CKAD認證中的部署教程

痴者工良發表於2021-11-24

在上一章中，我們已經學會了使用 kubeadm 建立叢集和加入新的節點，在本章中，將按照 CKAD 課程的方法重新部署一遍，實際上官方教程的內容不多，筆者寫了兩篇類似的部署方式，如果已經部署了 kubernetes 叢集，則本章的內容可跳過。

本文為作者的 Kubernetes 系列電子書的一部分，電子書已經開源，歡迎關注，電子書瀏覽地址：

https://k8s.whuanle.cn【適合國內訪問】

https://ek8s.whuanle.cn 【gitbook】

部署

預設網路

本節主要是配置 hosts 檔案，在後續配置中，通過主機名稱即可快速連線，而不需要每次都打上 IP 地址。

我們在 Master 節點伺服器執行 ip addr 命令，找到 ens4，把裡面提到的 ip 記錄下來。

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 查詢。方式有很多，目前是獲得主機的內網 IP。

然後修改 /etc/hosts 檔案，加上一行（替換這個ip為你的）：

10.170.0.2      k8smaster

後面我們訪問叢集，使用 k8smaster 這個主機名稱(域名)，而且不是需要 IP 地址，使用主機名稱方便記憶，也避免了 IP 強固定。

kubeadm 安裝 k8s

這裡的部署過程跟上一章中的有所差異，因為上章中，直接使用 kubeadm init 進行初始化叢集，沒有配置更多細節。

執行 kubectl version 檢視 k8s 版本，找到這段GitVersion:"v1.21.0" ，即為 Kubernetes 版本。

建立一個 kubeadm-config.yaml 檔案，我們使用 kubeadm init 時，通過此配置檔案出初始化 k8s master。

檔案內容為：

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

注意，: 後面必須帶一個空格。表示key: value。例如 image: nginx:letest ，不帶空格的 : 會連在一起。

然後通過配置檔案初始化 Master：

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

--v=5 可以輸出更多資訊資訊，tee xxx 可以讓資訊輸出到一個檔案中，方便收集日誌或者後續檢查。

執行初始化命令後，終端或檢視 kubeadm-init.out 檔案，有以下內容：

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，我們逐個執行下面的命令，不要一次性貼上執行，因為 cp -i 表示要你輸入 y/n 確認更改，一次性貼上會導致跳過(把 -i 改為 -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

然後：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

筆者注：KUBECONFIG 環境變數在下次登入或新建終端視窗會失效，開啟 使用者目錄的.bashrc 檔案，在最後面加上 export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf ，可保證下次登入或切換終端，依然可用。

筆者注：因為涉及到多使用者，所以如果切換使用者，就不能使用 kubeadm/kubectl/kubelet 命令了，如果讀者切換了使用者，則可以執行上面 make -p $HOME/.kube 到 export xxx 這兩部分的命令，這樣別的使用者也可以執行命令操作節點。

輸入 kubeadm config print init-default 可以檢視到 master 初始化時配置。

以上便是 CKAD 官方的部署方法。

配置 Calico

什麼是 CNI

CNI 意為容器網路介面，是 Kubernetes 的一種標準設計，使用者可以不需要關注使用了何種網路外掛，可以在外掛或銷燬容器時更加容易地配置網路。

Kubernetes 中有 Flannel、Calico、Weave 等主流的外掛，在上一篇中，我們部署 Kubernetes 網路時，使用了 Weave，而在本章中，我們將使用 Calico 來部署網路。

對於 CNI ，後面的章節會深入學習。

Calico(https://github.com/projectcalico/calico) 是針對容器、虛擬機器和裸機工作負載的開源網路和安全解決方案，它提供了 Pod 之間的網路連線和網路安全策略實施。

Flannel、Calico、Weave 都是常用的 Kubernetes 網路外掛，讀者可參考 https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/cluster-administration/networking/ 這裡不做過多的說明。

首先下載 Calico 的 yaml 檔案。

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

然後我們需要留意 yaml 檔案中的 CALICO_IPV4POOL_CIDR 的值，讀者直接開啟 https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml 或者使用 less calico.yaml 在終端上閱讀檔案。

找到 CALICO_IPV4POOL_CIDR 例如：

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

這個表示 ip4 池，如果 ip 不存在，則會自動建立，建立 的 pod 的網路 ip 會在這個範圍。預設是 192.168.0.0 我們不需要改，如果你需要定製，則可以刪除 # ，然後改動 ip。

[Error] 提示

請務必根據你叢集中的 IP 段，配置此引數。

然後我們啟用 Calico 網路外掛：

kubectl apply -f calico.yaml

當網路配置完成後，即可使用 kubeadm join 加入節點。

其它

在節點上執行命令

如果我們在 Worker 節點上執行命令，會發現：

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 節點中，下載 /etc/kubernetes/admin.conf 檔案，或者複製檔案內容，到 Worker 節點中。

將檔案上傳或複製到 Worker 節點的 /etc/kubernetes/admin.conf 檔案，執行配置即可。

  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

自動補全工具

kubectl 命令和可選引數非常多，每次都要敲長長的命令，容易出錯，我們可以利用 bash-completion 為我們快速完成命令的輸入。

sudo apt-get install bash-completion -y

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

當我們敲命令時，按下 TAB 鍵，會自動補全。

輸入 kubectl des ，然後按一下 TAB 鍵，會發現內容自動補全為 kubectl describe。

狀態描述

執行 kubectl describe nodes /命令，我們可以看到節點詳細的資訊，其中有個 Conitions 欄位，描述了所有正在執行中(Running) 的節點的狀態，它有 5 個欄位或型別：

  • Ready

    Node 是否能夠接收 pod ，如果可以則 Status 為 True；如果節點不健康，不能接收 pod，則 為 False。正常情況下為 True。

  • DiskPressure

    表示節點的空閒空間不足以用於新增新 Pod，如果為 True則說明不正常。

  • MemoryPressure

    表示節點存在記憶體壓力，即節點記憶體可用量低，如果為 True 則說明不正常。

  • PIDPressure

    表示節點存在程式壓力，即節點上程式過多；如果為 True 則說明不正常。

  • NetworkUnavailable

    表示節點網路配置不正確；如果為 True，則說明不正常。

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"
  }
]

讀者可參考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/architecture/nodes/

本章內容主要介紹了 CKAD 認證中要求掌握的 kubeadm 部署 k8s 、配置啟動 Calico 網路外掛，跟上一篇的內容比較，主要是通過 yaml 檔案去控制建立 kubernetes 叢集，兩章的部署過程一致，只是網路外掛有所不同。

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