利用kubeadm安装k8s集群以及跟harbor私有仓库下载镜像

环境准备

master（2C/4G） 192.168.88.3 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G） 192.168.88.4 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G） 192.168.88.5 docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点（hub.kgc.com 192.168.88.6 docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

1、在所有节点上安装Docker和kubeadm
2、部署Kubernetes Master
3、部署容器网络插件
4、部署 Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中
5、部署 Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes资源
6、部署 Harbor 私有仓库，存放镜像资源

环境准备

//所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
swapoff -a						#交换分区必须要关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab		#永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done//修改主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02//所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
192.168.10.19 master01
192.168.10.20 node01
192.168.10.21 node02//调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF//生效参数
sysctl --system

随后，添加映射

调整内核参数

所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.iomkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": {"max-size": "100m"}
}
EOF

编写daemon.json

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": {"max-size": "100m"}
}
EOF

#使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理，因为相对Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。
#日志使用json-file格式类型存储，大小为100M，保存在/var/log/containers目录下，方便ELK等日志系统收集和管理日志。

启动docker

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now docker.service

查看Cgroup Driver

docker info | grep "Cgroup Driver"Cgroup Driver: systemd

二所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

//定义kubernetes源
cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOFyum install -y kubelet-1.20.11 kubeadm-1.20.11 kubectl-1.20.11

启动kubelet服务

//开机自启kubelet
systemctl enable kubelet.service
#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启

k8s通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启。

三部署K8S集群

查看初始化需要的镜像

在master节点上传kubeadm基础镜像压缩包至/opt目录

加载镜像至docker容器

//复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本加载镜像文件

node节点（以node01为例）

[root@node01 ~]# cd /opt
[root@node01 opt]# for i in $(ls /opt/kubeadm-basic.images/*.tar); do docker load -i $i; done
fe9a8b4f1dcc: Loading layer [==================================================>]  43.87MB/43.87MB
d1e1f61ac9f3: Loading layer [==================================================>]  164.5MB/164.5MB
Loaded image: k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.15.1
fb61a074724d: Loading layer [==================================================>]  479.7kB/479.7kB
c6a5fc8a3f01: Loading layer [==================================================>]  40.05MB/40.05MB
Loaded image: k8s.gcr.io/coredns:1.3.1
8a788232037e: Loading layer [==================================================>]   1.37MB/1.37MB
30796113fb51: Loading layer [==================================================>]    232MB/232MB
6fbfb277289f: Loading layer [==================================================>]  24.98MB/24.98MB
Loaded image: k8s.gcr.io/etcd:3.3.10
aa3154aa4a56: Loading layer [==================================================>]  116.4MB/116.4MB
Loaded image: k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.15.1
e17133b79956: Loading layer [==================================================>]  744.4kB/744.4kB
Loaded image: k8s.gcr.io/pause:3.1
15c9248be8a9: Loading layer [==================================================>]  3.403MB/3.403MB
00bb677df982: Loading layer [==================================================>]  36.99MB/36.99MB
Loaded image: k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.15.1
e8d95f5a4f50: Loading layer [==================================================>]  38.79MB/38.79MB
Loaded image: k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.15.1

初始化kubeadm

//初始化kubeadm
方法一：
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yamlcd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.10.19		#指定master节点的IP地址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.20.11				#指定kubernetes版本号
35 networking:
36   dnsDomain: cluster.local
37   podSubnet: "10.244.0.0/16"				#指定pod网段，10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38   serviceSubnet: 10.96.0.0/16			#指定service网段
39 scheduler: {}
#末尾再添加以下内容
--- 
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs									#把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，K8S V1.16版本开始替换为 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志  
//查看 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log//kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes///存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，K8S V1.16版本开始替换为 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志  
//查看 kubeadm-init 日志
less kubeadm-init.log//kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes///存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki

补充：

设定kubectl

kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。


mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

/如果 kubectl get cs 发现集群不健康，更改以下两个文件

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
# 修改如下内容
把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=192.168.10.19		#修改成k8s的控制节点master01的ip
把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成192.168.10.19（有两处）
#- --port=0					# 搜索port=0，把这一行注释掉

因为manager 和scheduler不健康，所以要修改两次的yaml文件

1.修改scheduler

2.修改manager

现在状态就正常了

所有节点部署网络插件flannel

master node01 node02 开启共同会话一起操作加载网络cni插件和服务

随后，在master上面创建flanner资源

kubectl apply -f kube-flannel.yml

随后，查看kubectl get node 查看master01 ，已经ready

没有node 是因为还没有加入到集群里面，此时查看init.log日志里面有自动加入master的命令

随后，进入到node节点，直接调用上面的一串字符

node1

node2：

随后，再去master上面查看node，已经全部加入进来

测试 pod 资源创建

kubectl create deployment nginx --image=nginx

master能访问是因为网络是互通的

暴露端口提供服务（想对外部进行访问）

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

随后，进行测试在网页上面访问（master ip node IP 都可以）测试访问

master：

node：

扩展3个副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=3
kubectl get pods -o wide

部署 Dashboard

1.基本介绍
Kubernetes Dashboard 是一个基于Web的交互式界面，用于管理和监控Kubernetes集群。它是Kubernetes官方提供的组件之一，可以帮助用户更轻松地管理和操作Kubernetes集群中的各种资源和服务。

Kubernetes Dashboard提供了一种直观的方式来查看和管理Kubernetes集群的状态和资源。它提供了一个集中式的仪表板，可以显示集群中的节点、部署、服务、副本集等各种资源的信息。通过这个仪表板，用户可以方便地进行资源的创建、删除、修改等操作，以及监控资源的运行状态和性能指标

关于Kubernetes Dashboard的部署和使用

部署Kubernetes Dashboard：通过执行相应的命令（如使用kubectl apply命令和Dashboard的YAML文件）来部署Dashboard。

启动Kubernetes Dashboard：使用kubectl proxy命令启动Dashboard的代理服务

访问Kubernetes Dashboard：通过浏览器访问Dashboard的URL（通常是localhost的某个端口），并使用相应的令牌进行登录。

node1 node2 操作

上传dashboard.tar与metrics-scraper.tar包到node01节点与node02节点的/opt/目录下,用于生成镜像文件

dashboard:

Kubernetes Dashboard 是一个基于 Web 的用户界面，用于管理 Kubernetes 集群。通过 Dashboard，用户可以查看集群的状态、管理资源（如部署、Pod、服务等）、以及查看集群的日志和事件。

metrics-scraper:

在 Kubernetes Dashboard 中，Metrics Scraper 是一个用于从 Kubernetes 集群中收集度量数据（如 Pod 和节点的 CPU、内存使用情况）的组件。这些数据然后可以在 Dashboard 中显示，帮助用户更好地了解集群的状态和性能

[root@node01 opt]#ll -h dashboard.tar metrics-scraper.tar
-rw-r--r--. 1 root root 215M 1月 17 2022 dashboard.tar
-rw-r--r--. 1 root root 36M 1月 17 2022 metrics-scraper.tar

node1 node2 都有这两个

在node1 node2上操作

[root@node01 opt]#docker load -i dashboard.tar
69e42300d7b5: Loading layer [==================================================>]  224.6MB/224.6MB
Loaded image: kubernetesui/dashboard:v2.0.0
[root@node01 opt]#docker load -i metrics-scraper.tar
57757cd7bb95: Loading layer [==================================================>]  238.6kB/238.6kB
14f2e8fb1e35: Loading layer [==================================================>]   36.7MB/36.7MB
52b345e4c8e0: Loading layer [==================================================>]  2.048kB/2.048kB
Loaded image: kubernetesui/metrics-scraper:v1.0.4
[root@node01 opt]#docker images
REPOSITORY                                                        TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
nginx                                                             latest    e784f4560448   11 days ago   188MB
quay.io/coreos/flannel                                            v0.14.0   8522d622299c   2 years ago   67.9MB
k8s.gcr.io/coredns                                                1.7.0     bfe3a36ebd25   3 years ago   45.2MB
kubernetesui/dashboard                                            v2.0.0    8b32422733b3   4 years ago   222MB
kubernetesui/metrics-scraper                                      v1.0.4    86262685d9ab   4 years ago   36.9MB
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64   3.0       99e59f495ffa   8 years ago   747kB

在master01节点上操作

//在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:labels:k8s-app: kubernetes-dashboardname: kubernetes-dashboardnamespace: kubernetes-dashboard
spec:ports:- port: 443targetPort: 8443nodePort: 30001     #添加type: NodePort          #添加selector:k8s-app: kubernetes-dashboardkubectl apply -f recommended.yaml#创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

安装Harbor私有仓库

修改主机名 +映射

安装docker

[root@harbor ~]# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
[root@harbor ~]# yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
[root@harbor ~]# yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

编写daemon.json

在harbor服务器上面操作

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{"registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": {"max-size": "100m"},"insecure-registries": ["https://hub.test.com"]
}
EOF

启动docker

[root@harbor ~]# systemctl enable --now docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.
[root@harbor ~]# systemctl status docker
● docker.service - Docker Application Container EngineLoaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled)Active: active (running) since 一 2021-11-01 19:56:40 CST; 8s ago

所有node节点都修改docker配置文件，加上私有仓库配置

node节点，以node01为例

[root@node01 opt]# cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
> {
>   "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
>   "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
>   "log-driver": "json-file",
>   "log-opts": {
>     "max-size": "100m"
>   },
>   "insecure-registries": ["https://hub.test.com"]
> }
> EOF
[root@node01 opt]# systemctl daemon-reload 
[root@node01 opt]# systemctl restart docker

node1 node2

安装Harbor

上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录

[root@harbor ~]# cd /opt
[root@harbor opt]# rz -E
#上传harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
rz waiting to receive.
[root@harbor opt]# rz -E
#上传docker-compose
rz waiting to receive.
[root@harbor opt]# cp docker-compose /usr/local/bin/
[root@harbor opt]# chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

解压缩

[root@harbor opt]# tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
[root@harbor opt]# cd harbor/
[root@harbor harbor]# vim harbor.cfg##第5行，修改主机域名
5  hostname = hub.test.com
##第9行，修改使用协议
9  ui_url_protocol = https

生成证书

[root@harbor harbor]# mkdir -p /data/cert
[root@harbor harbor]# cd !$
cd /data/cert
[root@harbor cert]# openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
#生成私钥
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
............................................................................................................................+++
......................................................................+++
e is 65537 (0x10001)
Enter pass phrase for server.key:
#输入两遍密码：123456
Verifying - Enter pass phrase for server.key:

生成证书签名请求文件

[root@harbor cert]# openssl req -new -key server.key -out server.csr
Enter pass phrase for server.key:
##输入私钥密码
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
##输入国家名
State or Province Name (full name) []:BJ
##输入省名
Locality Name (eg, city) [Default City]:BJ
##输入市名
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:TEST
##输入组织名
Organizational Unit Name (eg, section) []:TEST
##输入机构名
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:hub.test.com
##输入域名
Email Address []:admin@test.com
##输入管理员邮箱
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
##其他全部直接回车
A challenge password []:
An optional company name []:

备份私钥

[root@harbor cert]# ls
server.csr  server.key
[root@harbor cert]# cp server.key server.key.org
[root@harbor cert]# ls
server.csr  server.key  server.key.org

清除私钥密码

清除私钥密码的主要作用是提高私钥使用的便捷性，避免频繁的输入密码

[root@harbor cert]# openssl rsa -in server.key.org -out server.key
Enter pass phrase for server.key.org:
writing RSA key
#输入私钥密码：123456

签名证书

用于SSL认证

[root@harbor cert]# openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt
Signature ok
subject=/C=CN/ST=BJ/L=BJ/O=TEST/OU=TEST/CN=hub.test.com/emailAddress=admin@test.com
Getting Private key
[root@harbor cert]# chmod +x /data/cert/*
[root@harbor cert]# cd /opt/harbor/
[root@harbor harbor]# ./install.sh

[root@hub cert]#cd /usr/local/harbor/
[root@hub harbor]#./install.sh
#执行命令 ./install.sh 以 pull 镜像并启动容器

#运行./install.sh时，这个脚本会执行一系列的步骤来配置和启动Harbor服务。这些步骤可能包括：
#检查和准备安装环境（如检查必要的依赖项、配置文件等）。
#生成或验证 Harbor 的配置文件（通常是 harbor.yml）。
#创建必要的数据目录和文件。
#初始化数据库（如果使用了数据库存储）。
#启动 Harbor 的各个组件（如 core、registry、portal、jobservice 等）

这边报错要去compose.yml文件中将版本改为2.1

随后，再去执行脚本成功

浏览器访问https://hub.test.com

. harbor仓库操作

在一个node节点上登录harbor

[root@node01 ~]# docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.test.com
WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-storeLogin Succeeded

上传镜像

[root@node01 ~]# docker tag nginx:latest hub.test.com/library/nginx:v1
[root@node01 ~]# docker push hub.test.com/library/nginx:v1
The push refers to repository [hub.test.com/library/nginx]
9959a332cf6e: Pushed 
f7e00b807643: Pushed 
f8e880dfc4ef: Pushed 
788e89a4d186: Pushed 
43f4e41372e4: Pushed 
e81bff2725db: Pushed 
v1: digest: sha256:7250923ba3543110040462388756ef099331822c6172a050b12c7a38361ea46f size: 1570

在master节点上删除之前创建的nginx资源

[root@master ~]# kubectl delete deployment nginx
deployment.extensions "nginx" deleted
[root@master ~]# kubectl get deploy
No resources found.
[root@master ~]# kubectl get allNAME                 TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP        19h
service/nginx        NodePort    10.1.81.149   <none>        80:30504/TCP   19h

使用harbor仓库镜像

[root@master ~]# kubectl run nginx-deployment --image=hub.test.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-5477958d54-9wsvx   1/1     Running   0          66s
nginx-deployment-5477958d54-j4srm   1/1     Running   0          66s
nginx-deployment-5477958d54-xtnrz   1/1     Running   0          66s

、服务发布

1. expose发布服务

[root@master ~]# kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80
service/nginx-deployment exposed
[root@master ~]# kubectl get svc,pods
NAME                       TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes         ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP        19h
service/nginx              NodePort    10.1.81.149   <none>        80:30504/TCP   19h
service/nginx-deployment   ClusterIP   10.1.180.65   <none>        30000/TCP      61sNAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-deployment-5477958d54-9wsvx   1/1     Running   0          2m12s
pod/nginx-deployment-5477958d54-j4srm   1/1     Running   0          2m12s
pod/nginx-deployment-5477958d54-xtnrz   1/1     Running   0          2m12s

访问clusterip:port

调度策略改为NodePort 在master上操作

[root@master ~]# kubectl edit svc nginx-deployment##25行，修改为NodePorttype: NodePort
[root@master ~]# kubectl get svc
NAME               TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
kubernetes         ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP           19h
nginx              NodePort    10.1.81.149   <none>        80:30504/TCP      19h
nginx-deployment   NodePort    10.1.180.65   <none>        30000:32081/TCP   24m

. 访问测试 master ip地址

node1

node2

补充：内核参数优化方案

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0
#禁止使用 swap 空间，只有当系统内存不足（OOM）时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1
#不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0
#开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
#指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963
#仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF