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ASP.NET Core on K8S深入学习（1）K8S基础知识与集群搭建
1.K8S环境搭建的几种方式
搭建K8S环境有几种常见的方式如下：
（1）Minikube
Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的K8S，供初步尝试K8S或日常开发的用户使用，不能用于生产环境。
（2）Kubeadm
Kubeadm是K8S官方社区推出的一套用于简化快速部署K8S集群的工具，Kubeadm的设计目的是为新用户开始尝试K8S提供一种简单的方法。
（3）二进制包
除了以上两种方式外，我们还可以通过从官方下载二进制包，手动部署每个组件组成K8S集群，这也是目前企业生产环境中广为使用的方式，但对K8S管理人员的要求较高。
本次学习实践我们主要借助Kubeadm工具搭建K8S集群，以便后续实践部署ASP.NET Core应用集群。
2.搭建前的准备工作
（1）准备三台Linux服务器
这里我选择通过VMware Workstaion来搭建3个虚拟机，每个配置2CPU和2G内存，如下图：
（2）配置主机名与静态IP地址如下表所示：
| 角色 | 主机名 | IP地址 |
| Master | centos-master | 192.168.198.111 |
| Node | centos-node1 | 192.168.198.112 |
| Node | centos-node2 | 192.168.198.113 |
安装vim
yum -y install vim*
然后，更改hosts文件添加主机名与IP映射关系
# vim /etc/hosts
192.168.198.111 CentOS-Master
192.168.198.112 CentOS-Node1
192.168.198.113 CentOS-Node2
（3）关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
（4）校正系统时间
系统时间不一致，会导致node节点无法加入集群
查看系统时间
date
安装ntp
yum install -y ntp
同步时间
ntpdate cn.pool.ntp.org
（5）关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0
（6）关闭swap => K8S中不支持swap分区
vim /etc/fstab
#/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0
*.编辑etc/fstab将swap那一行注释掉或者删除掉
（7）将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
# cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF # sysctl --system
3.安装Docker&Kubeadm&Kubelet
以下步骤请在所有节点中都操作：
3.1安装Docker
# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
# yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
# systemctl enable docker && systemctl start docker
# docker --version
Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a
如报错，请注意：
安装wget
yum -y install wget
这里安装的是18.06社区版，如果你之前有安装低版本的Docker，为了配合本次实验的K8S版本（1.13.x），建议先卸载掉，卸载过程可以参考这篇文章《CentOS7 Docker升级》
3.2添加阿里云Yum软件源
# cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
3.3安装Kubeadm&Kubelet&Kubectl
注意：本次部署K8S版本号为1.13.3
yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3
systemctl enable kubelet
遇到的一些坑如下：
① 碰到需要kubernetes-cni的问题：
#####错误：软件包：kubelet-1.13.3-0.x86_64 (kubernetes)
需要：kubernetes-cni = 0.6.0
可用: kubernetes-cni-0.3.0.1-0.07a8a2.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.3.0.1-0.07a8a2
可用: kubernetes-cni-0.5.1-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.5.1-0
可用: kubernetes-cni-0.5.1-1.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.5.1-1
可用: kubernetes-cni-0.6.0-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.6.0-0
正在安装: kubernetes-cni-0.7.5-0.x86_64 (kubernetes)
kubernetes-cni = 0.7.5-0
您可以尝试添加 --skip-broken 选项来解决该问题
您可以尝试执行：rpm -Va --nofiles --nodigest
解决：手动安装kubernetes-cni对应的版本
yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3 kubernetes-cni-0.6.0
② 使用yum安装程序时，提示xxx.rpm公钥尚未安装
从 https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg 检索密钥
导入 GPG key 0xA7317B0F:
用户ID : "Google Cloud Packages Automatic Signing Key <gc-team@google.com>"
指纹 : d0bc 747f d8ca f711 7500 d6fa 3746 c208 a731 7b0f
来自 : https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg e3438a5f740b3a907758799c3be2512a4b5c64dbe30352b2428788775c6b359e-kubectl-1.13.3-0.x86_64.rpm 的公钥尚未安装 失败的软件包是：kubectl-1.13.3-0.x86_64
GPG 密钥配置为：https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
解决：使用 yum install xxx.rpm --nogpgcheck 命令格式跳过公钥检查，比如跳过kubectl和kubeadm的公钥检查如下命令：
yum install kubectl-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
yum install kubeadm-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
查看kubeadm、kubelet版本
kubelet --version
kubeadm version
3.4 部署Kubernetes Master
以下步骤请在k8s-master节点上操作：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.198.111 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.13.3 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
PS：由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里指定阿里云镜像仓库地址（registry.aliyuncs.com/google_containers）。官方建议服务器至少2CPU+2G内存，当然内存1G也是可以的，但是会出Warning，建议还是老老实实升2G内存把。
kubeadm join 192.168.198.111:6443 --token 0mruyg.dz1zman6uufgh5vt --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0eac9042e16b8e410bb8b8e3a34afea5fe7bbd48591a2205d5eb47c1cce6bc32
接下来，为了顺利使用kubectl命令，执行以下命令：
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
# kubectl get nodes
这时你可以使用kubectl了，当你执行完kubectl get nodes之后，你会看到如下状态：
kubectl get nodes
常见错误：
the kubelet version is higher than the control plane version.
yum -y remove kubelet
yum install kubeadm-1.13.3-0.x86_64 --nogpgcheck
yum install -y kubelet-1.13.3 --nogpgcheck
3.5 部署Pod网络插件（CNI）
同样，继续在k8s-master上操作：
kubectl apply -f \
https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/a70459be0084506e4ec919aa1c114638878db11b/Documentation/kube-flannel.yml
然后通过以下命令验证：全部为Running则OK，其中一个不为Running，比如：Pending、ImagePullBackOff都表明Pod没有就绪
kubectl get pod --all-namespaces
如果其中有的Pod没有Running，可以通过以下命令查看具体错误原因，比如这里我想查看kube-flannel-ds-amd64-8bmbm这个pod的错误信息：
kubectl describe pod kube-flannel-ds-amd64-xpd82 -n kube-system
在此过程中可能会遇到无法从qury.io拉取flannel镜像从而导致无法正常Running，解决办法如下：
使用国内云服务商提供的镜像源然后通过修改tag的方式曲线救国
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:v0.10.0-amd64
docker rmi quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannell:v0.11.0-amd64
这时，我们再看看master节点的状态就会从NotReady变为Ready：kubectl get nodes
那么，恭喜你，Master节点部署结束了。如果你只想要一个单节点的K8S，那么这里就完成了部署了。
3.6 加入Kubernetes Node
在两台Node节点上执行join命令：
kubeadm join 192.168.2.100:6443 --token ekqxk2.iiu5wx5bbnbdtxsw --discovery-token-ca-cert-hash \sha256:c50bb83d04f64f4a714b745f04682b27768c1298f331e697419451f3550f2d05
这里需要注意的就是，带上在Master节点Init成功后输出的Token。如果找不到了，没关系，可以通过以下命令来查看：
kubeadm token list
注：token默认有效期24小时，过期后使用该命令无法查看，可通过下面到方法修改。
kubeadm token create
获取ca证书sha256编码hash值
openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
Node节点上成功join之后会得到以下信息：
这时，我们在master节点上执行以下命令可以看到集群各个节点的状态了：
常见问题：
证书已存在
解决办法：删除相应目录下的证书文件，重新执行命令
Downloading configuration for the kubelet from the "kubelet-config-1.15" ConfigMap in the kube-system namespace
configmaps "kubelet-config-1.15" is forbidden: User "system:bootstrap:6w889o" cannot get resource "configmaps" in API group "" in the namespace "kube-system"
这种提示一般是kubelet版本与kubeadm版本不一致导致，重新安装kubelet即可
yum remove kubelet yum install -y kubelet-1.13.3 kubeadm-1.13.3 kubectl-1.13.3 kubernetes-cni-0.6.0
kubectl get nodes
如果看到两个Node状态不是Ready，那么可能需要检查哪些Pod没有正常运行：
kubectl get pod --all-namespaces
然后按照3.5中的检查方式进行检查并修复，最终kubectl get nodes效果应该状态都是Running。注意的是在检查时需要注意是哪个Node上的错误，然后在对应的Node进行修复，比如拉取flannel镜像。
至此，一个最小化的K8S集群已经搭建完毕。
常见异常：
[Get https://192.168.198.111:6443/api/v1/namespaces/kube-public/configmaps/cluster-info: x509: certificate has expired or is not yet valid]
更新系统时间，见第一步基本配置
3.7 测试Kubernetes集群
这里为了快速地验证一下我们的K8S集群是否可用，创建一个示例Pod：
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port= --type=NodePort
kubectl get pod,svc
如果想要看到更多的信息，比如pod被部署在了哪个Node上，可以通过 kubectl get pods,svc -o wide来查看。
kubectl get pods,svc -o wide
因为是NodePort方式，因此其映射暴露出来的端口号会在30000-32767范围内随机取一个，我们可以直接通过浏览器输入IP地址访问，比如这时我们通过浏览器来访问一下任一Node的IP地址加端口号，例如172.30.10.91:31063或172.30.10.92:31063
如果能够成功看到，那么恭喜你，你的K8S集群能够成功运行了