# # 安装 Kubernetes

# # 介绍

kubernetes 安装有多种选择，本文档描述的集群安装具备如下特点：

- 使用 kubernetes 1.15.0
- 三个 master 组成主节点集群，通过内网 loader balancer 实现负载均衡
- 多个 worker 组成工作节点集群，通过外网 loader balancer 实现负载均衡
- 使用 calico 作为网络插件
- 使用 nginx-ingress 作为 kubernetes ingress controller

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下图为 kubernetes 安装的拓扑图

- 标准机用于制作 centos 镜像，该镜像预先安装了 docker / kubelet / kubectl / kubeadm， 并预先下载了 kubernetes 所需的 docker image
- 跳板机用于通过 ssh 端口访问标准机、master 节点、worker 节点的 shell，如果您所使用的环境中，可以直接访问各节点的 shell，也可以无需跳板机
- NAT y.y.y.y将 apiserver 的6443端口映射到外网，如果您始终只在 master 节点上执行 kubectl 命令，则无需做此映射
- Load Balancer z.z.z.z 是 kubernetes 的 Ingress 外网映射，通常是必须的

# # 安装步骤

## # 制作标准机镜像

通过使用标准机镜像，可以

- 避免重复执行对测试机安装必要软件的过程
- 以一种相对标准化的过程管理测试机的维护

标准机镜像中预装了如下内容：

- docker
- gitlab-runner
- kubernetes images

本文档描述的安装过程已基于 centos 7.6 验证

标准机镜像的制作过程描述如下：

### # 安装docker

卸载旧版本

    sudo yum remove docker \
    	docker-client \
    	docker-client-latest \
    	docker-common \
    	docker-latest \
    	docker-latest-logrotate \
    	docker-logrotate \
    	docker-selinux \
    	docker-engine-selinux \
    	docker-engine

下载依赖包及安装包

    wget https://download.docker.com/linux/centos/7/x86_64/stable/Packages/containerd.io-1.2.6-3.3.el7.x86_64.rpm

    wget https://download.docker.com/linux/centos/7/x86_64/stable/Packages/docker-ce-cli-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm

    wget https://download.docker.com/linux/centos/7/x86_64/stable/Packages/docker-ce-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm

安装

    sudo yum install -y containerd.io-1.2.6-3.3.el7.x86_64.rpm
    sudo yum install -y docker-ce-cli-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm
    sudo yum install -y docker-ce-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm
    sudo systemctl enable docker

启动 docker 服务

    sudo systemctl start docker

检查 docker 版本

    docker version

参考文档

https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/

https://docs.docker.com/install/linux/linux-postinstall/

### # 安装 nfs-utils

执行安装命令

    sudo yum install nfs-utils

必须先安装 nfs-utils 才能挂载 nfs 网络存储

### # K8S基本配置

配置K8S的yum源

    cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
    [kubernetes]
    name=Kubernetes
    baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
    enabled=1
    gpgcheck=0
    repo_gpgcheck=0
    gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
            http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
    EOF

关闭swap、防火墙

    swapoff -a

关闭SeLinux

    setenforce 0

修改 /etc/sysctl.conf

`vim /etc/sysctl.conf`

向其中添加

    net.ipv4.ip_forward = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

如下图所示

安装kubelet、kubeadm、kubectl

    yum install -y kubelet-1.15.0 kubeadm-1.15.0 kubectl-1.15.0

修改docker Cgroup Driver为systemd

`vim /usr/lib/systemd/system/docker.service`

向其中他添加

`--exec-opt native.cgroupdriver=systemd`

如下图所示

重启 docker

    systemctl daemon-reload
    systemctl restart docker

启动kubelet

    systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

加载 kubernetes 镜像

由于k8s服务相关镜像在国外镜像源，国内无法访问

执行以下命令添加docker k8s国内镜像源

    curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://f1361db2.m.daocloud.io

    systemctl restart docker

拉取k8s相关镜像

    docker pull mirrorgooglecontainers/kube-apiserver:v1.15.0
    docker pull mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager:v1.15.0
    docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler:v1.15.0
    docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy:v1.15.0
    docker pull mirrorgooglecontainers/pause:3.1
    docker pull mirrorgooglecontainers/etcd:3.3.10
    docker pull coredns/coredns:1.3.1

更改镜像名为k8s官网镜像

    docker tag d235b23c3570 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.15.0
    docker tag 201c7a840312 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.15.0
    docker tag 2d3813851e87 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.15.0
    docker tag 8328bb49b652 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.15.0
    docker tag da86e6ba6ca1 k8s.gcr.io/pause:3.1
    docker tag eb516548c180 k8s.gcr.io/coredns:1.3.1
    docker tag 2c4adeb21b4f k8s.gcr.io/etcd:3.3.10

制作镜像

请参考阿里云基于ECS 制作虚拟机镜像
的文档

## # 初始化API Server

### # 创建 ApiServer 的 ELB（私网）

监听端口：6443 / TCP

后端资源组：包含 apple-master-a-1, apple-master-b-1, apple-master-b-2

后端端口：6443

开启 按源地址保持会话

假设完成创建以后，ELB的 ip 地址为 x.x.x.x

### # 初始化第一个master节点

在 apple-master-a-1机器上执行

配置 apiserver.apple 的域名

    sudo -i
    echo "x.x.x.x  apiserver.apple" >> /etc/hosts

> 请替换其中的 x.x.x.x 为您的负载均衡服务器的实际 ip 地址

创建 /root/k8s/kubeadm-config.yaml

    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta1
    kind: ClusterConfiguration
    kubernetesVersion: v1.14.3
    controlPlaneEndpoint: "apiserver.apple:6443"

初始化 apiserver

    kubeadm init --config=/root/k8s/kubeadm-config.yaml --upload-certs

执行结果如下图所示：

初始化 gitlab-runner 用户的 kubectl 配置

    rm -rf /home/gitlab-runner/.kube/
    mkdir /home/gitlab-runner/.kube/
    cp -i /etc/kubernetes/admin.conf /home/gitlab-runner/.kube/config
    chown -R gitlab-runner:gitlab-runner /home/gitlab-runner/.kube

安装 calico

（需要在安全组–ServerFarm需要为集群服务器器端口6443建立安全组规则）

    su - gitlab-runner
    kubectl apply -f \
    		https://docs.projectcalico.org/v3.6/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubernetes-datastore/calico-networking/1.7/calico.yaml

> 安装calico， 请参考https://docs.projectcalico.org/v3.6/getting-started/kubernetes/

等待calico安装就绪：

执行如下命令，等待3-10分钟，直到所有的容器组处于 Running 状态

    watch kubectl get pod -n kube-system

### # 初始化第二、三个master节点

在 apple-master-b-1 和 apple-master-b-2 机器上执行

    sudo -i
    echo "x.x.x.x  apiserver.apple" >> /etc/hosts

执行 （以下命令行在初始化 apple-master-a-1 时，被打印在控制台上，执行时应该使用控制台打印出的命令参数）

    kubeadm join apiserver.apple:6443 --token ejwx62.vqwog6il5p83uk7y \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6f7a8e40a810323672de5eee6f4d19aa2dbdb38411845a1bf5dd63485c43d303 \
    --experimental-control-plane --certificate-key 70eb87e62f052d2d5de759969d5b42f372d0ad798f98df38f7fe73efdf63a13c

### # 检查 apiserver初始化结果

在第一个master节点 apple-master-a-1 上执行

    sudo -i
    su - gitlab-runner
    kubectl get nodes

## # 初始化 worker节点

### # 获得 join命令参数

在第一个master节点 apple-master-a-1 节点执行

    sudo -i
    kubeadm token create --print-join-command

可获取kubeadm join 命令及参数，如下所示

    kubeadm join apiserver.apple:6443 --token mpfjma.4vjjg8flqihor4vt     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6f7a8e40a810323672de5eee6f4d19aa2dbdb38411845a1bf5dd63485c43d303

### # 初始化worker

针对所有的 worker 节点执行

    sudo -i
    echo "x.x.x.x  apiserver.apple" >> /etc/hosts
    kubeadm join apiserver.apple:6443 --token mpfjma.4vjjg8flqihor4vt     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6f7a8e40a810323672de5eee6f4d19aa2dbdb38411845a1bf5dd63485c43d303

> - 将 x.x.x.x 替换为 loader balancer 的实际 ip

> - 将 kubeadm join 命令后的参数替换为上一个步骤中实际从 apple-master-a-1 节点获得的参数

### # 检查 apiserver初始化结果

在第一个master节点 apple-master-a-1 上执行

    sudo -i
    su - gitlab-runner
    kubectl get nodes

## # 移除 worker 节点

> 正常情况下，您无需移除 worker 节点

在准备移除的 worker 节点上执行

    sudo -i
    kubeadm reset

在第一个 master 节点 apple-master-a-1 上执行

    sudo -i
    su - gitlab-runner
    kubectl delete node apple-worker-x-x

> - 将 apple-worker-x-x 替换为要移除的 worker 节点的名字
> - worker 节点的名字可以通过在第一个 master 节点 apple-master-a-1 上执行 kubectl get nodes 命令获得

## # 安装 Ingress Controller

> ingress官方文档：https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress/

> Ingress Controllers官网介绍：https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress-controllers/

> 本文中使用如下部署方式：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/deploy/baremetal/#using-a-self-provisioned-edge

> kubernetes支持多种Ingress Controllers，本文推荐使用

> https://github.com/nginxinc/kubernetes-ingress

### # 在 apple-master-a-1 上执行

    su - gitlab-runner
    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/eip-work/eip-monitor-repository/master/dashboard/nginx-ingress.yaml

### # 在IaaS云控制台完成如下配置（公网ELB）

创建负载均衡 ELB：

​ 监听器 1：80 / TCP， SOURCE_ADDRESS 会话保持

​ 服务器资源池 1： apple-worker-x-x 的所有节点的 80端口

​ 监听器 2：443 / TCP， SOURCE_ADDRESS 会话保持

​ 服务器资源池 2： apple-worker-x-x 的所有节点的443端口

假设刚创建的负载均衡 ELB 的 IP 地址为： z.z.z.z

### # 配置域名解析

将域名 *.apple.yourdomain.com 解析到地址负载均衡服务器 的 IP 地址 z.z.z.z

### # 验证配置

在浏览器访问 a.apple.yourdomain.com，将得到 404 NotFound 错误页面