安装K8S集群

# 安装 K8S 集群

一共有三种安装方式：

minikube 只是一个 K8S 集群模拟器，只有一个节点的集群，只为测试用，master 和 worker 都在一起
直接用云平台 Kubernetes 可视化搭建，只需简单几步就可以创建好一个集群。优点：安装简单，生态齐全，负载均衡器、存储等都给你配套好，简单操作就搞定
裸机安装（Bare Metal） 至少需要两台机器（主节点、工作节点个一台），需要自己安装 Kubernetes 组件，配置会稍微麻烦点。可以到各云厂商按时租用服务器，费用低，用完就销毁。缺点：配置麻烦，缺少生态支持，例如负载均衡器、云存储。

# Minikube

# Linux

以下以 centos7 为标准安装

必须先安装 docker

yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io kubelet-1.24.1 kubectl-1.24.1

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systemctl start docker
systemctl enable docker

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sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://o7uzc3zp.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

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安装 Minikube

curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

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将当前用户添加到 docker 组中

sudo usermod -aG docker $USER && newgrp docker

关闭 swap 分区

# 临时关闭
swapoff -a

# 永久关闭  
vim /etc/fstab 
#注释下面这行,或使用 sed 命令注释 sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
#/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

# 查看是否关闭成功
free -m
# 若都显示 0 则表示关闭成功，需要重启服务器生效，可以使用 reboot 或 shutdown -r now 命令重启
[root@node2 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3770         305        3115          11         350        3242
Swap:             0           0           0

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开启 ipv4 转发

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo 1 > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables

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启动 Minikube

minikube start
#如出现minikube和docker 冲突问题The “docker“ driver should not be used with root privileges.If you are running错误 请指定驱动为docker运行minikube
#或者按查看当前用户是否在docker组中
minikube start --force --driver=docker

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当出现 docker 无法拉取请尝试切换镜像源

先运行 Minikube 的删除

minikube delete

再执行切换源

显示 正在使用镜像存储库 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers 则成功

#将镜像源切为中国 默认为阿里云镜像 不一定能通 如不通可尝试下面另一个方法
minikube start --image-mirror-country=cn

#将镜像源切为阿里云 启动
#minikube start  --image-mirror-country=cn --image-repository='registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers' --base-image='registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kicbase:v0.0.28'
minikube start --image-repository='registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers'

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使用阿里云可能出现无法拉取的情况需要修改 dns

vim /etc/resolv.conf

nameserver 223.5.5.5

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--driver=*** 从 1.5.0 版本开始，Minikube 缺省使用系统优选的驱动来创建 Kubernetes 本地环境，比如您已经安装过 Docker 环境，minikube 将使用 docker 驱动
--cpus=2 : 为 minikube 虚拟机分配 CPU 核数
--memory=2048mb : 为 minikube 虚拟机分配内存数
--registry-mirror=*** 为了提升拉取 Docker Hub 镜像的稳定性，可以为 Docker daemon 配置镜像加速，参考阿里云镜像服务 (opens new window)
--kubernetes-version=*** : minikube 虚拟机将使用的 kubernetes 版本

安装 kubectl

install-kubectl-linux (opens new window)

curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl
kubectl --help

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# windwos

安装 Minikube

New-Item -Path 'c:\' -Name 'minikube' -ItemType Directory -Force
Invoke-WebRequest -OutFile 'c:\minikube\minikube.exe' -Uri 'https://github.com/kubernetes/minikube/releases/latest/download/minikube-windows-amd64.exe' -UseBasicParsing

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配置 Minikube 环境变量

$oldPath = [Environment]::GetEnvironmentVariable('Path', [EnvironmentVariableTarget]::Machine)
if ($oldPath.Split(';') -inotcontains 'C:\minikube'){ `
  [Environment]::SetEnvironmentVariable('Path', $('{0};C:\minikube' -f $oldPath), [EnvironmentVariableTarget]::Machine) `
}

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# 启动 Minikube

重新打开终端启动 Minikube

minikube start
#将镜像源切为中国 默认为阿里云镜像
minikube start --image-mirror-country=cn

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# 验证 Minikube

PS C:\Users\Iekr> minikube version
minikube version: v1.26.0
commit: f4b412861bb746be73053c9f6d2895f12cf78565

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查看 kubectl 版本号，第一次使用会直接安装 kubectl

PS C:\Users\Iekr> minikube kubectl version
    > kubectl.exe.sha256: 64 B / 64 B [----------------------] 100.00% ? p/s 0s
    > kubectl.exe: 44.14 MiB / 44.14 MiB [---------] 100.00% 16.58 MiB p/s 2.9s

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# 云服务搭建

腾讯云 CVM (opens new window) 弹性云服务器此次学习我们使用这个
腾讯云 TKE (opens new window)（控制台搜索容器）直接搭建好 k8s
登录阿里云控制台 - 产品搜索 Kubernetes

我们购买 3 台弹性云服务器进行搭建学习

# 裸机搭建（Bare Metal）

# 主节点需要组件

docker（也可以是其他容器运行时）
kubectl 集群命令行交互工具
kubeadm 集群初始化工具

# 工作节点需要组件文档 (opens new window)

docker（也可以是其他容器运行时）
kubelet 管理 Pod 和容器，确保他们健康稳定运行。
kube-proxy 网络代理，负责网络相关的工作

# 开始安装

你也可以试下这个项目 (opens new window)，用脚本快速搭建 K8S 裸机集群当然，为了更好的理解，你应该先手动搭建一次

以下命令操作所以节点都需要执行

分别修改各个节点的主机名

# 每个节点分别设置对应主机名
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2

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修改 hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
10.206.0.14 master
10.206.0.7 node1
10.206.0.3 node2
EOF

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关闭所有节点的 SELinux

setenforce 0 # 临时
sed -i --follow-symlinks 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/sysconfig/selinux # 永久

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关闭所有节点的 swap

swapoff -a # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab # 永久

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关闭所有节点的防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

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将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链：

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system # 生效

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时间同步：

yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

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添加安装源（所有节点） 注意这里是 x86 架构的源如果你是 arm 架构请更换

# 添加 k8s 安装源
cat <<EOF > kubernetes.repo
[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
EOF
mv kubernetes.repo /etc/yum.repos.d/

# 添加 Docker 安装源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

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所有节点安装所需组件

# yum install -y kubelet kubeadm kubectl docker-ce
#查看最新版本的k8s
curl -sSL https://dl.k8s.io/release/stable.txt
#目前最新版本是1.24.2，k8s1.24版本之后不再使用docker作为容器，因此我们暂不使用该版本，使用1.22.4版本进行安装
yum install -y kubelet-1.22.4 kubectl-1.22.4 kubeadm-1.22.4 docker-ce # 如需最新版本把-后的版本号去掉即可

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启动 kubelet、docker，并设置开机启动（所有节点）

systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet
systemctl enable docker
systemctl start docker

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修改 docker 镜像源

# kubernetes 官方推荐 docker 等使用 systemd 作为 cgroupdriver，否则 kubelet 启动不了
cat <<EOF > daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://ud6340vz.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
mv daemon.json /etc/docker/

# 重启生效
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

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用 kubeadm (opens new window) 初始化集群（仅在主节点跑）

# 初始化集群控制台 Control plane
# 失败了可以用 kubeadm reset 重置
kubeadm init \
    --apiserver-advertise-address=10.206.0.14 \
    --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
    --kubernetes-version v1.22.4 \
    --service-cidr=10.96.0.0/12 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

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如果出现 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward contents are not set to 1 错误所有节点请打开 ipv4 转发

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo 1 > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables

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获取 token

# 记得把 kubeadm join xxx 保存起来
# 忘记了重新获取
kubeadm token create --print-join-command #默认 24h 过期
kubeadm token create --print-join-command --ttl=0 #永不过期
kubeadm token list #查看是否有存活的 token

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复制授权文件

# 复制授权文件，以便 kubectl 可以有权限访问集群
# 如果你其他节点需要访问集群，需要从主节点复制这个文件过去其他节点
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 在其他机器上创建 ~/.kube/config 文件也能通过 kubectl 访问到集群
scp root@node1:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/
scp root@node2:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/

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有兴趣了解 kubeadm init 具体做了什么的，可以查看文档 (opens new window)

如果报 gprc 错误可以修改一下配置

cat > /etc/containerd/config.toml <<EOF
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
  systemd_cgroup = true
EOF
systemctl restart containerd

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把工作节点加入集群（只在工作节点跑）

kubeadm join 10.206.0.14:6443 --token 9larxq.psnz2g88vzrah98p \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d03890b53bd63d025257174013752ee335487b54e7d89a291791d11950b94ff0

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出现 kubectl get nodes 则成功

kubectl get nodes

可以看见几个 node 都 NotReady 状态由于我们没有安装网络插件所以查看为 NotReady 状态

安装网络插件 在主节点中安装既可

# 很有可能国内网络访问不到这个资源，你可以网上找找国内的源安装 flannel
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

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安装成功后稍等片刻再次 kubectl get nodes 状态为 Ready

kubectl get nodes

# 二进制方式安装

分别修改各个节点的主机名

# 每个节点分别设置对应主机名
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2

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修改 hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.31.71 master
192.168.31.72 node1
192.168.31.73 node2
EOF

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关闭所有节点的 SELinux

setenforce 0 # 临时
sed -i --follow-symlinks 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/sysconfig/selinux # 永久

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关闭所有节点的 swap

swapoff -a # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab # 永久

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关闭所有节点的防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

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将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链：

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system # 生效

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时间同步：

yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

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# 部署 Etcd 集群

Etcd 是一个分布式键值存储系统，Kubernetes 使用 Etcd 进行数据存储，所以先准备一个 Etcd 数据库，为解决 Etcd 单点故障，应采用集群方式部署，这里使用 3 台组建集群，可容忍 1 台机器故障，当然，你也可以使用 5 台组建集群，可容忍 2 台机器故障。

# 准备 cfssl 证书生成工具

cfssl 是一个开源的证书管理工具，使用 json 文件生成证书，相比 openssl 更方便使用。

找任意一台服务器操作，这里用 Master 节点。

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

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# 生成 Etcd 证书

自签证书颁发机构（CA），创建工作目录

mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd TLS/etcd

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自签 CA：

cat > ca-config.json<< EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
        "expiry": "87600h",
        "usages": [
          "signing",
          "key encipherment",
          "server auth",
          "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

cat > ca-csr.json<< EOF
{
  "CN": "etcd CA",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "Beijing",
      "ST": "Beijing"
    }
  ]
}
EOF

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生成证书：

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
ls *pem
ca-key.pem ca.pem

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使用自签 CA 签发 Etcd HTTPS 证书

创建证书申请文件：

cat > server-csr.json<< EOF
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "192.168.31.71",
    "192.168.31.72",
    "192.168.31.73"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing"
    }
  ]
}
EOF

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注：上述文件 hosts 字段中 IP 为所有 etcd 节点的集群内部通信 IP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的 IP。

生成证书：

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -
profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server
ls server*pem
server-key.pem server.pem

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# 部署 Etcd 集群

从 Github 下载二进制文件下载地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} –p
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/

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创建 etcd 配置文件

cat > /opt/etcd/cfg/etcd.conf << EOF
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.31.71:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.31.71:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.31.71:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.31.71:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.31.71:2380,etcd-2=https://192.168.31.72:2380,etcd-3=https://192.168.31.73:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

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ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一
ETCD_DATA_DIR：数据目录
ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群 Token
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new 是新集群，existing 表示加入已有集群

systemd 管理 etcd

cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service << EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/etcd/cfg/etcd.conf
ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \
--cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--logger=zap
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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拷贝刚才生成的证书，把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径：

cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/

启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl enable etcd

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将上面节点 1 所有生成的文件拷贝到节点 2 和节点 3

scp -r /opt/etcd/ [email protected]:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system/
scp -r /opt/etcd/ [email protected]:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system/

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然后在节点 2 和节点 3 分别修改 etcd.conf 配置文件中的节点名称和当前服务器 IP：

vi /opt/etcd/cfg/etcd.conf

#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1" # 修改此处，节点 2 改为 etcd-2，节点 3 改为 etcd-3
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.31.71:2380" # 修改此处为当前服务器 IP
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.31.71:2379" # 修改此处为当前服务器 IP
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.31.71:2380" # 修改此处为当前服务器 IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.31.71:2379" # 修改此处为当前服务器IP
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.31.71:2380,etcd-2=https://192.168.31.72:2380,etcd-3=https://192.168.31.73:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

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最后启动 etcd 并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl enable etcd

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查看集群状态

/opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.31.71:2379,https://192.168.31.72:2379,https://192.168.31.73:2379" endpoint health

https://192.168.31.71:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 8.154404ms
https://192.168.31.73:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 9.044117ms
https://192.168.31.72:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 10.000825ms

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如果输出上面信息，就说明集群部署成功。如果有问题第一步先看日志：/var/log/message 或 journalctl -u etcd

# 安装 Docker

curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun

registry-mirrors 阿里云镜像加速器

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://o7uzc3zp.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

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# 部署 Master Node

生成 kube-apiserver 证书，自签证书颁发机构（CA）

cat > ca-config.json<< EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
        "expiry": "87600h",
        "usages": [
          "signing",
          "key encipherment",
          "server auth",
          "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

cat > ca-csr.json<< EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "Beijing",
      "ST": "Beijing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

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生成证书

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
ls *pem
ca-key.pem ca.pem

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使用自签 CA 签发 kube-apiserver HTTPS 证书，创建证书申请文件

cd TLS/k8s
cat > server-csr.json<< EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "hosts": [
    "10.0.0.1",
    "127.0.0.1",
    "192.168.31.71",
    "192.168.31.72",
    "192.168.31.73",
    "192.168.31.74",
    "192.168.31.81",
    "192.168.31.82",
    "192.168.31.88",
    "kubernetes",
    "kubernetes.default",
    "kubernetes.default.svc",
    "kubernetes.default.svc.cluster",
    "kubernetes.default.svc.cluster.local"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

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生成证书：

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -
profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server
ls server*pem
server-key.pem server.pem

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下载地址： https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.18.md#v1183

打开链接你会发现里面有很多包，下载一个 server 包就够了，包含了 Master 和 Worker Node 二进制文件

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/

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# 部署 kube-apiserver

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-
servers=https://192.168.31.71:2379,https://192.168.31.72:2379,https://192.168.3
1.73:2379 \\
--bind-address=192.168.31.71 \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=192.168.31.71 \\
--allow-privileged=true \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--enable-admission-
plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestric
tion \\
--authorization-mode=RBAC,Node \\
--enable-bootstrap-token-auth=true \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-32767 \\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF

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注：上面两个 \ \ 第一个是转义符，第二个是换行符，使用转义符是为了使用 EOF 保留换行符。

–logtostderr：启用日志
—v：日志等级
–log-dir：日志目录
–etcd-servers：etcd 集群地址
–bind-address：监听地址
–secure-port：https 安全端口
–advertise-address：集群通告地址
–allow-privileged：启用授权
–service-cluster-ip-range：Service 虚拟 IP 地址段
–enable-admission-plugins：准入控制模块
–authorization-mode：认证授权，启用 RBAC 授权和节点自管理
–enable-bootstrap-token-auth：启用 TLS bootstrap 机制
–token-auth-file：bootstrap token 文件
–service-node-port-range：Service nodeport 类型默认分配端口范围
–kubelet-client-xxx：apiserver 访问 kubelet 客户端证书
–tls-xxx-file：apiserver https 证书
–etcd-xxxfile：连接 Etcd 集群证书
–audit-log-xxx：审计日志

把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径

cp ~/TLS/k8s/ca*pem ~/TLS/k8s/server*pem /opt/kubernetes/ssl/

启用 TLS Bootstrapping 机制

TLS Bootstraping：Master apiserver 启用 TLS 认证后，Node 节点 kubelet 和 kube-proxy 要与 kube-apiserver 进行通信，必须使用 CA 签发的有效证书才可以，当 Node 节点很多时，这种客户端证书颁发需要大量工作，同样也会增加集群扩展复杂度。为了简化流程，Kubernetes 引入了 TLS bootstraping 机制来自动颁发客户端证书，kubelet 会以一个低权限用户自动向 apiserver 申请证书，kubelet 的证书由 apiserver 动态签署。

所以强烈建议在 Node 上使用这种方式，目前主要用于 kubelet，kube-proxy 还是由我们统一颁发一个证书。

TLS bootstraping 工作流程：

创建上述配置文件中 token 文件：

cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF

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格式：token，用户名，UID，用户组，token 也可自行生成替换：

head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '

systemd 管理 apiserver

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver

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授权 kubelet-bootstrap 用户允许请求证书

kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap

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# 部署 kube-controller-manager

创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--master=127.0.0.1:8080 \\
--bind-address=127.0.0.1 \\
--allocate-node-cidrs=true \\
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--experimental-cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF

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master：通过本地非安全本地端口 8080 连接 apiserver。
leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
cluster-signing-cert-file/–cluster-signing-key-file：自动为 kubelet 颁发证书的 CA，与 apiserver 保持一致

systemd 管理 controller-manager

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager
\$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager

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# 部署 kube-scheduler

创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1"
EOF

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master：通过本地非安全本地端口 8080 连接 apiserver。
leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）

systemd 管理 scheduler

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler
systemctl enable kube-scheduler

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查看集群状态，所有组件都已经启动成功，通过 kubectl 工具查看当前集群组件状态：

kubectl get cs

NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
etcd-0 Healthy {"health":"true"}

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# 部署 Worker Node

下面还是在 Master Node 上操作，即同时作为 Worker Node

创建工作目录并拷贝二进制文件，在所有 worker node 创建工作目录

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}

从 master 节点拷贝：

cd kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin # 本地拷贝

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# 部署 kubelet

创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--hostname-override=k8s-master \\
--network-plugin=cni \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=lizhenliang/pause-amd64:3.0"
EOF

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hostname-override：显示名称，集群中唯一
network-plugin：启用 CNI
kubeconfig：空路径，会自动生成，后面用于连接 apiserver
bootstrap-kubeconfig：首次启动向 apiserver 申请证书
config：配置参数文件
cert-dir：kubelet 证书生成目录
pod-infra-container-image：管理 Pod 网络容器的镜像

配置参数文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml << EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    cacheTTL: 2m0s
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem
authorization:
  mode: Webhook
  webhook:
    cacheAuthorizedTTL: 5m0s
    cacheUnauthorizedTTL: 30s
evictionHard:
  imagefs.available: 15%
  memory.available: 100Mi
  nodefs.available: 10%
  nodefs.inodesFree: 5%
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110
EOF

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生成 bootstrap.kubeconfig 文件

KUBE_APISERVER="https://192.168.31.71:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940" # 与 token.csv 里保持一致
# 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
--token=${TOKEN} \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user="kubelet-bootstrap" \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

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拷贝到配置文件路径：

cp bootstrap.kubeconfig /opt/kubernetes/cfg

systemd 管理 kubelet

cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

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批准 kubelet 证书申请并加入集群

kubectl get csr

NAME AGE SIGNERNAME
REQUESTOR CONDITION
node-csr-uCEGPOIiDdlLODKts8J658HrFq9CZ--K6M4G7bjhk8A 6m3s
kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending

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#  批准申请 
kubectl certificate approve node-csr-uCEGPOIiDdlLODKts8J658HrFq9CZ--K6M4G7bjhk8A # 换成 get csr命令的name
#  查看节点
kubectl get node

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注：由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady

# 部署 kube-proxy

创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf << EOF
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml"
EOF

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配置参数文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml << EOF
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
bindAddress: 0.0.0.0
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
clientConnection:
  kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig
hostnameOverride: k8s-master
clusterCIDR: 10.0.0.0/24
EOF

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生成 kube-proxy.kubeconfig 文件，生成 kube-proxy 证书

cd TLS/k8s

cat > kube-proxy-csr.json<< EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

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生成证书

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
ls kube-proxy*pem
kube-proxy-key.pem kube-proxy.pem

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生成 kubeconfig 文件

KUBE_APISERVER="https://192.168.31.71:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
    --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
    --embed-certs=true \
    --server=${KUBE_APISERVER} \
    --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config set-credentials kube-proxy \
    --client-certificate=./kube-proxy.pem \
    --client-key=./kube-proxy-key.pem \
    --embed-certs=true \
    --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config set-context default \
    --cluster=kubernetes \
    --user=kube-proxy \
    --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

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拷贝到配置文件指定路径

cp kube-proxy.kubeconfig /opt/kubernetes/cfg/

systemd 管理 kube-proxy

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

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# 部署 CNI 网络

先准备好 CNI 二进制文件：下载地址： https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v0.8.6/cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz

mkdir /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
sed -i -r "s#quay.io/coreos/flannel:.*-amd64#lizhenliang/flannel:v0.12.0-amd64#g" kube-flannel.yml

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默认镜像地址无法访问，修改为 docker hub 镜像仓库。

kubectl apply -f kube-flannel.yml
kubectl get pods -n kube-system
kubectl get node

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部署好网络插件，Node 准备就绪。

授权 apiserver 访问 kubelet

cat > apiserver-to-kubelet-rbac.yaml<< EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/proxy
  - nodes/stats
  - nodes/log
  - nodes/spec
  - nodes/metrics
  - pods/log
  verbs:
  - "*"
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: system:kube-apiserver
  namespace: ""
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: kubernetes
EOF

kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml

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# 新增加 Worker Node

拷贝已部署好的 Node 相关文件到新节点，在 master 节点将 Worker Node 涉及文件拷贝到新节点 192.168.31.72/73

scp -r /opt/kubernetes [email protected]:/opt/
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system
scp -r /opt/cni/ [email protected]:/opt/
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem [email protected]:/opt/kubernetes/ssl

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删除 kubelet 证书和 kubeconfig 文件

rm /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

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注：这几个文件是证书申请审批后自动生成的，每个 Node 不同，必须删除重新生成。

修改主机名

vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf

--hostname-override=k8s-node1

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml

hostnameOverride: k8s-node1

启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

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在 Master 上批准新 Node kubelet 证书申请

kubectl get csr

NAME AGE SIGNERNAME
REQUESTOR CONDITION
node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro 89s
kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending

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kubectl certificate approve node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro # 注意换成查询出来的name

查看 Node 状态

Kubectl get node

Node2（192.168.31.73 ）节点同上。记得修改主机名！

编辑

上次更新: 2023/12/06, 01:31:48

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