kubeadm安装kubernetes（v18.8.8）

1. 前言

kubernetes版本更新迭代非常快，上一篇写kubernetes搭建时，版本还是v1.15.0，现在已经更新到v1.18。看kubernetes在github的官方仓库，8月14日小版本已经到了v1.18.8。本篇文章基于kubeadm搭建kubernetes v1.18.8版。
本篇文章与上篇文章几点不同之处：
    1. 操作系统采用CentOS。
    2. master采用单节点，如果要搭建多master高可用集群可以参考上篇文章。
    3. 解决无法访问kubernetes官方容器镜像仓库问题，上篇文章直接从kubernetes官方拉取镜像。
    4. docker加速，解决从dockerhub拉镜像慢问题。
    5. kube-proxy开启ivps，使用ipvs替代iptables转发流量。
    6. 给出了一些常见的错误及排错思路。
    话不多说，那就直奔主题，走起~~~

2. 环境准备

机器名称	机器配置	机器系统	IP地址	角色
master1	2C4G	CentOS7.6	10.13.1.11	主节点
node1	2C4G	CentOS7.6	10.13.1.15	工作节点1
node2	2C4G	CentOS7.6	10.13.1.16	工作节点2

说明：
硬件配置要求：2C2G +；
操作系统要求：CentOS7 +
防火墙说明：如果使用的是云厂商的虚拟机，主节点安全组需放行tcp端口6443、2379-2380、10250-12025，工作节点安全组需放行tcp端口：10250、30000-32767

3. 实操过程

3.1 关闭防火墙和selinux

root@master1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@master1 ~]# setenforce
[root@master1 ~]# sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

3.2 关闭交换分区

root@master1 ~]# swapoff -a
永久关闭，修改/etc/fstab,注释掉swap一行

3.3 修改hosts文件

[root@master1 ~]# cat >> /etc/hosts << EOF
10.13.1.11 master1
10.13.1.15 node1
10.13.1.16 node2

3.4 时间同步

[root@master1 ~]# yum install chrony -y
[root@master1 ~]# systemctl start chronyd
[root@master1 ~]# systemctl enable chronyd
[root@master1 ~]# chronyc sources

3.5 修改内核参数

让iptables能查看桥接流量

[root@master1 ~]# cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.ipv4.ip_forward =
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables =
net.bridge.bridge-nf-call-iptables =
[root@master1 ~]# sysctl --system

3.6 加载ipvs模块

[root@master1 ~]# modprobe -- ip_vs
[root@master1 ~]# modprobe -- ip_vs_rr
[root@master1 ~]# modprobe -- ip_vs_wrr
[root@master1 ~]# modprobe -- ip_vs_sh
[root@master1 ~]# modprobe -- nf_conntrack_ipv4
[root@master1 ~]# lsmod | grep ip_vs
[root@master1 ~]# lsmod | grep nf_conntrack_ipv4
[root@master1 ~]# yum install -y ipvsadm

3.7 安装并配置docker

3.7.1 修改docker的yum源为阿里源

[root@master1 ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
或者
[root@master1 ~]# yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

3.7.2 安装docker

[root@master1 ~]# yum install -y docker-ce
[root@master1 ~]# docker --version
[root@master1 ~]# systemctl enable docker
[root@master1 ~]# systemctl start docker

3.7.3 配置docker加速并修改驱动

网上有很多大佬无私地提供了一些dockerhub加速地址，可以选择几个使用。

[root@master1 ~]# cat /etc/docker/daemon.json
{
    "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
    "registry-mirrors": [
        "https://1nj0zren.mirror.aliyuncs.com",
        "https://kfwkfulq.mirror.aliyuncs.com",
        "https://2lqq34jg.mirror.aliyuncs.com",
        "https://pee6w651.mirror.aliyuncs.com",
        "http://hub-mirror.c.163.com",
        "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
        "http://f1361db2.m.daocloud.io",
        "https://registry.docker-cn.com"
    ]
}
[root@master1 ~]# systemctl restart docker
[root@master1 ~]# docker info | grep "Cgroup Driver"
 Cgroup Driver: systemd

kubernetes官方建议docker驱动采用systemd，当然可以不修改，只是kubeadm init时会有warning（[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/）可以忽略，生产环境建议修改，因为更稳定。

3.8 安装kubernents组件

3.8.1 配置kubernentes的yum源为阿里源

因为国内无法访问kubernents的官方yum源，所以需要修改

[root@master1 ~]# cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=
gpgcheck=
repo_gpgcheck=
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

3.8.2 安装组件

[root@master1 ~]# yum -y install kubelet kubeadm kubectl
[root@master1 ~]# kubelet --version
Kubernetes v1.18.8
[root@master1 ~]# systemctl start kubelet

此时kubelet处于不断重启状态，因为集群还没有初始化，kubelet等待kubeadm初始化完成后运行状态正常。

3.9 初始化集群

3.9.1 查看初始化需要的镜像

[root@master1 ~]# kubeadm config images list
W0822 ::54.182176    configset.go:] WARNING: kubeadm cannot validate component configs for API groups [kubelet.config.k8s.io kubeproxy.config.k8s.io]
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.18.8
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.18.8
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.18.8
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.18.8
k8s.gcr.io/pause:3.2
k8s.gcr.io/etcd:3.4.-
k8s.gcr.io/coredns:1.6.

3.9.2 kubeadm init介绍

初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。
可选参数：
--apiserver-advertise-address apiserver的监听地址，有多块网卡时需要指定
--apiserver-bind-port apiserver的监听端口，默认是6443
--cert-dir 通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint 控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加
--image-repository 拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io
--kubernetes-version 指定kubernetes版本
--pod-network-cidr pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致
--service-cidr service资源的网段
--service-dns-domain service全域名的后缀，默认是cluster.local

3.9.3 kubeadm指定具体参数初始化

因为以上镜像都需要从kubernetes官方镜像仓库拉取，国内无法访问，所以需要设置国内的阿里镜像仓库。
但是目前至发稿位置，阿里的kube-apiserver、kube-controller、proxy镜像只更新到v1.18.6所以无法拉取到v1.18.8版镜像。
    如果你需要安装的kubernetes版本是v1.18.6及以下那么请继续往下走，如果是v1.18.7及以上请跳过这一步进入下一步。

3.9.3.1 初始化

[root@master1 ~]# kubeadm init --kubernetes-version=v1.18.6  --apiserver-advertise-address 0.0.0.0 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr 192.168.0.0/ --service-cidr 10.10.0.0/
--kubernetes-version 请指定为你需要安装的v1..6及以下的版本。

初始化成功后会出现如下信息

3.9.3.2 开启ipvs

修改kube-proxy的configmap

[root@master1 ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs

3.9.4 kubeadm指定配置文件初始化

3.9.4.1 下载kubernetes所需的全部镜像

dockerhub上面已经有大佬已经上传了最新的1.18.8镜像，这里我们直接下载下来即可。

[root@master1 ~]# vim images.txt
kube-apiserver:v1.18.8                 # node节点不需要
kube-controller-manager:v1.18.8        # node节点不需要
kube-scheduler:v1.18.8                 # node节点不需要
kube-proxy:v1.18.8
pause:3.2
etcd:3.4.-                           # node节点不需要
coredns:1.6.                          # node节点不需要
[root@master1 ~]# vim images.sh
for image in `cat images.txt`
do
  docker pull gotok8s/$image
  docker tag gotok8s/$image k8s.gcr.io/$image
  docker rmi gotok8s/$image
done
[root@master1 ~]# sh images.sh

3.9.4.2 配置初始化文件

[root@master1 ~]# kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml
[root@master1 ~]# vim kubeadm.yaml
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 0.0.0.0  # 修改为本机ip地址，多块网卡可以指定具体ip
  bindPort:
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: master1
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: k8s.gcr.io
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.18.8    # 修改为最新版本
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  serviceSubnet: 10.10.0.0/ # service网段
  podSubnet: 192.168.0.0/   # pod网段，需与网络插件网段一致
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs                    # 开启ipvs
[root@master1 ~]# kubeadm init --config=kubeadm.yaml

可以看到久违的成功

3.9.4.3 配置kubectl与api-server交互

[root@master1 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master1 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master1 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
至此可以使用kubectl查看集群节点状态了
[root@master1 ~]# kubectl get nodes

可以看到版本是v1.18.8最新版，但是master状态是NotReady，因为此时还没有安装网络组件。

3.9.5 安装网络组件

[root@master1 ~]# wget https://docs.projectcalico.org/v3.14/manifests/calico.yaml
[root@master1 ~]# kubectl apply -f calico.yaml

此时再来看节点状态，已经正常

查组件状态

[root@master1 ~]# kubectl get cs

3.10 worker节点加入集群

[root@node1 ~]# kubeadm join 10.13.1.11: --token abcdef.0123456789abcdef     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c214cf4c42766dd3d4ab2842c11efbefd54aa445993708ccdbdb8f111658445e
同样的第二个worker节点加入集群
此次查看集群状态
[root@master1 ~]# kubectl get nodes
[root@master1 ~]# kubectl get pods -A

如果join的token之前没有记住，没关系，在master重新生成一下

[root@master1 ~]# kubeadm token create --print-join-command

可以看到节点和个组件的pod状态均正常，至此集群搭建完毕！

4.  trouble shooting

    出现了问题不可怕，因为如果不非常仔细，按照文档敲下来很有可能会出错。可怕的是，出错了连去网上多搜索一下都懒得搜，甚至开始抱怨。kubernets已经很成熟了，网上的资料非常多，出现的问题很多人也遇到过，在网上基本都有大佬给出回答。

4.1 初始化集群长期卡住，最终报错

拉镜像失败

执行拉镜像脚本

[root@master1 ~]# sh images.sh

4.2 网桥报错

W0822 ::25.135752     configset.go:] WARNING: kubeadm cannot validate component configs for API groups [kubelet.config.k8s.io kubeproxy.config.k8s.io]
[init] Using Kubernetes version: v1.18.8
[preflight] Running pre-flight checks
    [WARNING Service-Kubelet]: kubelet service is not enabled, please run 'systemctl enable kubelet.service'
error execution phase preflight: [preflight] Some fatal errors occurred:
    [ERROR FileContent--proc-sys-net-bridge-bridge-nf-call-iptables]: /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables contents are not set to
[preflight] If you know what you are doing, you can make a check non-fatal with `--ignore-preflight-errors=...`
To see the stack trace of this error execute with --v= or higher

检查前面的内核参数是否修改
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

4.3 kubelet-check报错健康问题检查

[kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp: lookup localhost on 198.18.254.40:53: no such host.
[kubelet-check] It seems like the kubelet isn't running or healthy.
[kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp: lookup localhost on 198.18.254.40:53: no such host.
[kubelet-check] It seems like the kubelet isn't running or healthy.
[kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp: lookup localhost on 198.18.254.40:53: no such host.
[kubelet-check] It seems like the kubelet isn't running or healthy.
[kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp: lookup localhost on 198.18.254.40:53: no such host.
[kubelet-check] It seems like the kubelet isn't running or healthy.
[kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get http://localhost:10248/healthz: dial tcp: lookup localhost on 198.18.254.40:53: no such host.

检查hosts文件，本机地址解析是否被删除了
127.0.0.1 localhost

4.4 查看组件处于不健康状态

[root@master1 ~]# kubectl get cs

发现controller-manager和scheduler状态是不健康
如果节点都处于Ready后，实际上该状态是不影响的。
因为kubeadm v1.18.6及以后的版本，是默认不开启controller-manager的10252和scheduler的10251端口的，一般10251和10252是监听在http上面，不需要证书认证，属于不安全的端口。
查看机器监听端口，发现默认这两个端口没有监听

可以将/etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml、/etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml中--port=0注释掉，再次kubect get cs组件状态，这时都是ok了。
默认不监听http端口，但是客户端查看组件状态有默认是检查http端口，不知道这算不算是kuberadm的一个小bug呢，哈哈～～～

4.5 worker节点加入集群后长期处于NotReady

查看node

查看pod状态，kube-proxy一直处于创建状态，网络组建caclio一直处于初始化

kubect describe pod查看报错：FailedCreatePodSandBox

说明节点没有pull基础镜像pause，到相应节点上面去拉取pause镜像即可。

4.6 node节点运行一段时间后出现错误

查看pod状态

查看报错的pod，发现cgroup报错

到node节点查看kubelet也在报错

原因是docker的驱动改为了systemd，但是kubelet的驱动没有改
kubelet的驱动是在kubeadm join初始化的时候与docker保持一致的，docker修改了，kubelet也需要修改
[root@node2 ~]# sed -i 's/--cgroup-driver=cgroupfs/--cgroup-driver=systemd/g' /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
[root@node2 ~]# systemctl restart kubelet
同样如果node节点处于NotReady，kubelet一直在重启，也需要检查kubelet的cgroup驱动是否和docker的一致。

4.7 worker节点加入节点后，网络组件一直不ready，一直重启

该pod一直处于Running和CrashLoopBackOff交替状态

查看pod日志，发现有大量的健康检查错误

到node节点上查看hosts文件，本机地址解析是否被删除了
127.0.0.1 localhost

参考文档

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/
https://kubernetes.io/zh/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

全剧终