使用 Kubeadm 在服务器安装单节点 K8s 集群

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环境：阿里云服务器，Ubuntu16.04， 2核8G

安装 ALL-In-One 的 Kubernetes 集群

1.安装Docker

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apt-get update
apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
 add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
apt-get update
apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

 # 测试 docker 是否可以使用，版本：19.03.1
docker version

2.配置内核模块（kube-proxy ipvs 模式需要使用）和内核参数，并关闭 swapoff

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vim /etc/modules
ip_vs_rr
ip_vs_wrr
ip_vs_sh
nf_conntrack_ipv4
br_netfilter

vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

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

3.安装 kubeadm、kubelet、kubectl、ipvsadm 和 ipset

当 kube-proxy 允许在 ipvs 模式下运行时，可以通过 ipvsadm 工具查看各种规则。

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curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
vim /etc/apt/sources.list.d/aliyun-k8s.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
apt update
apt install -y kubeadm kubelet kubectl ipvsadm ipset

4.配置 Docker

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vim /etc/docker/daemon.json 
{
    "registry-mirrors": ["https://n6syp70m.mirror.aliyuncs.com"],
    "iptables": false,
    "ip-masq": false,
    "storage-driver": "overlay2",
    "exec-opts": ["native.cgrounpdriver=systemd"],
    "log-driver": "json-file",
    "log-opts": { "max-size": "20m" }
}

# 重启
reboot

5.使用 kubeadm 初始化集群，同时指定 pod 网段为 flannel 网络插件的默认网段

如果有更多的节点要加入到 Kubernetes 集群，那么需要在每个节点上依次执行上面的 1-4 个步骤。

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kubeadm init --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

 ...
 ...
 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 172.16.128.59:6443 --token 02ct9e.19dxnkc43n6bzvu2 \
     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d1a7ec1dc24f0a3ba86e5b9f373df19df0ab742f9b59846c91013c715d935fa5

6.复制 kubectl 相关配置文件

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

7.验证集群启动成功

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$ kubectl get nodes
NAME                      STATUS   ROLES    AGE     VERSION
izbp13yx4795aofieb7vatz   NotReady    master   3m46s   v1.15.3

$ kubectl get pod -n kube-system
NAME                                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-bccdc95cf-6cxqt                           0/1     Pending   0          7m21s
coredns-bccdc95cf-jmsvj                           0/1     Pending   0          7m21s
etcd-izbp13yx4795aofieb7vatz                      1/1     Running   0          6m27s
kube-apiserver-izbp13yx4795aofieb7vatz            1/1     Running   0          6m21s
kube-controller-manager-izbp13yx4795aofieb7vatz   1/1     Running   0          6m37s
kube-proxy-r75xw                                  1/1     Running   0          7m21s
kube-scheduler-izbp13yx4795aofieb7vatz            1/1     Running   0          6m42s

可以发现 coredns pod 还处于 Pending 状态，这是由于网络插件还未安装。

8.安装网络插件 flannel

由于 flannel 使用的镜像默认托管在 quay.io 上，但国内访问速度会特别慢，所以可以先通过其他渠道将镜像拉取到本地，避免后续部署失败。在从 mirror 拉取镜像时，需要先看下 flannel.yaml 文件中指定的镜像版本是什么，比如这次使用的是 quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64，所以可以先通过以下命令拉取镜像：

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docker pull quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
docker tag quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64 quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64

部署 flannel：

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

此时可以再次执行 kubectl get pod -n kube-system 验证网络插件是否部署成功，可以看到 coredns pod 已经变为 running 状态。

9.移除 master 节点的 taint

kubeadm 在 Master 上也安装了 kubelet，在默认情况下不参与工作负载，这里我们是安装一个单机 ALL-In-One 的 Kubernetes 环境，可以执行下面的命令让 Master 成为一个 Node。

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kubectl get nodes #获取到 Master 节点的名称，这里为 izbp13yx4795aofieb7vatz

# 大家用自己环境中的 Master 节点名称替换下面命令的 izbp13yx4795aofieb7vatz
kubectl taint nodes izbp13yx4795aofieb7vatz node-role.kubernetes.io/master-

部署 Nginx 验证集群

通过部署 Nginx 验证集群

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kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deploy nginx --type=NodePort --port=8080 --target-port=80 --name=nginx-svc

通过下面的命令查看创建的 pod、deployment 以及 service：

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$ kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-554b9c67f9-qszt2   1/1     Running   0          2m1s

$ kubectl get deploy
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   1/1     1            1           2m10s

$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          20m
nginx-svc    NodePort    10.104.212.181   <none>        8080:30722/TCP   44s

可以发现 nginx 服务暴露在集群 IP 10.104.212.181 的 8080 端口上，下面在节点上使用 curl 可以访问到 nginx：

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$ curl 10.104.212.181:8080
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
....
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