CentOS7.5 使用二進制程序部署Kubernetes1.12.2(三)

一、安裝方式介紹

1、yum 安裝

目前CentOS官方已經把Kubernetes源放入到自己的默認 extras 倉庫里面，使用 yum 安裝，好處是簡單，壞處也很明顯，需要官方更新 yum 源才能獲得最新版本的軟件，而所有軟件的依賴又不能自己指定，尤其是你的操作系統版本如果低的話，使用 yum 源安裝的 Kubernetes 的版本也會受到限制，通常會低于官方很多版本，我安裝的時候目前官方版本為1.12，而 yum 源中的版本為1.5.2。
請查看博文：https://blog.51cto.com/wzlinux/2321767

2、二進制安裝

使用二進制文件安裝，好處是可以安裝任意版本的 Kubernetes，對一些新版本新功能追求的同學比較合適，壞處是配置比較復雜，很多軟件包因為一些原因，我們在大陸是訪問不到的。

3、Kubeadm 安裝

kubeadm 是 Kubernetes 官方提供的用于快速安裝 Kubernetes 集群的工具，伴隨Kubernetes每個版本的發布都會同步更新，kubeadm會對集群配置方面的一些實踐做調整，通過實驗 kubeadm 可以學習到 Kubernetes 官方在集群配置上一些新的最佳實踐。
請查看博文：https://blog.51cto.com/wzlinux/2322616

這里我們選用第二種方式安裝。

二、環境準備

1、軟件版本

我們安裝的版本基本是目前最新的版本。

2、節點規劃

節點及網絡規劃如下：

3、系統配置

關閉防火墻。

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

配置/etc/hosts，添加如下內容。

172.18.8.200 master.wzlinux.com master
172.18.8.201 node01.wzlinux.com node01
172.18.8.202 node02.wzlinux.com node02

關閉SELinux。

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

關閉swap。

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

4、二進制軟件包下載

我們可以下載編譯好的二進制文件，也可以下載源碼自己編譯，這里只討論二進制的安裝方式。在Kubernetes的Github CHANGELOG日志中可以看到最新的版本號，也可以到Tag頁面中找到自己需要的版本，我下載的是 v1.12.2。

上傳我們下載的二進制軟件包到各節點，并解壓在root家目錄，查看目錄內容。

[root@master ~]# ll kubernetes/server/bin/
total 1821524
-rwxr-xr-x 1 root root  60859975 Oct 24 15:49 apiextensions-apiserver
-rwxr-xr-x 1 root root 142923436 Oct 24 15:49 cloud-controller-manager
-rw-r--r-- 1 root root         8 Oct 24 15:44 cloud-controller-manager.docker_tag
-rw-r--r-- 1 root root 144309760 Oct 24 15:44 cloud-controller-manager.tar
-rwxr-xr-x 1 root root 248021112 Oct 24 15:49 hyperkube
-rwxr-xr-x 1 root root  54042644 Oct 24 15:49 kubeadm
-rwxr-xr-x 1 root root 192781649 Oct 24 15:49 kube-apiserver
-rw-r--r-- 1 root root         8 Oct 24 15:44 kube-apiserver.docker_tag
-rw-r--r-- 1 root root 194167808 Oct 24 15:44 kube-apiserver.tar
-rwxr-xr-x 1 root root 162961401 Oct 24 15:49 kube-controller-manager
-rw-r--r-- 1 root root         8 Oct 24 15:44 kube-controller-manager.docker_tag
-rw-r--r-- 1 root root 164347392 Oct 24 15:44 kube-controller-manager.tar
-rwxr-xr-x 1 root root  57352138 Oct 24 15:49 kubectl
-rwxr-xr-x 1 root root 176648680 Oct 24 15:49 kubelet
-rwxr-xr-x 1 root root  50330867 Oct 24 15:49 kube-proxy
-rw-r--r-- 1 root root         8 Oct 24 15:44 kube-proxy.docker_tag
-rw-r--r-- 1 root root  98355200 Oct 24 15:44 kube-proxy.tar
-rwxr-xr-x 1 root root  57184656 Oct 24 15:49 kube-scheduler
-rw-r--r-- 1 root root         8 Oct 24 15:44 kube-scheduler.docker_tag
-rw-r--r-- 1 root root  58570752 Oct 24 15:44 kube-scheduler.tar
-rwxr-xr-x 1 root root   2330265 Oct 24 15:49 mounter

這些包都是存儲在google的服務器上面，因為眾所周知的原因，我們是無法訪問的，所以需要各位科學上網才可以獲取，不過我可以把我獲取的包傳到網盤分享給大家。
大家可以去下載使用。鏈接: https://pan.baidu.com/s/1Ut9VERgm55B4lmz0wjjzFQ 提取碼: mjem

三、安裝master

master節點需要安裝的服務有kube-apiserver，kube-controller-manager，kube-scheduler，所以我們先把需要的二進制文件放到環境變量。

cd /root/kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubectl /usr/local/bin/

創建需要的目錄。

mkdir -p /var/lib/etcd
mkdir -p /etc/etcd/
mkdir /etc/kubernetes

1、安裝etcd

因為所以的組件都是需要etcd存儲，所以我們第一安裝的就是etcd，如果不是為了新版本，為了方便可以使用yum安裝。

我這里采用二進制安裝方法，首先下載安裝包。

下載。

wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.3.10/etcd-v3.3.10-linux-amd64.tar.gz

解壓安裝。

tar xf etcd-v3.3.10-linux-amd64.tar.gz
cd etcd-v3.3.10-linux-amd64
cp etcd etcdctl /usr/local/bin/

創建system啟動文件etcd.service。

cat <<EOF > /usr/lib/systemd/system/etcd.service
[Unit]
Description=etcd.service

[Service]
Type=notify
TimeoutStartSec=0
Restart=always
WorkingDirectory=/var/lib/etcd
EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
ExecStart=/usr/local/bin/etcd

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

創建配置文件。

cat <<EOF >/etc/etcd/etcd.conf
ETCD_NAME=ETCD Server
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=http://0.0.0.0:2379
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://172.18.8.200:2379"
EOF

啟動etcd。

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd.service
systemctl enable etcd.service

查看啟動狀態。

[root@master ~]# netstat -tlnp|grep etcd
tcp        0      0 127.0.0.1:2380          0.0.0.0:*               LISTEN      1550/etcd           
tcp6       0      0 :::2379                 :::*                    LISTEN      1550/etcd    
[root@master ~]# etcdctl cluster-health
member 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from http://172.18.8.200:2379
cluster is healthy

說明： etcd 會啟用兩個端口，其中2380 是集群的通信端口，2379是服務端口。如果是配置etcd集群，則要修改配置文件，設置監聽IP和端口。

2、安裝 kube-apiserver

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service，修改為如下內容：

[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target
After=etcd.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/kubernetes/apiserver
ExecStart=/usr/local/bin/kube-apiserver  \
        $KUBE_ETCD_SERVERS \
        $KUBE_BIND_ADDRESS \
        $KUBE_API_PORT \
        $KUBE_SERVICE_ADDRESSES \
        $KUBE_ADMISSION_CONTROL \
        $KUBE_API_ARGS
Restart=on-failure
Type=notify
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建目錄和配置文件。

cat <<EOF > /etc/kubernetes/apiserver
KUBE_BIND_ADDRESS="--bind-address=0.0.0.0"
KUBE_API_PORT="--port=8080"
KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd-servers=http://172.18.8.200:2379"
KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12"
KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ResourceQuota"
KUBE_API_ARGS=""
EOF

啟動服務。

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver.service
systemctl enable kube-apiserver.service

查看啟動是否成功。

[root@master ~]# netstat -tnlp | grep kube
tcp6       0      0 :::6443                 :::*                    LISTEN      11086/kube-apiserve 
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      11086/kube-apiserve 

kube-apiserver監聽在兩個端口，6443是https加密通信方式，8080是http的通信方式，我們這里沒有配置證書選項，所以我們的通信都是明文通信，官方文檔查看。

3、安裝kube-controller-manager

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service，添加如下內容：

[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=kube-apiserver.service
Requires=kube-apiserver.service

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/controller-manager
ExecStart=/usr/local/bin/kube-controller-manager \
             $KUBE_MASTER \
             $KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建配置文件controller-manager，IP根據自己的實際情況進行修改。

cat <<EOF > /etc/kubernetes/controller-manager
KUBE_MASTER="--master=http://172.18.8.200:8080"
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS=""
EOF

啟動服務。

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl enable kube-controller-manager.service

驗證服務狀態。

[root@master ~]# netstat -lntp | grep kube-controll
tcp6       0      0 :::10252                :::*                    LISTEN      11131/kube-controll 
tcp6       0      0 :::10257                :::*                    LISTEN      11131/kube-controll 

端口10257為https提供身份驗證和授權，10252為默認非加密端口，官方文檔查看。

4、安裝kube-scheduler

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service，添加如下內容：

[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler Plugin
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=kube-apiserver.service
Requires=kube-apiserver.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/kubernetes/scheduler
ExecStart=/usr/local/bin/kube-scheduler \
        $KUBE_MASTER \
        $KUBE_SCHEDULER_ARGS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建配置文件/etc/kubernetes/scheduler。

cat <<EOF > /etc/kubernetes/scheduler
KUBE_MASTER="--master=http://172.18.8.200:8080"
KUBE_SCHEDULER_ARGS=""
EOF

啟動服務。

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl enable kube-scheduler.service

驗證服務狀態。

[root@master ~]# netstat -lntp | grep kube-schedule
tcp6       0      0 :::10251                :::*                    LISTEN      11178/kube-schedule 

端口10251是非加密端口，https端口為10259。官方文件查看。

使用 kubectl 查看狀態。

[root@master ~]# kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}   
controller-manager   Healthy   ok                  
scheduler            Healthy   ok                  

四、安裝node節點(node01為例)

1、環境準備

node節點需要安裝的服務有docker，kubelet，kube-prox，flannel，所以我們先把需要的二進制文件放到環境變量。

cd /root/kubernetes/server/bin/
cp kubelet kube-proxy /usr/local/bin/

加載ipvs內核，使node節點kube-proxy支持ipvs代理規則。

modprobe ip_vs_rr
modprobe ip_vs_wrr
modprobe ip_vs_sh

創建需要的目錄。

mkdir /var/lib/kubelet
mkdir /etc/kubernetes

配置轉發參數。

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

2、安裝docker-ce

我們使用推薦的版本18.06，此時docker官方的最新版本為18.09，所以我們需要配置官方yum源。

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -P /etc/yum.repos.d/

yum list docker-ce.x86_64  --showduplicates |sort -r
yum install docker-ce-18.06.1.ce -y

配置加速器。

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://hdi5v8p1.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

2、安裝 kube-proxy 服務

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service，添加如下內容：

[Unit]
Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=/etc/kubernetes/proxy
ExecStart=/usr/local/bin/kube-proxy \
            $KUBE_MASTER \
            $KUBE_PROXY_ARGS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建需要的配置文件，IP請根據自己的實際情況進行修改。

cat <<EOF > /etc/kubernetes/proxy
KUBE_MASTER="--master=http://172.18.8.200:8080"
KUBE_PROXY_ARGS=""
EOF

啟動服務。

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy.service
systemctl enable kube-proxy.service

查看啟動狀態。

[root@node01 ~]# netstat -lntp | grep kube-proxy
tcp        0      0 127.0.0.1:10249         0.0.0.0:*               LISTEN      12273/kube-proxy    
tcp6       0      0 :::10256                :::*                    LISTEN      12273/kube-proxy  

端口10256負責健康檢查，10249負責和server通信，官方文檔查看。

3、安裝 kubelete 服務

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/kubelet.service，新增如下內容：

[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
WorkingDirectory=/var/lib/kubelet
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig.yaml
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

創建配置文件kubeconfig.yaml，具體參數請根據自己的需求進行修改，新增如下內容：

cat <<EOF > /etc/kubernetes/kubeconfig.yaml
apiVersion: v1
kind: Config

users:
- name: kubelet

clusters:
- name: kubernetes
  cluster: 
    server: http://172.18.8.200:8080

contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubelet
  name: service-account-context
current-context: service-account-context
EOF

kubeconfig官方文檔請點擊查看。

啟動kubelet。

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet.service
systemctl enable kubelet.service

查看啟動情況。

[root@node01 ~]# netstat -tnlp | grep kubelet
tcp        0      0 127.0.0.1:43228         0.0.0.0:*               LISTEN      12658/kubelet       
tcp        0      0 127.0.0.1:10248         0.0.0.0:*               LISTEN      12658/kubelet       
tcp6       0      0 :::10250                :::*                    LISTEN      12658/kubelet       
tcp6       0      0 :::10255                :::*                    LISTEN      12658/kubelet   

配置官方文檔請查看。

4、配置flannel網絡(Pod使用)

我們之所以要單獨使用第三方的網絡插件來擴展k8s,主要原因是在使用docker的環境中，在每個node節點的docker0默認的網段都是172.17.0.0/16的網絡。如果要實現不同宿主node上pod（這里也可以理解為容器）互相通信，就不能使用默認的docker0提供的網段，我們需要部署一個覆蓋網絡，讓每個node節點的docker0網絡都處于不同的網段，這樣，通過添加一些路由轉發策略，就能讓集群中各個pod在同一個虛擬的網絡中實現通信。

從github官網下載最新版本。

wget https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.10.0/flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz
tar xf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz
cp flanneld /usr/local/bin/
cp mk-docker-opts.sh /usr/local/libexec/

創建啟動文件/usr/lib/systemd/system/flanneld.service，新增如下內容：

[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
After=etcd.service
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/flanneld
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-network
ExecStart=/usr/local/bin/flanneld \
            $FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS \
            $FLANNEL_ETCD_PREFIX \
            $FLANNEL_OPTIONS
ExecStartPost=/usr/local/libexec/mk-docker-opts.sh -d /run/flannel/docker
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
RequiredBy=docker.service

對上面的文件做一下解釋：

• Flannel網絡必須在宿主機網絡能對外（其它node節點）正常通信的情況下啟動才有意義，所以這里定義After=network.target
• 只有當Flannel 網絡啟動之后，才能創建一個與其它節點不會沖突的網絡，而docker的網絡需要和fannel 網絡相同才能保證跨主機通信，所以docker必須要在flannel網絡創建后才能啟動，這里定義Before=docker.service

創建配置文件/etc/sysconfig/flanneld，設置為如下內容：

cat <<EOF > /etc/sysconfig/flanneld
# Flanneld configuration options  

# etcd url location.  Point this to the server where etcd runs
FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="-etcd-endpoints=http://172.18.8.200:2379"

# etcd config key.  This is the configuration key that flannel queries
# For address range assignment
FLANNEL_ETCD_PREFIX="-etcd-prefix=/atomic.io/network"

# Any additional options that you want to pass
FLANNEL_OPTIONS=""
EOF

在master節點上為 falnnel 創建分配的網絡。

[root@master ~]#  etcdctl mk /atomic.io/network/config '{"Network": "10.244.0.0/16"}'

在各node節點上啟動 flannel。

systemctl daemon-reload
systemctl start flanneld.service
systemctl enable flanneld.service

檢查是否啟動好。

ps -ef |grep flanneld

也可以使用自助安裝，官方建議的使用方法。
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

5、啟動docker

編輯文件/usr/lib/systemd/system/docker.service，修改為如下內容，讓docker使用flannel網絡。

[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service flannel.service
Wants=network-online.target
Requires=flanneld.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=-/run/flannel/docker
ExecStart=/usr/bin/dockerd $DOCKER_OPTS
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

我們最后啟動docker服務。

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

我們可以看到docker0已經連接到flannel0，并且添加10.244.71.0/24的路由。

[root@node01 ~]# ip r
default via 172.18.8.1 dev ens33 proto static metric 100 
10.244.0.0/16 dev flannel0 proto kernel scope link src 10.244.71.0 
10.244.71.0/24 dev docker0 proto kernel scope link src 10.244.71.1 
172.18.0.0/16 dev ens33 proto kernel scope link src 172.18.8.201 metric 100  

五、master節點驗證

[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME                 STATUS   ROLES    AGE     VERSION
node01.wzlinux.com   Ready    <none>   5m38s   v1.12.2
node02.wzlinux.com   Ready    <none>   5m34s   v1.12.2

先運行幾個pod看一下。

kubectl run nginx --image=nginx --replicas=3

查看一下pod狀態，發現容器的狀態為ContainerCreating，使用kubectl describe pod POD_NAME發現在請求k8s.gcr.io/pause:3.1pod鏡像模板。

因為我們還沒有pod基礎設施鏡像k8s.gcr.io/pause:3.1，就是所有pod的模板，我們需要從gcr.io下載，但是這個地址我們國內是無法訪問的，我們可以使用間接的方法，在所有的node節點上，我們可以從阿里云的鏡像下載，然后再tag成我們需要的鏡像。

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1
docker image rm registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1

問題解決之后我們再次查看。

[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE                 NOMINATED NODE
nginx-dbddb74b8-gzd6j   1/1     Running   0          2m11s   10.244.50.3   node02.wzlinux.com   <none>
nginx-dbddb74b8-hmmll   1/1     Running   0          2m11s   10.244.50.2   node02.wzlinux.com   <none>
nginx-dbddb74b8-lpkln   1/1     Running   0          2m11s   10.244.71.2   node01.wzlinux.com   <none>

當前的網絡結構圖如下所示：

我們可以創建一個service，查看其分配的IP。

[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --port=8888 --target-port=80

[root@master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    51m
nginx        ClusterIP   10.98.190.189   <none>        8888/TCP   7s

至此，使用二進制程序搭建的過程我們已經介紹完了。