VirtualBox+Ubuntu16搭建Kubernetes集群的實現(xiàn)

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Kubernetes 運維之路的開始當(dāng)然少不了集群環(huán)境的搭建，這篇文章記錄了我在一臺機器使用 VirtualBox + Ubuntu 16 搭建 Kubernetes 的整個過程，包括其中遇到的一些問題以及解決辦法。

關(guān)于 Kubernetes

下面是一段來自維基百科的關(guān)于 Kubernetes 的解釋：
Kubernetes（常簡稱為 K8s）是用于自動部署、擴展和管理「容器化（containerized）應(yīng)用程序」的開源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由 Google 設(shè)計并捐贈給 Cloud Native Computing Foundation（今屬 Linux 基金會）來使用。

它旨在提供“跨主機集群的自動部署、擴展以及運行應(yīng)用程序容器的平臺”。它支持一系列容器工具，包括Docker等。

Kubernetes 可以為我們提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡、存儲編排、自動部署和回滾、自動完成裝箱計算、自我修復(fù) 和密鑰與配置管理的能力。
基礎(chǔ)環(huán)境準(zhǔn)備

安裝 VirtualBox

VirtualBox 是一種功能強大的虛擬機軟件，而且是開源免費的，這是，安裝 VirtualBox 非常簡單，這里我就不贅述了。

下載 Ubuntu 16 系統(tǒng)鏡像

這里我選擇了 Ubuntu 16 作為系統(tǒng)鏡像，當(dāng)然你也可以使用其他系統(tǒng)，比如 CentOS 等，Ubuntu 16 的。

虛擬機 x3

安裝好了 VirtualBox，下載了 Ubuntu 16 的鏡像后，我們首先需要搭建三臺 Ubuntu 16 的虛擬機。這個新建虛擬機的過程也是比較簡單的，一步一步往下走就可以了。新建完成后，我們需要對每臺虛擬機進行相應(yīng)的配置，配置時使用的用戶應(yīng)該是 root 用戶。

虛擬機 IP

由于我們使用的是虛擬機，我們會給每臺虛擬機配置網(wǎng)卡，讓每臺虛擬機都可以上網(wǎng)的，這里有兩種方式：

使用橋接網(wǎng)卡，每臺虛擬機的 IP 將會是宿主機網(wǎng)段的，支持虛擬機上網(wǎng) 使用 NAT 網(wǎng)絡(luò) + 端口轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)段自行設(shè)置，支持虛擬機上網(wǎng)

大家可以使用其中任意一種方式給虛擬機配置網(wǎng)卡，從而讓虛擬機可以上網(wǎng)。

需要注意的是，在集群搭建完成后，集群中的每個節(jié)點的 IP 要求保持不變，否則節(jié)點需要重新加入。

簡單的方式就是讓虛擬機不關(guān)機，而是進入睡眠狀態(tài)，下次只需喚醒即可。

在集群中，我們使用的是內(nèi)網(wǎng)地址，可以通過 ifconfig 或者 ip addr 找到每臺虛擬機對應(yīng)的內(nèi)網(wǎng)地址：

> ifconfigenp0s3 Link encap:Ethernet HWaddr 08:00:27:6f:23:2a inet addr:10.0.2.4 Bcast:10.0.2.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe6f:232a/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:3277016 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:3385793 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:1084480916 (1.0 GB) TX bytes:2079122979 (2.0 GB)

這臺虛擬機（master）的地址就是 10.0.2.4。

配置主機名

Kubernetes 的節(jié)點名稱是由主機名決定的，所以我們可以分別設(shè)置三臺虛擬機的主機名為 master、node1 和 node2，通過修改 /etc/hosts 文件來修改主機名，需要重啟虛擬機：

# /etc/hosts10.0.2.4 master10.0.2.5 node110.0.2.6 node2SSH 無密連接
在虛擬機運行起來后，我們要做的第一件事就是要連通這三臺虛擬機，即配置 SSH 無密連接。

首先在其中的一臺虛擬機上生成 SSH 的公私鑰：

ssh-keygen -t rsa -C 'k8scat@gmail.com' -f ~/.ssh/id_rsa -q -N ''

關(guān)于 ssh-keygen 的參數(shù)說明：

-t rsa 指定加密算法為 RSA -C 用于提供一個備注，表明私鑰的生成者 -f ~/.ssh/id_rsa 指定私鑰生成的位置 -q -N '' 表示不對私鑰加密碼，以及使用靜默的方式

將公私鑰分發(fā)給另外兩臺虛擬機，并在三臺虛擬機上都將公鑰（~/.ssh/id_rsa.pub）的內(nèi)容寫進 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，同時設(shè)置 ~/.ssh/authorized_keys 文件的權(quán)限為 400：

cat ~/.ssh/id_rsa.pub >> ~/.ssh/authorized_keyschmod 400 ~/.ssh/authorized_keys

配置完成后，我們將可以通過以下方式在其中一個虛擬機上連接另一臺虛擬機了：

# 在 master 節(jié)點上ssh root@node1Kubernetes 集群搭建

在弄好三臺虛擬機后，我們便可以開始搭建一個擁有三個節(jié)點的 Kubernetes 的集群了。
安裝 Docker

apt-get update -yapt-get install -y \ apt-transport-https \ ca-certificates \ curl \ gnupg \ lsb-releasecurl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpgecho \ "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \ $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null# INSTALL DOCKER ENGINEapt-get update -yapt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io# Configure Docker to start on bootsystemctl enable docker.servicesystemctl enable containerd.service# Start Dockersystemctl start docker安裝 kubeadm、kubelet 和 kubectl

這里使用的是阿里云的鏡像源：

# 更新 apt 包索引并安裝使用 Kubernetes apt 倉庫所需要的包apt-get update -yapt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl# 下載 Google Cloud 公開簽名秘鑰# curl -fsSLo /usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpgcurl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -# 添加 Kubernetes apt 倉庫# echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.listecho "deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list# 更新 apt 包索引，安裝 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并鎖定其版本apt-get update -yapt-get install -y kubelet kubeadm kubectlapt-mark hold kubelet kubeadm kubectl關(guān)閉 SWAP

編輯 /etc/fstab 文件并注釋掉 swap 分區(qū)的配置：

#/dev/mapper/master--vg-swap_1 none swap sw 0 0預(yù)先下載鏡像

獲取 kubeadm init 需要使用到的鏡像列表：

> kubeadm config images listk8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.1k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.21.1k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.21.1k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.21.1k8s.gcr.io/pause:3.4.1k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.0

k8s 的鏡像源對于國內(nèi)用戶是可望而不可即的，但我們可以先拉到國內(nèi)的鏡像倉或者可以使用的鏡像倉，比如阿里云的容器鏡像服務(wù) ACR 和 Docker 的官方鏡像倉 DockerHub。

我們可以新建一個 GitHub 代碼倉，里面只有一個 Dockerfile，其內(nèi)容如下：

FROM k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.0

然后在阿里云的容器鏡像服務(wù) ACR 中新建一個鏡像，并關(guān)聯(lián)這個 GitHub 代碼倉，構(gòu)建出來的鏡像就是我們要的 k8s 鏡像，比如上面的 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.1，但在使用的時候需要重新給鏡像打標(biāo)簽。

在 ACR 中構(gòu)建好了所有需要的鏡像后，使用下面這個腳本可以快速處理給鏡像打標(biāo)簽的任務(wù)：

# Pull images from aliyun registrykubeadm config images list | sed -e 's/^/docker pull /g' -e 's#k8s.gcr.io#registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/k8scat#g' -e 's#/coredns/coredns#/coredns#g' | sh -x# Tag imagesdocker images | grep k8scat | awk '{print "docker tag",$1":"$2,$1":"$2}' | sed -e 's#registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/k8scat#k8s.gcr.io#2' | sh -xdocker tag k8s.gcr.io/coredns:v1.8.0 k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.0# Remove imagesdocker images | grep k8scat | awk '{print "docker rmi",$1":"$2}' | sh -x初始化 master 節(jié)點

10.0.2.4 是 master 節(jié)點的 IP 地址，設(shè)置 pod 網(wǎng)段為 192.168.16.0/20：
> kubeadm init --apiserver-advertise-address=10.0.2.4 --pod-network-cidr=192.168.16.0/20kubeadm join 10.0.2.4:6443 --token ioshf8.40n8i0rjsehpigcl \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:085d36848b2ee8ae9032d27a444795bc0e459f54ba043500d19d2c6fb044b065加入 node 節(jié)點
kubeadm join 10.0.2.4:6443 --token ioshf8.40n8i0rjsehpigcl \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:085d36848b2ee8ae9032d27a444795bc0e459f54ba043500d19d2c6fb044b065分發(fā) kubectl 配置文件

scp master:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/admin.confecho 'export KUBECONFIG="/etc/kubernetes/admin.conf"' >> /etc/profilesource /etc/profile安裝網(wǎng)絡(luò)插件

這里我們使用的是 Weave Net：

# curl -L "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n')" > weave-net.yaml# With IPALLOC_RANGEkubectl apply -f https://gist.githubusercontent.com/k8scat/c6a1aa5a1bdcb8c220368dd2db69bedf/raw/da1410eea6771c56e93f191df82206be8e722112/k8s-weave-net.yaml

到此這篇關(guān)于VirtualBox+Ubuntu16搭建Kubernetes集群的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)VirtualBox+Ubuntu16搭建Kubernetes集群內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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