Jan 30, 2018

centos7 使用二进制包搭建kubernetes 1.9.0集群

kubernetes 发展速度非常，至少在目前来说是非常不错的，很多大公司都在使用容器技术部署项目，而最近比较火的容器管理工具就是kubernetes了。

由于之前公司一直使用的还是yum安装的v1.5.2，因为没什么大的需求就一直没有更新到新版本，这次出来的1.9.0版本。听说功能更强大，所以就自己机器上搭建一个小群集来测试。因为网上还没有build好的rpm包，原本自己打算制作一个的，但是技术信息有限暂时未能做出来。可是又很想使用新版本，所以直接在网官上下载一个二进制的tar包来。

系统：CentOS Linux release 7.2.1511 (Core)
内核可以升级，如果不升级也可以运行，但是会在日志里有提示。

######################################################## 
节点名         主机名         IP地址 
etcd            etcd            10.0.10.11 
k8s-master      k8s-master      10.0.10.12 
k8s-node1       k8s-node1       10.0.10.13 
k8s-node2       k8s-node2       10.0.10.14

机器之间做好时间同步：

yum install ntpd -y  
systemctl start ntpd  
systemctl enable ntpd

添加主机名IP地址的对应解析到/etc/hosts文件：

[root@k8s-master system]# tail -5 /etc/hosts 
192.168.18.54   reg.docker.tb 
10.0.10.11  etcd 
10.0.10.12  k8s-master 
10.0.10.13  k8s-node1 
10.0.10.14  k8s-node2

并在Master节点上做一个ssh-key免密登陆，传到每个节点上，和etcd机器。

软件包下载地址：

etcd：https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.11/etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz

kubernetes： https://codeload.github.com/kubernetes/kubernetes/tar.gz/v1.9.0

配置Etcd服务器

tar xf etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz 
cd etcd-v3.2.11-linux-amd64 
cp etcd etcdctl /usr/bin/

添加用户和组,这里的组ID和用户ID可以不用指定

[root@etcd system]# groupadd -g 990 etcd 
[root@etcd system]# useradd -s /sbin/nologin -M -c "etcd user" -u 991 etcd -g etcd 
[root@etcd system]# id etcd 
uid=991(etcd) gid=990(etcd) groups=990(etcd)

创建启动文件：/usr/lib/systemd/system/etcd.service

[Unit] 
Description=Etcd Server 
After=network.target 
After=network-online.target 
Wants=network-online.target 

[Service] 
Type=notify 
WorkingDirectory=/var/lib/etcd/ 
EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf 
User=etcd 
# set GOMAXPROCS to number of processors 
ExecStart=/bin/bash -c "GOMAXPROCS=$(nproc) /usr/bin/etcd --name=\"${ETCD_NAME}\" --data-dir=\"${ETCD_DATA_DIR}\" --listen-client-urls=\"${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS}\"" 
Restart=on-failure 
LimitNOFILE=65536 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

创建启动文件中用到的目录，这个是根据rpm包的思路操作：

mkdir -p /etc/etcd 
mkdir -p /var/lib/etcd 
chown -R etcd.etcd /var/lib/etcd

启动服务，并检查状态：

systemctl start etcd 
systemctl enable etcd

检查健康状态：

[root@etcd system]# etcdctl -C http://etcd:2379 cluster-health 
member 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from http://10.0.10.11:2379 
cluster is healthy

配置Master节点：
Master节点上只需要运行这几个服务：apiserver、controller-manager、scheduler

直接解压文件并复制到系统路径下，如果不这样做就添加环境变量。

tar xf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 
cd kubernetes/server/bin

复制执行文件到/usr/bin目录下：

find ./ -perm 750|xargs chmod 755 
find ./ -perm 750|xargs -i cp {} /usr/bin/

查检kubernetes版本：

[root@k8s-master bin]# kubectl version 
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"9", GitVersion:"v1.9.0", GitCommit:"925c127ec6b946659ad0fd596fa959be43f0cc05", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2017-12-15T21:07:38Z", GoVersion:"go1.9.2", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"} 
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

把下面几个启动文件添加到系统以下目录下：/usr/lib/systemd/system/

启动文件：kube-apiserver.service


[Unit] 
Description=Kubernetes API Server 
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes 
After=network.target 
After=etcd.service 

[Service] 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/apiserver 
User=kube 
ExecStart=/usr/bin/kube-apiserver \ 
        $KUBE_LOGTOSTDERR \ 
        $KUBE_LOG_LEVEL \ 
        $KUBE_ETCD_SERVERS \ 
        $KUBE_API_ADDRESS \ 
        $KUBE_API_PORT \ 
        $KUBELET_PORT \ 
        $KUBE_ALLOW_PRIV \ 
        $KUBE_SERVICE_ADDRESSES \ 
        $KUBE_ADMISSION_CONTROL \ 
        $KUBE_API_ARGS 
Restart=on-failure 
Type=notify 
LimitNOFILE=65536 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

启动文件：kube-controller-manager.service

kube-controller-manager.service 

[Unit] 
Description=Kubernetes Controller Manager 
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes 

[Service] 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/controller-manager 
User=kube 
ExecStart=/usr/bin/kube-controller-manager \ 
        $KUBE_LOGTOSTDERR \ 
        $KUBE_LOG_LEVEL \ 
        $KUBE_MASTER \ 
        $KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS 
Restart=on-failure 
LimitNOFILE=65536 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

启动文件：kube-scheduler.service


[Unit] 
Description=Kubernetes Scheduler Plugin 
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes 

[Service] 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/scheduler 
User=kube 
ExecStart=/usr/bin/kube-scheduler \ 
        $KUBE_LOGTOSTDERR \ 
        $KUBE_LOG_LEVEL \ 
        $KUBE_MASTER \ 
        $KUBE_SCHEDULER_ARGS 
Restart=on-failure 
LimitNOFILE=65536 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

添加用户和组：只要系统ID不存在的就可以了

groupadd -g 992 kube 
useradd -s /sbin/nologin -M -c "kube user" -u 996 kube -g kube

创建相应的目录,并授权权限：

mkdir -p /etc/kubernetes 
#mkdir -p /var/run/kubernetes 
mkdir -p /usr/libexec/kubernetes 
#chown -R kube.kube /var/run/kubernetes/   #被下面的方法替换了
chown -R kube.kube /usr/libexec/kubernetes

2018-02-01补充：由于kube-apiserver启动的时候会在/var/run/kubernetes下自动创建apiserver.crt 和apiserver.key两个文件，因为此目录默认不存在的而上面手工创建后，Node节点重启过系统的话就要丢失，导致kube-apiserver启动失败，日志如下：

Feb 1 08:45:58 k8s-master kube-apiserver: error creating self-signed certificates: mkdir /var/run/kubernetes: permission denied

所以解决方法就是：进入/usr/lib/tmpfiles.d/创建一个配置文件，这里文件会在系统启动的时候自动执行。

[root@k8s-master ~]# cd /usr/lib/tmpfiles.d/  

[root@k8s-master tmpfiles.d]# cat kubernetes.conf   
cd /var/run/kubernetes 0755 kube kube -

启动服务：

for service in kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler;do systemctl restart $service && systemctl enable $service ;done

Node节点安装
node节点上跑的服务就这几个：kubelet，kube-proxy

直接把master上的几个执行文件传到Node节点的/usr/bin目录下：

scp kube-proxy kubelet k8s-node1:/usr/bin/ 
scp kube-proxy kubelet k8s-node2:/usr/bin/

添加用户和组：只要系统不存在的就可以了

groupadd -g 992 kube 
useradd -s /sbin/nologin -M -c "kube user" -u 996 kube -g kube

创建相应的目录：

mkdir -p /etc/kubernetes  
mkdir -p /var/run/kubernetes  
chown -R kube.kube /var/run/kubernetes/  
mkdir -p /var/lib/kubelet  
chown -R kube.kube /var/lib/kubelet 
mkdir -p /usr/libexec/kubernetes 
chown -R kube.kube /usr/libexec/kubernetes

添加启动文件：kubelet.service


[Unit] 
Description=Kubernetes Kubelet Server 
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes 
After=docker.service 
Requires=docker.service 

[Service] 
WorkingDirectory=/var/lib/kubelet 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/kubelet 
ExecStart=/usr/bin/kubelet \ 
        $KUBE_LOGTOSTDERR \ 
        $KUBE_LOG_LEVEL \ 
        $KUBELET_API_SERVER \ 
        $KUBELET_ADDRESS \ 
        $KUBELET_PORT \ 
        $KUBELET_HOSTNAME \ 
        $KUBE_ALLOW_PRIV \ 
        $KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER \ 
        $KUBELET_ARGS 
Restart=on-failure 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

添加启动文件：kube-proxy.service


[Unit] 
Description=Kubernetes Kube-Proxy Server 
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes 
After=network.target 

[Service] 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config 
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/proxy 
ExecStart=/usr/bin/kube-proxy \ 
        $KUBE_LOGTOSTDERR \ 
        $KUBE_LOG_LEVEL \ 
        $KUBE_MASTER \ 
        $KUBE_PROXY_ARGS 
Restart=on-failure 
LimitNOFILE=65536 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target

添加配置文件到/etc/kubernetes目录下：config

[root@k8s-node2 kubernetes]# egrep -v "^$|^#" config  
KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" 
KUBE_LOG_LEVEL="--v=0" 
KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false" 
KUBE_MASTER="--master=http://k8s-master:8080"

proxy，没什么内容，但是要文件存在。

[root@k8s-node2 kubernetes]# egrep -v "^$|^#" proxy 
KUBE_PROXY_ARGS=""

kubelet配置

[root@k8s-node2 kubernetes]# egrep -v "^$|^#" kubelet  
KUBELET_HOSTNAME="--hostname-override=k8s-node2" 
KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=reg.docker.tb/harbor/pod-infrastructure:latest" 
KUBELET_ARGS="--enable-server=true --enable-debugging-handlers=true --fail-s
wap-on=false --kubeconfig=/var/lib/kubelet/kubeconfig"

这里需要注意的，如果机器开启了swap分区的话，kubernetes会无法启动，需要关闭。

然后还要添加一个配置文件，因为1.9.0在kubelet里不再使用KUBELET_API_SERVER来跟API通信，而是通过别一个yaml的配置来实现。


[root@k8s-node2 kubernetes]# cat /var/lib/kubelet/kubeconfig 
apiVersion: v1 
kind: Config 
users: 
- name: kubelet 
clusters: 
- name: kubernetes 
  cluster: 
    server: http://k8s-master:8080 
contexts: 
- context: 
    cluster: kubernetes 
    user: kubelet 
  name: service-account-context 
current-context: service-account-context

添加后注意授权，不然会报没权限：

chown -R kube.kube /var/lib/kubelet/

Node节点上安装docker-1.12.6

安装epel源：

rpm -Uvh https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-7.noarch.rpm

yum install docker -y

修改docker的配置文件，加入私有仓库：/etc/sysconfig/docker

INSECURE_REGISTRY="--insecure-registry reg.docker.tb"

因为docker默认使用的

这里只要修改docker跟kubernetes一样即可。/usr/lib/systemd/system/docker.service

--exec-opt native.cgroupdriver=cgroupfs \

启动docker服务，登陆验证：

[root@k8s-node2 kubernetes]# docker login reg.docker.tb 
Username : upload 
Password:  
Login Succeeded

如果多个Node节点怎么办？可以直接把文件传到每个节点上。

[root@k8s-node2 kubernetes]# ll /root/.docker/config.json  
-rw------- 1 root root 154 Jan 30 17:29 /root/.docker/config.json

启动kubelet 、kube-proxy服务

for service in kube-proxy kubelet docker;do systemctl start $service && systemctl enable $service;done

Node节点上启动时遇到的问题：

error: failed to run Kubelet: failed to create kubelet: misconfiguration: kubelet cgroup driver: “cgroupfs” is different from docker cgroup driver: “systemd”

解决方法就是使用上面的kubelet配置：

Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --require-kubeconfig=true  --cgroup-driver=systemd"

这是因为docker 使用的cgroup-driver跟kubernetes的不一样，所以就会报异常。

异常提示： factory.go:340] devicemapper filesystem stats will not be reported: RHEL/Centos 7.x kernel version 3.10.0-366 or later is required to use thin_ls - you have “3.10.0-327.el7.x86_64”

k8s 1.9.0版本在使用内核方面要求3.10.366以上，如果要升级内核可以使用以下方法：

rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-2.el7.elrepo.noarch.rpm;yum --enablerepo=elrepo-kernel install  kernel-lt-devel kernel-lt -y

安装完后可以查看是否默认为新的内核：

[root@k8s-node2 kubernetes]# egrep ^menu /etc/grub2.cfg|cut -f 2 -d \'  
CentOS Linux (4.4.113-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core) 
CentOS Linux (3.10.0-327.el7.x86_64) 7 (Core) 
CentOS Linux (0-rescue-8a1328ef9a7247f09fe7bedb9a9d95c0) 7 (Core)

设置新内核为默认选项：

grub2-set-default 'CentOS Linux (4.4.113-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)'

核对结果：

[root@k8s-node2 kubernetes]# grub2-editenv list
saved_entry=CentOS Linux (4.4.113-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)

最后把etcd,master,和Node节点都启动，在master节点上检查一下效果。

返回以下结果说明跟etcd的通信正常：

[root@k8s-master system]# kubectl get cs 
NAME                 STATUS    MESSAGE              ERROR 
scheduler            Healthy   ok                    
controller-manager   Healthy   ok                    
etcd-0               Healthy   {"health": "true"}

返回以下结果说明两个Node节点跟Master,etcd通信正常，因为节点上的配置信息数据都是存储在etcd服务上的。

[root@k8s-master system]# kubectl get node 
NAME        STATUS    ROLES     AGE       VERSION 
k8s-node1   Ready     <none>    5h        v1.9.0 
k8s-node2   Ready     <none>    5h        v1.9.0

创建一个yaml测试文件，现在两个node节点上都没有任何镜像，一会直接创建会自动去我指定的仓库里下载。
nginx-rc.yaml

apiVersion: v1 
kind: ReplicationController 
metadata: 
  name: nginx-rc 
spec: 
  replicas: 2 
  selector: 
    app: nginx 
  template: 
    metadata: 
      labels: 
        app: nginx 
    spec: 
      containers: 
      - name: nginx 
        image: reg.docker.tb/harbor/nginx 
        ports: 
        - containerPort: 80

在等待一会后，下载完镜像就可以看到效果了。

第一个就是pod基础包，我把它下载回来并打上tag上传到自己的仓库里了。

在master节点上可以看到刚才创建的rc共创建两个容器，现在已经启动了一个，因为我使用的笔记本走wifi比较慢。

[root@k8s-master yaml]# kubectl get po 
NAME             READY     STATUS              RESTARTS   AGE 
nginx-rc-74s85   1/1       Running             0          8m 
nginx-rc-kc5tx   0/1       ContainerCreating   0          8m

这里要注意一下kubernetes与docker的版本支持，之前我还是使用docker-ce最新版的，发现有问题，就比如网络不通。

安装flannel网络插件
首先在etcd服务器上添加一个网络配置，这个网络配置自己随意只要在flannl的配置里一样即可。

etcdctl set /atomic.io/network/config '{ "Network": "172.21.0.0/16" }'

为了方便管理，在Master节点上也安装上flannl插件,就是除了这个etcd服务器上不安装，其它的都安装上。

下载地址：https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.9.0/flannel-v0.9.0-linux-amd64.tar.gz


tar xf flannel-v0.9.0-linux-amd64.tar.gz

传到每个机器上：

scp flanneld k8s-node1:/usr/bin/ 
scp flanneld k8s-node2:/usr/bin/

每个机器上创建一个目录：

mkdir -p /usr/libexec/flannel 

scp mk-docker-opts.sh k8s-node1:/usr/libexec/flannel 
scp mk-docker-opts.sh k8s-node2:/usr/libexec/flannel

添加一个启动文件：要看启动文件中的目录，如果不存在就创建，并授权。

[Unit] 
Description=Flanneld overlay address etcd agent 
After=network.target 
After=network-online.target 
Wants=network-online.target 
After=etcd.service 
Before=docker.service 

[Service] 
Type=notify 
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/flanneld 
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-network 
ExecStart=/usr/bin/flanneld-start $FLANNEL_OPTIONS 
ExecStartPost=/usr/libexec/flannel/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/docker 
Restart=on-failure 

[Install] 
WantedBy=multi-user.target 
RequiredBy=docker.service

还要手工添加个shell文件：flanneld-start

#!/bin/sh 

exec /usr/bin/flanneld \ 
    -etcd-endpoints=${FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS:-${FLANNEL_ETCD}} \ 
    -etcd-prefix=${FLANNEL_ETCD_PREFIX:-${FLANNEL_ETCD_KEY}} \ 
    "$@"

需要可执行权限：

chmod 755 /usr/bin/flanneld-start

然后启动服务。

再尝试一个下效果：添加一个srevice.yaml

apiVersion: v1 
kind: Service 
metadata: 
  name: nginx-service 
spec: 
  type: NodePort 
  ports: 
  - port: 8000 
    targetPort: 80 
    protocol: TCP 
  selector: 
    app: nginx

这里可以看到type类型为NodePort，就是这个31603端口会在每个容器运行的宿主机上映射一个对外的端口，通过宿主机IP和端口即可访问上面创建的nginx服务。

[root@k8s-master yaml]# kubectl get service 
NAME            TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE 
kubernetes      ClusterIP   10.254.0.1      <none>        443/TCP          1d 
nginx-service   NodePort    10.254.72.166   <none>        8000:31603/TCP   37m 
[root@k8s-master yaml]# kubectl get po -o wide 
NAME             READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP           NODE 
nginx-rc-r6cnh   1/1       Running   0          45m       172.21.8.2   k8s-node2 
nginx-rc-wp2hk   1/1       Running   0          45m       172.21.2.2   k8s-node1

而CLUSTER-IP就是集群的IP入口，但是它只允许有容器运行在集群内的宿主机连接。

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