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Kubernetes（K8S）集群部署搭建图文教程（最全）

Kubernetes 集群安装

前期准备

第一步：Router软路由构建
第二步：centos7安装 5台（自行安装）
链接：https://pan.baidu.com/s/1WIMdpo1TPYLwwLiu6Bk5-w
提取码：p7go
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在这里插入图片描述

1、安装k8s的节点必须是大于1核心的CPU
2、安装节点的网络信息
master
BOOTPROTO=static
IPADDR=10.0.100.10
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.100.8  #指定到koolshare的软路由上

node1
BOOTPROTO=static
IPADDR=10.0.100.11
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.100.8

node2
BOOTPROTO=static
IPADDR=10.0.100.12
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.100.8

3、koolshare 软路由的默认面是koolshare

 

集群安装

 

系统初始化

设置系统主机名以及Host文件

hostnamectl set-hostname k8s-master01
hostnamectl set-hostname k8s-node01
hostnamectl set-hostname k8s-node02

安装依赖包

wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget vim net-tools git

设置防火墙为Iptables并设置空规则

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

关闭SELINUX
因为K8s安装的时候会去检测swap分区有无关闭，如果开启了话可能会把pod放在虚拟内存运行，大大降低工作效率。（也可以通过–ingress排除）

swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

调整内核参数，对于K8s

必备三调参数：开启bridge网桥模式，关闭ipv6协议
cat > 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
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF
cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

报错1：显示/proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables：没有这个文件或者目录

modprobe br_netfilter

报错2：显示sysctl: cannot stat /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max: 没有那个文件或目录

modprobe ip_conntrack

调整系统时区

# 设置系统时区为 中国/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 将当前的UTC时间写入硬件时钟
timedatectl set-local-rtc 0
# 重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

关闭系统不需要的服务

systemctl stop postfix && systemctl disable postfix

设置rsyslogd和systemd journald
让journald控制转发

mkdir /var/log/journal # 持久化保存日志的目录
mkdir /etc/systemd/journald.conf.d # 配置文件存放目录
# 创建配置文件
cat > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf << EOF
[Journal]
# 持久化保存到磁盘
Storage=persistent

# 压缩历史日志
Compress=yes

SyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000

# 最大占用空间 10G
SystemMaxUse=10G

# 单日志文件最大 200M
SystemMaxFileSize=200M

# 日志保存时间2周
MaxRetentionSec=2week

# 不将日志转发到 syslog
ForwardToSyslog=no
EOF
systemctl restart systemd-journald

修改系统内核为4.44

CentOS 7.x系统自带的3.10x内核存在一些Bugs，导致运行的Docker、Kubernetes不稳定。
rpm -Uvh http://mirror.ventraip.net.au/elrepo/elrepo/el7/x86_64/RPMS/elrepo-release-7.0-4.el7.elrepo.noarch.rpm

# 安装完成后检查 /boot/grub2/grub.cfg 中对应内核 menuentry 中是否包含 initrd16 配置，如果没有，再安装一次
yum --enablerepo=elrepo-kernel install -y kernel-lt
# 设置开机从新内核启动
grub2-set-default "CentOS Linux (4.4.182-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)"


检测：
[root@k8s-master01 ~]# uname -r
4.4.237-1.el7.elrepo.x86_64

修改DNS

vim /etc/hosts
10.0.100.10 k8s-master01
10.0.100.11 k8s-node01
10.0.100.12 k8s-node02

scp /etc/hosts root@k8s-node01:/etc/hosts
scp /etc/hosts root@k8s-node02:/etc/hosts

kube-proxy开启ipvs的前置条件
kube-proxy主要解决 pod的调度方式，开启这个条件可以增加访问效率

modprobe br_netfilter

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules << EOF
#! /bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash
/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_contrack_ipv4

安装Docker软件

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 update -y && yum install -y docker-ce

## 创建/etc/docker目录
mkdir /etc/docker

# 配置daemon
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
	"exec-opts":["native.cgroupdriver=systemd"],
	"log-driver":"json-file",
	"log-opts":{
		"max-size":"100m"
	}
}
EOF

# 创建存放docker的配置文件
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

# 重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

安装Kubeadm（主从配置）
让kubeadm去引导成为k8s

cat <<EOF >/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

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

# kubelet是与容器接口进行交互，而k8s通过kubeadm安装以后都是以Pod方式存在，底层是以容器的方式运行。所以一定要开机自启，不然的话启动不了k8s集群
systemctl enable kubelet.service

初始化主节点
kubeadm在初始化k8s集群的时候，会从gce云服务器pull一些所需要的镜像，并且这个镜像是非常大的，而且速度比较慢。

如果有xxr，可通过软路由配置让K8s集群机器
没有xxr，直接拉入Kubeadm-basic.images.tar.gz，拉到k8s集群中，导入即可

vim load-images.sh，因为要导入的镜像太多，直接用脚本。

#!/bin/bash
# 默认会解压到/root/kubeadm-basic.imageswe文件下
tar -zxvf /root/kubeadm-basic.images.tar.gz
ls /root/kubeadm-basic.images > /tmp/image-list.txt
cd /root/kubeadm-basic.images

for i in $( cat /tmp/image-list.txt )
do
	docker load -i $i
done

rm -rf /tmp/image-list.txt

接着

# 显示默认init初始化文件打印到 yaml文件中。从而得到默认的初始化模板
kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml

vim kubeadm-config.yaml
修改为（默认的调度方式是ipvs）：
advertiseAddress: 10.0.100.10
kubernetesVersion: v1.15.1
添加覆盖： 
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: "10.244.0.0/16"
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
  SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs

然后
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml | tee kubeadm-init.log

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

安装完成后，还需要进行如下设置

在当前家目录下创建.kube文件，这里会保存连接配置
kubectl和kubeapi交互，采取HTTPS协议，所以需要些缓存和认证文件都会保存到.kube文件
然后拷贝管理配置文件到.kube目录下

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

查看当前有哪些节点，kubectl get node
在这里插入图片描述

为什么是NotReady状态，因为k8s要求有一个扁平化网络存在，还没构建Flannel网络插件，所以还是NotReady

部署网络

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

[root@k8s-master01 ~]# mkdir install-k8s
mv kubeadm-init.log kubeadm-config.yaml install-k8s/
cd install-k8s/
mkdir core
mv * core/
mkdir plugin
cd plugin
mkdir flannel
cd flannel/
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

kubectl create -f kube-flannel.yml

查看组件运行，发现flannel已经在运行
kubectl get pod -n kube-system

发现已经ready了
kubectl get node

原理：kubectl是命令行管理工具，get获取pod状态，-n是指定名称空间为kube-system。因为所有的系统组件都被安装在kube-system
如果不加-n指定，默认是default

在这里插入图片描述
加入主节点以及其余工作节点

在其余工作节点 执行主节点的安装日志中的加入命令即可（语句在安装的结尾处）
kubeadm join 10.0.100.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef
–discovery-token-ca-cert-hash sha256:fc19a598cb245d740ed58ca964a7e7e646dd19c773756f86224a966eecb6038e
在这里插入图片描述

kubectl get node 查看
在这里插入图片描述

Harbor采取私有的仓库去镜像使用

Centos7系统，然后安装Docker，跟上面安装docker一样
安装docker

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 update -y && yum install -y docker-ce

## 创建/etc/docker目录
mkdir /etc/docker

# 配置daemon
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
	"exec-opts":["native.cgroupdriver=systemd"],
	"log-driver":"json-file",
	"log-opts":{
		"max-size":"100m"
	}
}
EOF

# 创建存放docker的配置文件
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

# 重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

vim /etc/docker/daemon.json

为了让k8s集群信任这个自己制作的证书
每个节点，包括harbor都需要加这么一句话

"insecure-registries": ["https://hub.atguigu.com"]

systemctl restart docker
在这里插入图片描述

docker-compose
在 Linux 上的也安装十分简单，从 官方 GitHub Release [https://github.com/docker/compose/releases] 处直接下载编译好的二进制文件即可。

例如，在 Linux 64 位系统上直接下载对应的二进制包。

$ sudo curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.17.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose
$ sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

国内源安装

curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/1.24.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

在这里插入图片描述

拉入docker-compose到harbor

链接：https://pan.baidu.com/s/1cE-1DWb_2JbOunOtS_J4-g 
提取码：rswr 

mv docker-compose /usr/local/bin/
chmod a+x /usr/local/bin/docker-compose

拉入harbor安装包

tar -zxvf harbor-offline-installer-v1.2.0.tgz 
mv harbor /usr/local/
cd /usr/local/harbor/
vim harbor.cfg
修改：
hostname = hub.atguigu.com
ui_url_protocol = https

创建https证书以及配置相关目录

创建https证书的目录，在harbor.cfg对应
mkdir -p /data/cert
cd /data/cert

# 创建私钥密码
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048 
# ssl请求
# 国家名 CN
# 省 GD
# 组织 atguigu
# 域名 hub.atguigu.com
# Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:hub.atguigu.com
openssl req -new -key server.key -out server.csr
# 备份私钥 
cp server.key server.key.org 
# 转换成证书，让私钥的密码退掉，因为docker启动时私钥的证书有密码，会启动不成功
openssl rsa -in server.key.org -out server.key 
# 证书签名
openssl x509 -req -days 365 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt 
# 证书赋予权限 
chmod -R 777 /data/cert

在这里插入图片描述

运行install脚本

每个节点
echo "10.0.100.13 hub.atguigu.com" >> /etc/hosts

harbor目录下 ./install.sh

在这里插入图片描述

（1）联网问题，修改主机名为 hub.atguigu.com

ERROR: for harbor-ui  UnixHTTPConnectionPool(host='localhost', port=None): Read timed out. (read timeout=70)

ERROR: for ui  UnixHTTPConnectionPool(host='localhost', port=None): Read timed out. (read timeout=70)
ERROR: An HTTP request took too long to complete. Retry with --verbose to obtain debug information.
If you encounter this issue regularly because of slow network conditions, consider setting COMPOSE_HTTP_TIMEOUT to a higher value (current value: 60).

解决：hostnamectl set-hostname hub.atguigu.com
直接把之前的容器和镜像都删除干净，重新执行install.sh

（2）has active endpoints

ERROR: error while removing network: network harbor_harbor id 91ec97d7a1f661e4d687b7d69c3060144de77df113f0205590f07fb39843f44b has active endpoints

解决

docker network inspect harbor_harbor
//断开网络，这里有两个Name参数 ，分别是上面标记的参数一和参数二
docker network disconnect -f harbor_harbor harbor-ui
//然后执行
docker-compose up -d

再次执行install.sh

（3）Timed out

ERROR: for jobservice  UnixHTTPConnectionPool(host='localhost', port=None): Read timed out. (read timeout=60)
ERROR: An HTTP request took too long to complete. Retry with --verbose to obtain debug information.
If you encounter this issue regularly because of slow network conditions, consider setting COMPOSE_HTTP_TIMEOUT to a higher value (current value: 60).

解决

解决思路：把 COMPOSE_HTTP_TIMEOUT 的值调大，并转为环境变量即可。

解决步骤：
先进入/etc/profile配置文件，执行命令：

vi /etc/profile
然后在尾部添加上下面代码：
export COMPOSE_HTTP_TIMEOUT=500
export DOCKER_CLIENT_TIMEOUT=500
接着使/etc/profile配置文件生效，执行命令：

source /etc/profile
最后重新执行命令 docker-compose up 即可。

（4）容器重新建

ERROR: for 30a708d1ccb1_harbor-ui  b'You cannot remove a running container 30a708d1ccb166cb63885c4aa66e73a4b1c0e5b815185d990eb5190e16463da7. Stop the container before attempting removal or force remove'

ERROR: for ui  b'You cannot remove a running container 30a708d1ccb166cb63885c4aa66e73a4b1c0e5b815185d990eb5190e16463da7. Stop the container before attempting removal or force remove'
ERROR: Encountered errors while bringing up the project.

解决

删除不掉容器文件占用，其实是网络问题。
解决办法如下
1、docker stop 容器ID\容器名   先暂停
2、docker network disconnect --force bridge 容器ID\容器名   清除网络
3、docker rm -f 容器ID\容器名  再强制删除

最终成功，各种报错，一步步终于好了！！！
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

W10真实主机
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
10.0.100.13 hub.atguigu.com
浏览器访问 hub.atguigu.com

在/usr/local/harbor/harbor.cfg文件中
默认用户名 admin
默认密码 Harbor12345
在这里插入图片描述

集群检测

检测k8s是否能利用到harbor仓库，那在k8s利用之前，docker要能先利用到

1、node01上检测docker
出现报错可能是因为json格式
检查 /etc/docker/daemon.json是不是如下格式

{
  "exec-opts":["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver":"json-file",
  "log-opts":{
  "max-size":"100m"
  },
  "insecure-registries": ["https://hub.atguigu.com"]
}

然后重启一下docker：
systemctl daemon-reload 
systemctl restart docker

docker login https://hub.atguigu.com
docker pull wangyanglinux/myapp:v1  在公共docker hub拉取

重新打标签，因为推送镜像必须要命名成hub.atguigu.com
docker tag wangyanglinux/myapp:v1 hub.atguigu.com/library/myapp:v1
docker push hub.atguigu.com/library/myapp:v1

刷新查看镜像情况
docker images

然后删除镜像，为了后面验证k8s集群是否可下载
docker rmi -f hub.atguigu.com/library/myapp:v1
docker rmi -f wangyanglinux/myapp:v1

重新打标签，因为推送镜像必须要命名成hub.atguigu.com
在这里插入图片描述
完整过程
在这里插入图片描述

2、测试k8s集群是否可用，与镜像仓库连接情况
在k8s启动pod看是否OK
在这里插入图片描述

k8s-master01执行：

暴露端口80和docker的80是不一样的，不写也可以访问的，因为是扁平化网络
kubectl run nginx-deployment --image=hub.atguigu.com/library/myapp:v1 --port=80 --replicas=1
kubectl get deployment
kubectl get rs
kubectl get pod
kubectl get pod -o wide

在这里插入图片描述

然后到node01查看是否有nginx的
docker ps -a | grep nginx
只要运行一个pod就会有pause
在这里插入图片描述

如果master想访问node01的话，直接curl IP，因为是扁平化网络
curl 10.244.2.2
curl 10.244.2.2/hostname.html 获取pod名称
在这里插入图片描述
这样一来私有仓库连接成功。减轻外网网络资源压力

3、harbor仓库查看，镜像下载次数1
在这里插入图片描述

集群功能演示

kubectl get pod 获取pod
kubectl delete pod Name 删除pod
kubectl get pod 获取pod，发觉又多了一个，和之前名字不一样
在这里插入图片描述

因为在之前kubectl run的时候已经指明了副本replicas=1，会保持为1

 
如果有一天压力过大，可不可以扩容？
kubectl get pod
kubectl scale --replicas=3 deployment/nginx-deployment
kubectl get pod
kubectl get pod -o wide
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

 
nginx负载访问，通过SVC
kubectl expose --help
kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80
访问服务端的30000端口， 访问的是容器的80端口

kubectl get svc
在这里插入图片描述

curl访问测试，是一个轮询的机制
在这里插入图片描述

ipvsadm -Ln | grep 10.105.236.174
在这里插入图片描述

kubectl get pod -pod -o wide
在这里插入图片描述
发现SVC机制就是调度LVS模块实现负载均衡，这个是内部地址。

如果外部想访问怎么办？修改类型
kubectl get svc
kubectl edit svc nginx-deployment
type: NodePort
在这里插入图片描述
kubectl get svc
在这里插入图片描述

netstat -anpt | grep 30000
netstat -anpt | grep 32651
在所有的节点都暴露这么一个端口，然后浏览器直接访问32651端口即可
在这里插入图片描述

10.0.100.10:32651
10.0.100.11:32651
10.0.100.12:32651
这样一来，改成NodePort类型，就可以在web访问到k8s内部的服务。

在这里插入图片描述

终于大功告成！！！！！！！！！！

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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