kubeadm安装Kubernetes实践过程

kubeadm安装Kubernetes实践过程，相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

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kubeadm安装Kubernetes

这里以1.9.3为例：

• 1.10.x版本安装参考：https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1806263

• 国内1.10.2，https://www.cnblogs.com/RainingNight/archive/2018/05/02/8975838.html

赠人玫瑰，手有余香。本文来源-https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1628082

• 环境：

• 主机使用MacOS+VirtualBox，虚拟机为Ubuntu Desktop 16.04.4，网络设为桥接。

• kubernetes版本为1.9.3，docker-ce使用17.03.0(后来升级到docker-ce 18.02，也可以正常运行)。

• 注意：

• kubeadm还在快速发展、演化之中，遇到问题可以查看官网的最新信息（https://kubernetes.io/docs/setup/independent/install-kubeadm/）

• 遇到问题，可以先搜索https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues。

• 或者到 github.com/kubernetes 上反馈，提交issue，帮助改进。

• shell脚本和工具下载，https://github.com/openthings/kubernetes-tools。

Kubernetes是一个强大的容器治理平台。不过对于一个可以管理大规模集群的系统，安装起来也并非易事。而且由于原始的Kubernetes相关Docker镜像和安装文件都托管在gcloud上，链接指向也都是无法访问的，因此手工操作是不可避免的。再加之Kubernetes本身也在快速的发展，各种坑和不同版本的差异让成功运行Kubernetes难度更大。

最简单的方式是使用minikube（参见：https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1621468）或者Docker for Mac/Windows(参见：https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1606599)，但这只能在开发环境下使用（用于桌面级服务也很有用），不支持多机集群和多节点的规模伸缩。

• Kubernetes的Dockerhub镜像，https://hub.docker.com/r/mirrorgooglecontainers

• Kubeadm的具体使用参考，https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1627651

kubeadm是一个kubernetes的安装工具，可以用于快速部署kubernets集群，但上面的问题依然存在，我们可以将镜像从dockerhub上先拉下来，再改成需要的名称。在这之前，目前版本还需要有一些小的手工设置（目前版本Kubernetes基础服务已经全部容器化了，以后版本安装过程可能都全部自动化了），如下：

1、预先设置

由于目前版本兼容性限制，在Ubuntu上需要调整几个设置：

1.1 关闭swap

• 临时关闭，运行：swapoff -a。下次启动还有。

• 到/etc/fstab中永久删除或关闭swap分区，使用 # 注释掉即可。

1.2 关闭和清理ufw

下面的命令将清除现有的所有防火墙规则：

iptables -F

1.3 设置cgroups

确保kubelet使用的cgroup driver 与 Docker的一致。要么使用下面的方法更新 Docker：

cat << EOF > /etc/docker/daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

要么，设置kubernetes的cgroup driver，如：kubelet 的 --cgroup-driver 标志设置为与 Docker 一样(e.g. cgroupfs)。

1.4 安装docker 17.03

目前的Kubernetes 1.9.3验证的docker版本最高为CE 17.03，使用下面的方法安装：

apt-get update
apt-get install -y \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | apt-key add -
add-apt-repository \
   "deb https://download.docker.com/linux/$(. /etc/os-release; echo "$ID") \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"
apt-get update && apt-get install -y docker-ce=$(apt-cache madison docker-ce | grep 17.03 | head -1 | awk '{print $3}')

• apt-cache madison docker-ce可以查看可用的版本。

！apt-get代理的单独设置。

• Apt-get有时候无法访问，设了系统代理也不行。可以尝试单独设置apt的代理，如下：

$ nano /etc/apt/apt.conf
Acquire::http::Proxy "http://192.168.199.99:9999";
Acquire::https::Proxy "http://192.168.199.99:9999";

• 或者在执行时加上-E参数（指示apt使用环境变量），如下所示（参考：https://askubuntu.com/questions/257290/configure-proxy-for-apt）：

sudo -E https_proxy=192.168.199.99:9999 apt install docker-ce=17.03.2~ce-0~ubuntu-xenial

• 不要更新，否则docker会被更新到最新的版本。可以尝试最新版本，是可以运行的。

！参照如下格式设置docker的独立代理，清除所有系统代理（因为Kubernetes要访问本地服务）。

• 编辑docker服务的配置文件，然后重新启动/etc/systemd/system/docker.service。

• 详细说明 https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1627620 。

• 运行 sudo gedit /lib/systemd/system/docker.service，加入设置如下：

Environment="HTTP_PROXY=http://192.168.199.99:9999/" 
Environment="HTTPS_PROXY=http://192.168.199.99:9999/" 
Environment="NO_PROXY=localhost,127.0.0.0/8"

但是，在安装时还是遇到奇慢无比的情况，只能多尝试一下。

2、拉取镜像

Kubernetes的原始docker镜像在gcloud上，即使使用代理也需要注册、登录，使用gcloud工具才能获取，使用docker会导致莫名其妙的失败（出错信息含糊）。可以从DockerHub上面拉取Kubernetes镜像的复制品，然后修改docker的名称（以后可以通过kubeadm的配置文件来安装，应该就可以指定安装源了）。

2.1 创建自动拉取脚本

脚本如下，如果需要其它的容器镜像可以照此增加即可，可以将版本号修改为自己需要的。

• 注意：kubernetes每个版本依赖的版本不同，下面适用1.9.3。

echo "=================================================="
echo "Set proxy to http://192.168.199.99:9999..."
echo ""
export http_proxy=http://192.168.199.99:9999
export https_proxy=http://192.168.199.99:9999
echo "=================================================="

echo ""
echo "Pulling Docker Images from mirrorgooglecontainers..."

echo "==>kube-apiserver:"
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.9.3
docker tag mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.9.3 gcr.io/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.9.3

echo "==>kube-controller-manager:"
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.9.3
docker tag mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.9.3 gcr.io/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.9.3

echo "==>kube-scheduler:"
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.9.3 
docker tag mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.9.3 gcr.io/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.9.3

echo "==>kube-proxy:"
docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.9.3
docker tag mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.9.3 gcr.io/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.9.3

echo "==>k8s-DNS-sidecar:"
docker pull mirrorgooglecontainers/k8s-dns-sidecar-amd64:1.14.8
docker tag mirrorgooglecontainers/k8s-dns-sidecar-amd64:1.14.8 gcr.io/google_containers/k8s-dns-sidecar-amd64:1.14.8

echo "==>k8s-dns-kube-dns:"
docker pull mirrorgooglecontainers/k8s-dns-kube-dns-amd64:1.14.8
docker tag mirrorgooglecontainers/k8s-dns-kube-dns-amd64:1.14.8 gcr.io/google_containers/k8s-dns-kube-dns-amd64:1.14.8

echo "==>k8s-dns-dnsmasq-nanny:"
docker pull mirrorgooglecontainers/k8s-dns-dnsmasq-nanny-amd64:1.14.8
docker tag mirrorgooglecontainers/k8s-dns-dnsmasq-nanny-amd64:1.14.8 gcr.io/google_containers/k8s-dns-dnsmasq-nanny-amd64:1.14.8

echo "==>etcd:"
docker pull mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.1.11
docker tag mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.1.11 gcr.io/google_containers/etcd-amd64:3.1.11

echo "==>pause:"
docker pull mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.0
docker tag mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.0 gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0

echo finished.
echo "More update, please visit: https://hub.docker.com/r/mirrorgooglecontainers"
echo ""

2.2 运行镜像获取脚本

建议将上面内容保存到getkubeimage.sh，然后运行即可。如下：

gedit getkubeimages.sh
#复制、黏贴上面的脚本内容。
sudo chmod +x getkubeimages.sh
sudo ./getkubeimages.sh

3、Kubeadm安装

3.1 首先安装kubeadm

kubeadm是用于kubernetes安装、维护的命令行工具。

echo "添加Kubernetes安装源认证key:"
sudo curl -sSL https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add

echo "添加Kubernetes安装源："
sudo echo “deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main” > /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

echo "更新系统软件包列表："
sudo apt update

echo "查看Kubernetes的可用版本："
apt-cache madison kubeadm

echo "安装kubeadm 1.9.3: "
apt-get install -y kubeadm=1.9.3-00

！！！修正kubelet启动参数的错误。

对于kubeadm 1.9.3版本。将下面的内容添加到 /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 文件。

[Service]
Environment="KUBELET_CGROUP_ARGS=--cgroup-driver=systemd"
Environment="KUBELET_EXTRA_ARGS=--fail-swap-on=false"

以及将 KUBELET_CGROUP_ARGS加到启动参数中（该参数在本版本安装文件中丢失）。

最后 /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 文件如下：

[Service]

Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf"
Environment="KUBELET_SYSTEM_PODS_ARGS=--pod-manifest-path=/etc/kubernetes/manifests --allow-privileged=true"
Environment="KUBELET_NETWORK_ARGS=--network-plugin=cni --cni-conf-dir=/etc/cni/net.d --cni-bin-dir=/opt/cni/bin"
Environment="KUBELET_DNS_ARGS=--cluster-dns=10.96.0.10 --cluster-domain=cluster.local"
Environment="KUBELET_AUTHZ_ARGS=--authorization-mode=Webhook --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt"
Environment="KUBELET_CADVISOR_ARGS=--cadvisor-port=0"
Environment="KUBELET_CERTIFICATE_ARGS=--rotate-certificates=true --cert-dir=/var/lib/kubelet/pki"

Environment="KUBELET_CGROUP_ARGS=--cgroup-driver=systemd"
Environment="KUBELET_EXTRA_ARGS=--fail-swap-on=false"

ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_SYSTEM_PODS_ARGS $KUBELET_NETWORK_ARGS $KUBELET_DNS_ARGS $KUBELET_AUTHZ_ARGS $KUBELET_CADVISOR_ARGS $KUBELET_CERTIFICATE_ARGS $KUBELET_CGROUP_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS

！然后重启kubelet服务，运行：

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

注意：在每一个节点参照上面修改kubelet的服务配置文件，否则kubelet启动失败。

• 可以使用 sudo systemctl status kubelet查看kubelet服务的状态。

3.2 运行kubeadm init 来启动集群创建

kubeadm init --kubernetes-version=v1.9.3 --pod-network-cidr=192.168.0.0/16

或者：

kubeadm init --kubernetes-version=v1.9.3 –pod-network-cidr 10.244.0.0/16

Using CoreDNS, add:

kubeadm init --kubernetes-version=v1.9.3 –pod-network-cidr 10.244.0.0/16 --feature-gates CoreDNS=true

使用Kubeadm安装的具体命令参考 https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1627651。

• 添加节点

• 记住上面返回值的添加节点命令，到其他节点上执行即可。

• 如果忘记了，重新获取上面的命令，运行：

   kubeadm token create --print-join-command --ttl 0

• 可以使用kubeadm token -h 查看token操作。

• 重新生成CA授权码：

#openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

• 参见讨论：https://github.com/kubernetes/kubeadm/issues/26    

3.3 安装flannel网络驱动

按照上面完成后的提示执行： 

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

！！！安装flannel网络出现pending挂起问题（podCidr参数丢失，即便在kubeadm运行时已指定）：

#查看日志：
kubectl get pods --namespace kube-system
kubectl --namespace kube-system logs kube-flannel-ds-bvxd2
#上面的kube-flannel-ds-bvxd2为flannel的pod名称，根据get pods返回的名称输入。

#编辑 /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
在command节，加入：
- --allocate-node-cidrs=true
- --cluster-cidr=10.244.0.0/16

然后system restart kubelet即可。

• 该问题解决办法的详细参考：https://github.com/coreos/flannel/issues/728

3.4 主控节点开启

默认设置主控节点不开启任务节点功能，可以通过命令打开，从而将主控和任务节点部署到一台机器上。

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

3.5 加入集群节点

使用kubeadm join命令将其它任务节点加入主控集群。

kubeadm join –token 8dc9d8.df09161bed020a12 192.168.199.106:6443 –discovery-token-ca-cert-hash sha256:16exxx

3.6 安装失败的恢复

如果安装失败，使用 kubeadm reset 重置安装环境。大部分时候需要重启操作系统再行运行kubeadm init，因为一些系统网络服务端口已经被占用了，而且无法简单地清除。

• 注意：如果改变了代理设置，需要将控制台窗口关闭，然后再重新打开。否则，Ubuntu系统的“设置”->“网络”->“代理”设置对话框改变的是全局环境变量http_proxy和https_proxy没有清除，仍然是有效的，导致本地服务连接不上。这也是一些服务如apt/node.js/github（代理设置参考 https://my.oschina.net/u/2306127/blog/869727）没有使用这些环境变量，导致虽然进行了操作系统设置但是仍然无效的原因所在。

4、Kubernetes安装成功信息

Kubernetes安装成功，输出信息如下所示：

root@kube:/home/supermap# kubeadm init --kubernetes-version v1.9.3 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16[init] Using Kubernetes version: v1.9.3
[init] Using Authorization modes: [Node RBAC]
[preflight] Running pre-flight checks.
	[WARNING FileExisting-crictl]: crictl not found in system path
[preflight] Starting the kubelet service
[certificates] Generated ca certificate and key.
[certificates] Generated apiserver certificate and key.
[certificates] apiserver serving cert is signed for DNS names [kube kubernetes kubernetes.default kubernetes.default.svc kubernetes.default.svc.cluster.local] and IPs [10.96.0.1 192.168.199.111]
[certificates] Generated apiserver-kubelet-client certificate and key.
[certificates] Generated sa key and public key.
[certificates] Generated front-proxy-ca certificate and key.
[certificates] Generated front-proxy-client certificate and key.
[certificates] Valid certificates and keys now exist in "/etc/kubernetes/pki"
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk: "admin.conf"
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk: "kubelet.conf"
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk: "controller-manager.conf"
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk: "scheduler.conf"
[controlplane] Wrote Static Pod manifest for component kube-apiserver to "/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml"
[controlplane] Wrote Static Pod manifest for component kube-controller-manager to "/etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml"
[controlplane] Wrote Static Pod manifest for component kube-scheduler to "/etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml"
[etcd] Wrote Static Pod manifest for a local etcd instance to "/etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml"
[init] Waiting for the kubelet to boot up the control plane as Static Pods from directory "/etc/kubernetes/manifests".
[init] This might take a minute or longer if the control plane images have to be pulled.
[apiclient] All control plane components are healthy after 33.501916 seconds
[uploadconfig] Storing the configuration used in ConfigMap "kubeadm-config" in the "kube-system" Namespace
[markmaster] Will mark node kube as master by adding a label and a taint
[markmaster] Master kube tainted and labelled with key/value: node-role.kubernetes.io/master=""
[bootstraptoken] Using token: 8b2ed3.149a349e4b775985
[bootstraptoken] Configured RBAC rules to allow Node Bootstrap tokens to post CSRs in order for nodes to get long term certificate credentials
[bootstraptoken] Configured RBAC rules to allow the csrapprover controller automatically approve CSRs from a Node Bootstrap Token
[bootstraptoken] Configured RBAC rules to allow certificate rotation for all node client certificates in the cluster
[bootstraptoken] Creating the "cluster-info" ConfigMap in the "kube-public" namespace
[addons] Applied essential addon: kube-dns
[addons] Applied essential addon: kube-proxy

Your Kubernetes master 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/

You can now join any number of machines by running the following on each node
as root:

  kubeadm join --token 8b2ed3.149a349e4b775985 192.168.199.111:6443 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:ab69621f2117f2b283df725859724efc71c37a20f6da519237ca1dad5a72d9b2

后续操作，执行：

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

然后运行 kubectl get ns 获取命名空间（namespaces）的信息，输出如下：

supermap@kube:~$ kubectl get ns
NAME          STATUS    AGE
default       Active    22m
kube-public   Active    22m
kube-system   Active    22m

把本机作为任务节点加入：

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

查看节点情况：

supermap@kube:~$ kubectl get node
NAME      STATUS     ROLES     AGE       VERSION
kube      NotReady   master    28m       v1.9.3

现在，本机同时运行了主控和一个任务节点。
查看节点详细情况：

#显示pods列表。
kubectl get pods --namespace=kube-system -o wide

#得到pod的详细信息，其中kube-dns-6f4fd4bdf-895jh为节点名称。
kubectl get -o json --namespace=kube-system pods/kube-dns-6f4fd4bdf-895jh

5、安装dashboard和helm

后续安装dns、dashboard、helm时还需要下面几个镜像，架上代理拉下来，或者到hub.docker.com上找到pull下来，在docker tag成相应的名字，否则kubectl get pods会显示一直处于pending状态。

docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.10.0-amd64
docker pull gcr.io/google_containers/k8s-dns-kube-dns-amd64:1.14.7
docker pull k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.8.3
docker pull gcr.io/kubernetes-helm/tiller:v2.8.1

参考：

• Kubernetes Dashboard面板服务安装，https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1606599

• dashboard安装授权登录详细参考，https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1630861

• Helm软件包管理服务安装，https://my.oschina.net/u/2306127/blog/1619818

映射dashboard的端口，让外面可以访问：

kubectl port-forward kubernetes-dashboard-7798c48646-wkgk4 8443:8443 --namespace=kube-system &

• 注意，kubernetes-dashboard-7798c48646-wkgk4是kubectl get pods --namespace=kube-system -o wide列出的dashboard的pod名称。

• dashboard在使用kubeadm安装的系统上授权还有些问题，详细参考：https://kubernetes.io/docs/tasks/access-application-cluster/web-ui-dashboard/#deploying-the-dashboard-ui

现在，可以打开浏览器，输入 http://localhost:8443查看kubernetes的运行情况。

大功告成。

看完上述内容，你们掌握kubeadm安装Kubernetes实践过程的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读！

网页名称：kubeadm安装Kubernetes实践过程
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