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Kubernetes中如何快速部署集群

Kubernetes中如何快速部署集群，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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通过手工简单部署一个 K8S 集群来了解 K8S 整体的架构，以及内部组件的关系。

下面介绍的部署过程主要是为了让读者能够理解 K8S 的运行原理，为了简化流程，这里不涉及高可用、高性能等解决方案。

安装说明：

  • 仅仅是在两个节点上部署所有的组件，如图所示包括 MASTER 和 NODE

  • 所有的组件都安装在 /opt/{component} 的根目录下，包括二进制文件和配置文件

  • 另外组件进程由 systemd 来管理，其配置文件在 /etc/systemd/system/{component}.service

所有的安装代码已经放在 https://github.com/bilc/kubernetes-deploy，供大家参考。

1 前期准备

配置环境变量文件 environment，如下，只修改 MASTER_IP 和 NODE_IP 即可。

export MASTER_IP=10.1.0.86export NODE_IP=10.1.0.87#serviceexport SERVICE_CIDR="10.254.0.0/16"            #service使用的虚拟IPexport CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP="10.254.0.1"  #apiserver的service，会被pod访问export NODE_PORT_RANGE="30000-32767"           #nodeport类型的service分配的端口#for coreDNS & kubeletexport CLUSTER_DNS_DOMAIN="cluster.local"      #域名后缀export CLUSTER_DNS_SVC_IP="10.254.0.2"         #dnsserver地址#podexport CLUSTER_CIDR="172.30.0.0/16"            #pod网络分配的地址段

主要需要配置免密登录和下载二进制文件，这里的 download.sh 下载的文件可能需要翻墙解决。

ssh-keygen        #生成免密登录的公私钥. envrionment./ssh-nopwd.sh    #设置免密登录cd cert./download.sh    #这里需要自行翻墙解决./install.sh     #在目标机上创建目录和上传文件cd -

2 证书生成

首先介绍一下证书文件类型：

  • ca.pem, ca-key.pem：证书颁发机构自己的证书和私钥

  • *.pem, *-key.pem：该模块的证书和私钥

  • *.kubeconfig：访问 K8S 的配置文件，内部包括集群的 apiserver、ca、自己的证书和私钥，作用等同配置单独公私钥等参数。

在签发证书时，注意作为被访问节点时，需要将自己被访问所有入口 IP 和域名都放到证书 hosts 字段。

命令参数作用参数说明
kube-apiserver访问etcd

--etcd-cafile=${DIR}/ca.pem \\
--etcd-certfile=${DIR}/kubernetes.pem \\
--etcd-keyfile=${DIR}/kubernetes-key.pem \\

 
访问kubelet

--kubelet-certificate-authority=${DIR}/ca.pem \\
--kubelet-client-certificate=${DIR}/kubernetes.pem \\
--kubelet-client-key=${DIR}/kubernetes-key.pem \\

apiserver 对 kubelet 的依赖主要是需要 proxy 一些命令

例如 kubectl exec


被其他组件访问

--client-ca-file=${DIR}/ca.pem \\
--tls-cert-file=${DIR}/kubernetes.pem \\
--tls-private-key-file=${DIR}/kubernetes-key.pem \\

 
secret资源的加密 --service-account-key-file=${DIR}/service-account.pem需要与kube-contrller manager 配合使用
kube-controller-managersecret资源的加密

--service-account-private-key-file=

/opt/kube-controller-manager/service-account-key.pem \\

 
访问kube-apiserver--kubeconfig=/opt/kube-controller-manager/kube-controller-manager.kubeconfig \\ 
为pod内访问集群签发证书

--cluster-signing-cert-file=/opt/kube-controller-manager/ca.pem \\

--cluster-signing-key-file=/opt/kube-controller-manager/ca-key.pem \\

 
kube-scheduler访问kube-apiserverkubeconfig: "/opt/kube-scheduler/kube-scheduler.kubeconfig" 
kubelet访问kube-apiserver--kubeconfig=/opt/kubelet/${NODE_IP}.kubeconfig \\ 
被kube-apiserver访问

tlsCertFile: "/opt/kubelet/${NODE_IP}.pem"
tlsPrivateKeyFile: "/opt/kubelet/${NODE_IP}-key.pem"

clientCAFile: "/opt/kubelet/ca.pem"

 
etcd被客户端访问

--trusted-ca-file=/opt/etcd/ca.pem \\
--cert-file=/opt/etcd/etcd.pem \\
--key-file=/opt/etcd/etcd-key.pem \\

 
访问peer和被peer访问--peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ca.pem \\
--peer-cert-file=/opt/etcd/etcd.pem \\
--peer-key-file=/opt/etcd/etcd-key.pem \\		 

生成证书的示例如下：

Kubernetes中如何快速部署集群

所有执行命令执行如下：

. environmentcd cert. ./install.shcd -

3 部署ETCD

生产环境的 etcd 需要部署三节点或者五节点，这里为了节省资源和方便部署，只部署单节点即可。

4 部署MASTER

 这里不一一列举所有参数意义，如果需要可以参考官网，几个重点参数如下：

部署 kube-apiserver 主要的参数除了一些证书配置，还包括：

--service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \\ service 分配 IP 的范围
--service-node-port-range=${NODE_PORT_RANGE} \\ Nodeport 分配端口

kube-controller-manager 的重点参数：

--allocate-node-cidrs=true \\ 为 node 上的 pod 分配 IP 段
--cluster-cidr=${CLUSTER_CIDR} \\ pod 总的 IP 段

--service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \\ service 的 IP 范围

kube-scheduler 会主动连接 apiserver 并 watch 相关事件

. environmentcd master./kube-apiserver.sh./kube-controller-manager.sh./kube-scheduler.shcd -

5 部署NODE

node 上主要包括 kubelet ，kube-proxy 和容器服务。

其中容器服务相关的标准有 CRI 和 OCI ：

  • CRI ( Container Runtime Interface ) 是 Kubernetes 定义的一组 gRPC 服务。Kubelet 作为客户端，基于gRPC 框架，通过 Socket 和容器运行时通信。它包括两类服务：镜像服务（ImageService）和运行时服务 ( RuntimeService ) ，一些实现包括：containerd，cri-o。

  • OCI ( Open Container Initiative ) 定义了创建容器的格式和运行时的开源行业标准，包括镜像规范 ( Image-Specification ) 和运行时规范 ( RuntimeSpecification ) ，一些实现包括：runc，kata。

如下图所示，本文使用下图中的第二种方式：

Kubernetes中如何快速部署集群

. environmentcd node. ./containerd.sh. ./kubelet.sh. ./kube-proxy.shcd -

6 部署 Flannel 和 CoreDNS

接下来部署 Kubernetes 的网络相关的插件，Flannel 和 CoreDNS。

CoreDNS 是 Kubernetes 域名服务器的一种实现方案，通过与 API Server 同步 service 和 pod 数据，来做 DNS 解析。运行示意如下：

Kubernetes中如何快速部署集群

Flannel 是为 Kubernetes 提供的 overlay 网络方案，会在每一个宿主机上运行名为 flanneId 代理，其负责为宿主机预先分配一个子网，并为 Pod 分配 IP 地址。Flannel 使用 Kubernetes 或 etcd 来存储网络配置、分配的子网和主机公共IP等信息。数据包则通过 VXLAN 、UDP 或 host-gw 这些类型的后端机制进行转发。如下图所示：

Kubernetes中如何快速部署集群

. environmentcd flannel./flannel.shcd -cd coredns./coredns.shcd -

7 验证集群

kubectl apply ./pod.yamlkubectl get pods

关于Kubernetes中如何快速部署集群问题的解答就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，如果你还有很多疑惑没有解开，可以关注创新互联行业资讯频道了解更多相关知识。


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