics-scraper.tar
docker load -i dashboard.tar 

kubectl apply -f recommended.yaml

方法二：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0/aio/deploy/recommended.yaml
           

2. 檢視所有容器運作狀态

kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide
           

3. 浏覽器通路

https://node02:30001/
https://192.168.80.3:30001/
           

4. 建立service account并綁定預設cluster-admin管理者叢集角色

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
           

5. 擷取令牌密鑰

kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')
           

6. 複制token令牌直接登入網站

安裝Harbor私有倉庫

1. 修改主機名，并所有主機添加映射

hostnamectl set-hostname hub.lzc.com

echo '192.168.80.14 hub.lzc.com' >> /etc/hosts
           

2. 安裝docker

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 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "insecure-registries": ["https://hub.kgc.com"]
}
EOF

systemctl start docker
systemctl enable docker
           

3. 所有node節點都修改docker配置檔案，加上私有倉庫配置

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "insecure-registries": ["https://hub.kgc.com"]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
           

4. 安裝Harbor

1) 上傳harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose檔案到/opt目錄

1.cd /opt
2.移動兩個包進/opt目錄
3.cp docker-compose /usr/local/bin/
4.chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
5.tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
6.cd harbor/
7.vim harbor.cfg
  hostname = hub.kgc.com   #第5行
  ui_url_protocol = https   #第9行
  ssl_cert = /data/cert/server.crt   #第24行
  ssl_cert_key = /data/cert/server.key   #第25行
  harbor_admin_password = Harbor12345    #第59行
           

2) 生成證書

mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私鑰
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
輸入兩遍密碼：123456

#生成證書簽名請求檔案
openssl req -new -key server.key -out server.csr
輸入私鑰密碼：123456
輸入國家名：CN
輸入省名：BJ
輸入市名：BJ
輸入組織名：KGC
輸入機構名：KGC
輸入域名：hub.lzc.com
輸入管理者郵箱：[email protected]
其它全部直接回車

#備份私鑰
cp server.key server.key.org

#清除私鑰密碼
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
輸入私鑰密碼：123456

#簽名證書
openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./install.sh
           

5) 浏覽器通路

https://hub.lzc.com
使用者名：admin
密碼：Harbor12345
           

6. harbor倉庫測試

1) 在一個node節點上登入harbor

docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.lzc.com
           

2) 上傳鏡像

docker tag nginx:latest hub.kgc.com/library/nginx:v1
docker push hub.lzc.com/library/nginx:v1
           

3) 在master節點上删除之前建立的nginx資源

1.kubectl delete deployment nginx

2.kubectl run nginx-deployment --image=hub.gxd.com/library/nginx:lzc123 --port=80 --replicas=3

3.kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80       #做端口映射，叢集端口與pod端口

4.kubectl get svc,pods

5.yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

6.curl 10.100.118.35:30000  #叢集ip+叢集端口

7.kubectl edit svc nginx-deployment

8.kubectl get svc

9.浏覽器通路：
192.168.80.11:30189
192.168.80.12:30189
192.168.80.13:30189
           

核心參數優化方案

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0									#禁止使用 swap 空間，隻有當系統記憶體不足（OOM）時才允許使用它
vm.overcommit_memory=1							#不檢查實體記憶體是否夠用
vm.panic_on_oom=0								#開啟 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963							#指定最大檔案句柄數
fs.nr_open=52706963								#僅4.4以上版本支援
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF