一、安装方式介绍

1、yum 安装

目前CentOS官方已经把Kubernetes源放入到自己的默认 extras 仓库里面,使用 yum 安装,好处是简单,坏处也很明显,需要官方更新 yum 源才能获得最新版本的软件,而所有软件的依赖又不能自己指定,尤其是你的操作系统版本如果低的话,使用 yum 源安装的 Kubernetes 的版本也会受到限制,通常会低于官方很多版本,我安装的时候目前官方版本为1.12,而 yum 源中的版本为1.5.2
请查看博文:http://blog.51cto.com/wzlinux/2321767

2、二进制安装

使用二进制文件安装,好处是可以安装任意版本的 Kubernetes,对一些新版本新功能追求的同学比较合适,坏处是配置比较复杂,很多软件包因为一些原因,我们在大陆是访问不到的。

3、Kubeadm 安装

kubeadm 是 Kubernetes 官方提供的用于快速安装 Kubernetes 集群的工具,伴随Kubernetes每个版本的发布都会同步更新,kubeadm会对集群配置方面的一些实践做调整,通过实验 kubeadm 可以学习到 Kubernetes 官方在集群配置上一些新的最佳实践。
请查看博文:http://blog.51cto.com/wzlinux/2322616

这里我们选用第二种方式安装。

二、环境准备

1、软件版本

我们安装的版本基本是目前最新的版本。

软件 版本
kubernetes v1.12.2
CentOS 7.5 CentOS Linux release 7.5.1804
Docker v18.06 这是官方推荐的
etcd 3.3.10
flannel 0.10.0

2、节点规划

IP 角色 安装软件
172.18.8.200 k8s master etcd,kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler,kubelet
172.18.8.201 k8s node01 docker,kubelet,kube-proxy,flannel
172.18.8.202 k8s node02 docker,kubelet,kube-proxy,flannel

节点及网络规划如下:
CentOS7.5 使用二进制程序部署Kubernetes1.12.2(三)

3、系统配置

关闭防火墙。

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

配置/etc/hosts,添加如下内容。

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

关闭SELinux。

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

关闭swap。

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

4、二进制软件包下载

我们可以下载编译好的二进制文件,也可以下载源码自己编译,这里只讨论二进制的安装方式。在Kubernetes的Github CHANGELOG日志中可以看到最新的版本号,也可以到Tag页面中找到自己需要的版本,我下载的是 v1.12.2

上传我们下载的二进制软件包到各节点,并解压在root家目录,查看目录内容。

[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

这些包都是存储在google的服务器上面,因为众所周知的原因,我们是无法访问的,所以需要各位科学上网才可以获取,不过我可以把我获取的包传到网盘分享给大家。
大家可以去下载使用。链接: https://pan.baidu.com/s/1Ut9VERgm55B4lmz0wjjzFQ 提取码: mjem

三、安装master

master节点需要安装的服务有kube-apiserverkube-controller-managerkube-scheduler,所以我们先把需要的二进制文件放到环境变量。

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

创建需要的目录。

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

1、安装etcd

因为所以的组件都是需要etcd存储,所以我们第一安装的就是etcd,如果不是为了新版本,为了方便可以使用yum安装。

我这里采用二进制安装方法,首先下载安装包。

下载。

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

解压安装。

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

创建system启动文件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

创建配置文件。

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

启动etcd。

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

查看启动状态。

[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

说明: etcd 会启用两个端口,其中2380 是集群的通信端口,2379是服务端口。如果是配置etcd集群,则要修改配置文件,设置监听IP和端口。

2、安装 kube-apiserver

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service,修改为如下内容:

[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

创建目录和配置文件。

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

启动服务。

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

查看启动是否成功。

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

kube-apiserver监听在两个端口,6443是https加密通信方式,8080是http的通信方式,我们这里没有配置证书选项,所以我们的通信都是明文通信,官方文档查看

3、安装kube-controller-manager

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service,添加如下内容:

[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

创建配置文件controller-manager,IP根据自己的实际情况进行修改。

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

启动服务。

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

验证服务状态。

[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为https提供身份验证和授权,10252为默认非加密端口,官方文档查看

4、安装kube-scheduler

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service,添加如下内容:

[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

创建配置文件/etc/kubernetes/scheduler

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

启动服务。

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

验证服务状态。

[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端口为10259。官方文件查看

使用 kubectl 查看状态。

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

四、安装node节点(node01为例)

1、环境准备

node节点需要安装的服务有dockerkubeletkube-proxflannel,所以我们先把需要的二进制文件放到环境变量。

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

加载ipvs内核,使node节点kube-proxy支持ipvs代理规则。

modprobe ip_vs_rr
modprobe ip_vs_wrr
modprobe ip_vs_sh

创建需要的目录。

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

配置转发参数。

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、安装docker-ce

我们使用推荐的版本18.06,此时docker官方的最新版本为18.09,所以我们需要配置官方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、安装 kube-proxy 服务

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service,添加如下内容:

[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

创建需要的配置文件,IP请根据自己的实际情况进行修改。

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

启动服务。

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

查看启动状态。

[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负责健康检查,10249负责和server通信,官方文档查看

3、安装 kubelete 服务

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/kubelet.service,新增如下内容:

[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

创建配置文件kubeconfig.yaml,具体参数请根据自己的需求进行修改,新增如下内容:

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官方文档请点击查看

启动kubelet。

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

查看启动情况。

[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   

配置官方文档请查看

4、配置flannel网络(Pod使用)

我们之所以要单独使用第三方的网络插件来扩展k8s,主要原因是在使用docker的环境中,在每个node节点的docker0默认的网段都是172.17.0.0/16的网络。如果要实现不同宿主node上pod(这里也可以理解为容器)互相通信,就不能使用默认的docker0提供的网段,我们需要部署一个覆盖网络,让每个node节点的docker0网络都处于不同的网段,这样,通过添加一些路由转发策略,就能让集群中各个pod在同一个虚拟的网络中实现通信。

从github官网下载最新版本。

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/

创建启动文件/usr/lib/systemd/system/flanneld.service,新增如下内容:

[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

对上面的文件做一下解释:

  • Flannel网络必须在宿主机网络能对外(其它node节点)正常通信的情况下启动才有意义,所以这里定义After=network.target
  • 只有当Flannel 网络启动之后,才能创建一个与其它节点不会冲突的网络,而docker的网络需要和fannel 网络相同才能保证跨主机通信,所以docker必须要在flannel网络创建后才能启动,这里定义Before=docker.service

创建配置文件/etc/sysconfig/flanneld,设置为如下内容:

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节点上为 falnnel 创建分配的网络。

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

在各node节点上启动 flannel。

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

检查是否启动好。

ps -ef |grep flanneld

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

5、启动docker

编辑文件/usr/lib/systemd/system/docker.service,修改为如下内容,让docker使用flannel网络。

[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

我们最后启动docker服务。

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

我们可以看到docker0已经连接到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节点验证

[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

先运行几个pod看一下。

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

查看一下pod状态,发现容器的状态为ContainerCreating,使用kubectl describe pod POD_NAME发现在请求k8s.gcr.io/pause:3.1pod镜像模板。

因为我们还没有pod基础设施镜像k8s.gcr.io/pause:3.1,就是所有pod的模板,我们需要从gcr.io下载,但是这个地址我们国内是无法访问的,我们可以使用间接的方法,在所有的node节点上,我们可以从阿里云的镜像下载,然后再tag成我们需要的镜像。

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

问题解决之后我们再次查看。

[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>

当前的网络结构图如下所示:

CentOS7.5 使用二进制程序部署Kubernetes1.12.2(三)

我们可以创建一个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,使用二进制程序搭建的过程我们已经介绍完了。