本机搭建三节点k8s集群

2018-11-20 来源：importnew

原文出处： Rainstorm

毕业设计题目是写一个基于微服务的高可用应用系统。微服务的部署使用 docker + k8s，所以前提是要有一个 k8s 集群。搭建过程中遇到了一些坑，把整个流程记录下来一是回顾搭建过程，二是希望能尽可能的帮助后来的 k8s beginners 少走些弯路。

本文的侧重点在实际操作，k8s 组件基本概念相关的信息请参考?k8s 官方文档?或?Kubernetes 指南 – by feiskyer

如果对于本文有什么建议、意见及疑问，欢迎提 issue，或直接发邮件交流(邮箱很容易能找到，不再提供)。

环境依赖

本文假设读者会使用 Linux 命令行。

k8s 的镜像源在墙外，所以需要读者掌握科学上网的技能。这个部分不属于本文的描述范围，我使用的方案是 Shadowsocks + Privoxy，有需要可以跟我交流。

- Docker    : 1.13.1
- kube*     : 1.10
- flannel   : 0.10.0
- virtualBox: 5.2.8
- OS        : ubuntu-16.04.4-server-amd64.iso

virtualBox 的版本不太重要，Docker 和 kube* 的版本最好使用 k8s 推荐的版本，否则可能会有问题，推荐的 Docker 版本可以在版本的?release?文档中查看。OS 的版本不同，后面的一些配置的方法会略有不同。

搭建目标

主机名	主机 IP	flannel.1	OS	集群角色
master	192.168.99.200	10.244.0.0	Ubuntu 16.04	master
node1	192.168.99.201	10.244.1.0	Ubuntu 16.04	node
node2	192.168.99.202	10.244.2.0	Ubuntu 16.04	node

flannel.1 是每台机器上的一个 VNI，通过?ifconfig?命令可以查看该接口的信息。

从任意一台机器 ping 另外两台机器 flanel.1 的 IP 能通就算集群搭建成功。

# from master
$ ping 10.244.1.0
PING 10.244.1.0 (10.244.1.0) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.244.1.0: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.659 ms
64 bytes from 10.244.1.0: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.478 ms
64 bytes from 10.244.1.0: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.613 ms
^C
--- 10.244.1.0 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.478/0.583/0.659/0.079 ms

$ ping 10.244.2.0
PING 10.244.2.0 (10.244.2.0) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.244.2.0: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.459 ms
64 bytes from 10.244.2.0: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.504 ms
64 bytes from 10.244.2.0: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.553 ms
^C
--- 10.244.2.0 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2058ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.459/0.505/0.553/0.042 ms

k8s 个组件之间的关系

其实这个没必要多说，Kubernetes Components?或?Kubernetes 核心组件 – by feiskyer?讲的已经非常好了，这里提到只是强调一下这部分的重要性。

k8s Pod 网络模型简介

图片来源：一次Flannel和Docker网络不通定位问题

为了省事，我直接引用了别人画的模型图。对于本次搭建的集群模型简单描述如下：

cni0?和?flannel.1?都是 VNI，由 flannel 组件创建，集群搭建完成后可以通过?ifconfig?进行查看。
flannel 组件在每台机器上运行了一个?flanneld，它是用来转发流量，解决主机间通信的问题。
enp0s8?是 virtualBox 的 Host-Only 适配器。

配置流程

使用 virtualBox 创建三台虚拟机

virtualBox 安装比较简单，不再介绍，GUI 工具用起来也很方便，这部分只介绍我认为需要提示的部分。

内存推荐 2048M, CPU 推荐 2个
默认只有一个 NAT 适配器，添加一个 Host-Only Adapter。NAT 适配器是虚拟机用来访问互联网的，Host-Only 适配器是用来虚拟机之间通信的。
以 Normal Start 方式启动虚拟机安装完系统以后，因为是 server 版镜像，所以没有图形界面，直接使用用户名密码登录即可。
修改配置，enp0s8?使用静态 IP。配置请参考?SSH between Mac OS X host and Virtual Box guest。注意配置时将其中的网络接口名改成你自己的 Host-Only Adapter 对应的接口。
一台虚拟机创建完成以后可以使用 clone 方法复制出两台节点出来，注意 clone 时为新机器的网卡重新初始化 MAC 地址。
三台虚拟机的静态 IP 都配置好以后就可以使用 ssh 在本地主机的终端上操作三台虚机了。虚机使用 Headless Start 模式启动

安装 Docker

三台都装

当前 Ubuntu 的 docker 版本刚好合适，所以可以直接安装，但是有必要提前查看一下 docker 版本，以免装错。

# apt search docker.io
apt-get update
apt-get install -y docker.io
systemctl enable docker
systemctl start docker

official Docker installation guides

docker 配置代理。镜像源在墙外，docker pull image 需要代理

mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

cat <<EOF >/etc/systemd/system/docker.service.d/http-proxy.conf
[Service]
Environment="HTTP_PROXY=https://192.168.99.1:8118/"
Environment="HTTPS_PROXY=https://192.168.99.1:8118/"
Environment="NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,localaddress,.localdomain.com"
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

测试配置

docker info | grep Proxy  # 有输出说明配置成功

docker pull gcr.io/google-containers/busybox:1.27 # pull 成功代表工作正常。

Google 镜像库

安装 kube* 组件

三台都装

apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF
apt-get update
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet

Master 节点配置 cgroup driver

docker info | grep -i cgroup  # 一般是 cgroupfs
cat /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf  # --cgroup-driver 对应值默认是 systemd

#两个值不一致的话使用以下命令修改
sed -i "s/cgroup-driver=systemd/cgroup-driver=cgroupfs/g" /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

#重启 kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

curl 访问的是墙外的网站，无法访问的话可以配置系统代理。

http://192.168.99.1:8118/?是我本地使用的 HTTP 代理，Privoxy 监听 8118 端口，按照实际情况修改该地址。

# 全局代理，不推荐
cat <<EOF >>/etc/environment
http_proxy="http://192.168.99.1:8118/"
https_proxy="http://192.168.99.1:8118/"
no_proxy="master, node1, node2, 192.168.99.1"
EOF
source /etc/environment

#当前 shell,推荐
export http_proxy="http://192.168.99.1:8118/"
export https_proxy="http://192.168.99.1:8118/"
export no_proxy="master, node1, node2, 192.168.99.1"

apt?使用代理

cat <<EOF >>/etc/apt/apt.conf
Acquire::http::Proxy "http://192.168.99.1:8118/";
Acquire::https::Proxy "https://192.168.99.1:8118/";
EOF

搭建集群

禁用交换区

k8s 文档明确要求的。

三台都禁用

swapoff -a

初始化 master 节点

初始化过程会访问墙外网站，如果 init 不能顺利执行，请配置全局代理

kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.99.200 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

--apiserver-advertise-address=192.168.99.200?绑定 apiserver 到 master 节点的 Host-Only 适配器的地址，默认是绑到 NAT 的地址上，这样其他机器是永远也访问不到的。
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16?指定 pod 网络地址空间，我们使用 flannel 组件必须使用这个空间。
kubeadm 的完整参考手册?kubeadm reference guide
推荐保存最后输出的 join 命令到文件(以免忘记或找不到了)，方便添加节点到集群。如果忘了也找不到输出了，网上有方法生成哈希值，请自行查找。

配置 kubectl 访问集群

# root user
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

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

# 从本地主机操作，需要在本地安装 kubectl 客户端
mkdir -p ~/.kube

scp <username>@192.168.99.200:/home/<username>/.kube/config ~/.kube/config # 从 master 复制配置文件到本地

测试配置

kubectl cluster-info #有正常输出即可

安装 flannel 网络

flannel 默认的监听接口是 NAT 适配器的接口，我们需要的是 Host-Only 适配器的接口，所以需要修改 kube-flannel.yml 文件

wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

给 /opt/bin/flanneld 命令添加 --iface="enp0s8" 参数 # enp0s8 是 Host-Only 适配器对应的接口

kubectl apply -f kube-flannel.yml

测试配置

kubectl get pods --all-namespaces -o wide # 稍等一会，下载镜像需要一定时间，最后应该显示 flannel pods 是 Running 状态， kube-dns 也是 Running 状态

消除 master 隔离。默认 master 上不调度 pods，要允许另外的 pods 在 master 上运行请执行该命令

kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

添加节点到集群

在节点上执行?kubeadm init?最后输出的 join 命令

kubeadm join --token <token> <master-ip>:<master-port> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

最后

feiskyer 为该搭建过程写了自动化脚本，有兴趣可以尝试一下。

参考

k8s 官方文档
Kubernetes 指南 – by feiskyer
一次Flannel和Docker网络不通定位问题
coreos/flannel – README
Installing kubeadm
Docker Ubuntu Behind Proxy
Using kubeadm to Create a Cluster

标签： dns Google linux swap 互联网脚本通信网络

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