CKAD认证中的部署教程

2024-01-03 15:55:59

在上一章中，我们已经学会了使用 kubeadm 创建集群和加入新的节点，在本章中，将按照 CKAD 课程的方法重新部署一遍，实际上官方教程的内容不多，笔者写了两篇类似的部署方式，如果已经部署了 kubernetes 集群，则本章的内容可跳过。

本文为作者的 Kubernetes 系列电子书的一部分，电子书已经开源，欢迎关注，电子书浏览地址：

https://k8s.whuanle.cn【适合国内访问】

https://ek8s.whuanle.cn 【gitbook】

部署

预设网络

本节主要是配置 hosts 文件，在后续配置中，通过主机名称即可快速连接，而不需要每次都打上 IP 地址。

我们在 Master 节点服务器执行 ip addr 命令，找到 ens4，把里面提到的 ip 记录下来。

ens4: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1460 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 42:01:0a:aa:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.170.0.2/32 scope global dynamic ens4
       valid_lft 2645sec preferred_lft 2645sec
    inet6 fe80::4001:aff:feaa:2/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

如上述 ip 是 10.170.0.2。或者使用 hostname -i 查询。方式有很多，目前是获得主机的内网 IP。

然后修改 /etc/hosts 文件，加上一行（替换这个ip为你的）：

10.170.0.2      k8smaster

后面我们访问集群，使用 k8smaster 这个主机名称(域名)，而且不是需要 IP 地址，使用主机名称方便记忆，也避免了 IP 强固定。

kubeadm 安装 k8s

这里的部署过程跟上一章中的有所差异，因为上章中，直接使用 kubeadm init 进行初始化集群，没有配置更多细节。

执行 kubectl version 查看 k8s 版本，找到这段GitVersion:"v1.21.0" ，即为 Kubernetes 版本。

创建一个 kubeadm-config.yaml 文件，我们使用 kubeadm init 时，通过此配置文件出初始化 k8s master。

文件内容为：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubenetesVersion: 1.21.0
controlPlaneEndpoint: "k8smaster:6443"
networking:
    podSubnet: 192.168.0.0/16

注意，: 后面必须带一个空格。表示key: value。例如 image: nginx:letest ，不带空格的 : 会连在一起。

然后通过配置文件初始化 Master：

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs --v=5 | tee kubeadm-init.out
# 可省略为 kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs

--v=5 可以输出更多信息信息，tee xxx 可以让信息输出到一个文件中，方便收集日志或者后续检查。

执行初始化命令后，终端或查看 kubeadm-init.out 文件，有以下内容：

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

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/

You can now join any number of the control-plane node running the following command on each as root:

  kubeadm join k8smaster:6443 --token 45td1j.xqdscm4k06a4edi2 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:aeb772c57a35a283716b65d16744a71250bcc25d624010ccb89090021ca0f428 \
    --control-plane --certificate-key d76287ccc4701db9d34e0c9302fa285be2e9241fc43c94217d6beb419cdf3c52

Please note that the certificate-key gives access to cluster sensitive data, keep it secret!
As a safeguard, uploaded-certs will be deleted in two hours; If necessary, you can use
"kubeadm init phase upload-certs --upload-certs" to reload certs afterward.

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join k8smaster:6443 --token 45td1j.xqdscm4k06a4edi2 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:aeb772c57a35a283716b65d16744a71250bcc25d624010ccb89090021ca0f428

按照提示，我们逐个执行下面的命令，不要一次性粘贴执行，因为 cp -i 表示要你输入 y/n 确认更改，一次性粘贴会导致跳过(把 -i 改为 -f 也行)。

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

然后：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

笔者注：KUBECONFIG 环境变量在下次登录或新建终端窗口会失效，打开用户目录的.bashrc 文件，在最后面加上 export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf ，可保证下次登录或切换终端，依然可用。

笔者注：因为涉及到多用户，所以如果切换用户，就不能使用 kubeadm/kubectl/kubelet 命令了，如果读者切换了用户，则可以执行上面 make -p $HOME/.kube 到 export xxx 这两部分的命令，这样别的用户也可以执行命令操作节点。

输入 kubeadm config print init-default 可以查看到 master 初始化时配置。

以上便是 CKAD 官方的部署方法。

配置 Calico

什么是 CNI

CNI 意为容器网络接口，是 Kubernetes 的一种标准设计，使用者可以不需要关注使用了何种网络插件，可以在插件或销毁容器时更加容易地配置网络。

Kubernetes 中有 Flannel、Calico、Weave 等主流的插件，在上一篇中，我们部署 Kubernetes 网络时，使用了 Weave，而在本章中，我们将使用 Calico 来部署网络。

对于 CNI ，后面的章节会深入学习。

Calico(https://github.com/projectcalico/calico) 是针对容器、虚拟机和裸机工作负载的开源网络和安全解决方案，它提供了 Pod 之间的网络连接和网络安全策略实施。

Flannel、Calico、Weave 都是常用的 Kubernetes 网络插件，读者可参考 https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/cluster-administration/networking/ 这里不做过多的说明。

首先下载 Calico 的 yaml 文件。

wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

然后我们需要留意 yaml 文件中的 CALICO_IPV4POOL_CIDR 的值，读者直接打开 https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml 或者使用 less calico.yaml 在终端上阅读文件。

找到 CALICO_IPV4POOL_CIDR 例如：

         # - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
            #   value: "192.168.0.0/16"

这个表示 ip4 池，如果 ip 不存在，则会自动创建，创建的 pod 的网络 ip 会在这个范围。默认是 192.168.0.0 我们不需要改，如果你需要定制，则可以删除 # ，然后改动 ip。

[Error] 提示

请务必根据你集群中的 IP 段，配置此参数。

然后我们启用 Calico 网络插件：

kubectl apply -f calico.yaml

当网络配置完成后，即可使用 kubeadm join 加入节点。

其它

在节点上执行命令

如果我们在 Worker 节点上执行命令，会发现：

root@instance-2:~# kubectl describe nodes
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

首先在 Master 节点中，下载 /etc/kubernetes/admin.conf 文件，或者复制文件内容，到 Worker 节点中。

将文件上传或复制到 Worker 节点的 /etc/kubernetes/admin.conf 文件，执行配置即可。

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

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

echo 'export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf' >> $HOME/.bashrc

自动补全工具

kubectl 命令和可选参数非常多，每次都要敲长长的命令，容易出错，我们可以利用 bash-completion 为我们快速完成命令的输入。

sudo apt-get install bash-completion -y

source <(kubectl completion bash)
echo "source <(kubectl completion bash)" >> $HOME/.bashrc

当我们敲命令时，按下 TAB 键，会自动补全。

输入 kubectl des ，然后按一下 TAB 键，会发现内容自动补全为 kubectl describe。

状态描述

执行 kubectl describe nodes /命令，我们可以看到节点详细的信息，其中有个 Conitions 字段，描述了所有正在运行中(Running) 的节点的状态，它有 5 个字段或类型：

Ready

Node 是否能够接收 pod ，如果可以则 Status 为 True；如果节点不健康，不能接收 pod，则为 False。正常情况下为 True。
DiskPressure

表示节点的空闲空间不足以用于添加新 Pod，如果为 True则说明不正常。
MemoryPressure

表示节点存在内存压力，即节点内存可用量低，如果为 True 则说明不正常。
PIDPressure

表示节点存在进程压力，即节点上进程过多；如果为 True 则说明不正常。
NetworkUnavailable

表示节点网络配置不正确；如果为 True，则说明不正常。

如果使用 JSON 表示：

"conditions": [
  {
    "type": "Ready",
    "status": "True",
    "reason": "KubeletReady",
    "message": "kubelet is posting ready status",
    "lastHeartbeatTime": "2019-06-05T18:38:35Z",
    "lastTransitionTime": "2019-06-05T11:41:27Z"
  }
]

读者可参考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/architecture/nodes/

本章内容主要介绍了 CKAD 认证中要求掌握的 kubeadm 部署 k8s 、配置启动 Calico 网络插件，跟上一篇的内容比较，主要是通过 yaml 文件去控制创建 kubernetes 集群，两章的部署过程一致，只是网络插件有所不同。

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