kubernetes1.5新特性：新版本kubeadm

华风

一、概述

下面介绍的内容会展示如何在Ubuntu 16.04、CentOS7和HypriotOS v1.0.1+操作系统上部署一套安全的Kubernetes集群。下面介绍的安装方式是通过kubeadmin工具来完成的，这个工具在Kubernetes1.4的时候就已经被增加到Kubernetes发布包中了。在Kubernetes1.5中，kubeadmin增强了用户交互，并且修复了一些bug。

可以在本地虚拟机、物理机或者其他云服务提供商的IaaS资源上来使用kubeadmin安装Kubernetes。也可以很容易将kubeadmin集成到Terraform、 Chef、Puppet等自动化工具中。对于kubeadmin所有命令行信息介绍，可以参考http://kubernetes.io/docs/admin/kubeadm/。

在Kubernetes1.5中，Kubeadmin工具还是阿尔法版本，也就是说大家可以在研发测试环境中使用，特别需要注意的地方是kubeadmin还不能全面支持自动配置云服务提供商IaaS资源。如果在云服务提供商IaaS资源上部署，那么需要参考云服务提供商的技术文档。

Kubeadm被设计成针对大规模集群部署环境中使用的，当然也可以很容易的手动安装。如果在你自己IaaS基础架构上或者已经存在的自动化系统上部署Kubernetes，kubeadm是一个很好的选择。

二、部署前提条件

• 有多台虚拟机或者物理机，上面操作系统是Ubuntu 16.04+、CentOS 7或者HypriotOS v1.0.1+。
  
• 每台主机上面至少1G内存。
  
• 所有主机之间网络可达。
  

三、部署目的

• 在指定的主机上安装一套安全的Kubernetes集群。
  
• 在集群上安装一个POD网络，用来允许POD之间相互通讯。
  
• 在Kubernetes集群上部署一个微服务应用样例。
  

四、部署步骤

4.1、在主机上安装kubelet和kubeadm

在主机上安装下面软件包:

• docker:建议安装v1.11.2版本版本，v1.10.3版本和v1.12.1版本也可以。
  
• kubelet：安装v1.5版本
  
• kubectl: 安装v1.5版本
  
• kubeadm: 安装v1.5版本
  

需要注意的是，如果主机上已经安装了kubeadm，那么需要更新成Kubernetes对应的v1.5版本。

按照下面顺序来配置主机:

• SSH登录到主机上，并且切换成root用户。
  
• 如果主机是Ubuntu或者HypriotOS,那么运行命令:
  

　　

curl -shttps://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -　　
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
　　
deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
　　
EOF
　　
apt-get update
　　
apt-get install -y docker.io
　　
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni
如果主机是CentOS操作系统，那么运行命令:cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo　　
[kubernetes]
　　
name=Kubernetes
　　
baseurl=http://yum.kubernetes.io/repos/kubernetes-el7-x86_64
　　
enabled=1
　　
gpgcheck=1
　　
repo_gpgcheck=1
　　
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg
　　https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
　　
EOF
　　
setenforce 0
　　
yum install -y docker kubelet kubeadm kubectlkubernetes-cni
　　
systemctl enable docker && systemctl start docker
　　
systemctl enable kubelet && systemctl startkubelet
执行完上述命令后，kubelet会进入重启循环模式，每隔几秒钟就会重启，kubelte这时候再等待执行kubeadm发出的命令。

需要注意的是，需要禁用SELinux，比如通过setenforce0命令。禁用的目的是让容器可以读取主机文件系统，以便了解如何配置POD网络。

4.2、初始化Kubernetes的master节点

Kubernetes的master节点上运行着etcd和api server等组件，所有这些组件都需要通过kubelet启动。

在卸载kubernetes前，不要运行两次kubeadm init命令。

如果已经运行了kubeadm init命令，导致主机状态同kuberentes集群状态不兼容，这时候kubeadm会发送告警信息，提示目前不能正常工作，因为不满足强制要求。

可以通过下面命令初始化master节点：

# kubeadm init　　
需要注意的是：这个操作会自动发现网卡设备，并且将master节点上网卡设备设置成默认网关。如果想使用另外的网卡设备，那么需要在执行kubeadminit命令时增加参数--api-advertise-addresses=<ip-address>

如果你想使用flannel搭建POD网络，需要增加参数--pod-network-cidr=10.244.0.0/16。如果不适用flannel，那么就不需要这么做了。

可以参考kubeadm指南http://kubernetes.io/docs/admin/kubeadm/，在这里面可以看到更详细的kubeadmin init参数。

执行完kubeadm init命令后将会花几分钟自动下载并且安装kubernetes集群控制组件。

下面是命令执行后的输出内容:

　　

[kubeadm] WARNING: kubeadm is in alpha, please do not useit for production clusters.　　

　　
[preflight] Running pre-flight checks
　　

　　
[init] Using Kubernetes version: v1.5.1
　　

　　
[tokens] Generated token:"064158.548b9ddb1d3fad3e"
　　

　　
[certificates] Generated Certificate Authority key andcertificate.
　　

　　
[certificates] Generated API Server key and certificate
　　

　　
[certificates] Generated Service Account signing keys
　　

　　
[certificates] Created keys and certificates in"/etc/kubernetes/pki"
　　

　　
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk:"/etc/kubernetes/kubelet.conf"
　　

　　
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk:"/etc/kubernetes/admin.conf"
　　

　　
[apiclient] Created API client, waiting for the controlplane to become ready
　　

　　
[apiclient] All control plane components are healthyafter 61.317580 seconds
　　

　　
[apiclient] Waiting for at least one node to register andbecome ready
　　

　　
[apiclient] First node is ready after 6.556101 seconds
　　

　　
[apiclient] Creating a test deployment
　　

　　
[apiclient] Test deployment succeeded
　　

　　
[token-discovery] Created the kube-discovery deployment,waiting for it to become ready
　　

　　
[token-discovery] kube-discovery is ready after 6.020980seconds
　　

　　
[addons] Created essential addon: kube-proxy
　　

　　
[addons] Created essential addon: kube-dns
　　

　　

　　
Your Kubernetes master has initialized successfully!
　　

　　

　　
You should now deploy a pod network to the cluster.
　　

　　
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" withone of the options listed at:
　　

　　http://kubernetes.io/docs/admin/addons/
　　

　　

　　
You can now join any number of machines by running thefollowing on each node:
　　

　　

　　
kubeadm join --token=<token> <master-ip>
在kubeadm join命令中，需要输入token参数，通过token参数可以确保将被授权的节点添加到kubernetes集群中，通过token参数来保证安全。

如果不在乎安全，比如安装一个单机的kubernetes开发环境，那么可以运行如下命令：

　　

# kubectl taint nodes --all dedicated-　　

　　
node "test-01" tainted
　　

　　
taint key="dedicated" and effect=""not found.
　　

　　
taint key="dedicated" and effect=""not found.
　　

4.3、部署POD网络

在部署应用和启动kube-dns之前，需要部署POD网络，需要注意的是kubeadm只是支持基于CNI的网络，因此基于kubenet的网络不会正常工作。

可以从下面网页了解kubernetes支持的网络插件，http://kubernetes.io/docs/admin/addons/。

可以通过下面命令部署POD网络：

# kubectl apply -f <add-on.yaml>对于不同的网络插件，需要参考指定的网络插件安装指南。需要注意的是每个kuberentes集群只能部署一种POD网络。一旦部署完，需要检查kube-dns POD是否运行，通过命令kubectl get pods --all-namespaces的输出来确认网络是否正常工作。

一旦kube-dns POD正常运行了，可以向kubernetes集群中添加工作节点。

4.4、向Kubernetes集群中添加工作节点

为了将工作节点添加到kubernetes集群中，对每个工作节点主机，都需要SSH到这个主机上，并且切换到root用户，然后运行命令：

　　

# kubeadm join --token <token> <master-ip>　　

　　
[kubeadm] WARNING: kubeadm is in alpha, please do not useit for production clusters.
　　

　　
[preflight] Running pre-flight checks
　　

　　
[preflight] Starting the kubelet service
　　

　　
[tokens] Validating provided token
　　

　　
[discovery] Created cluster info discovery client,requesting info from"http://192.168.x.y:9898/cluster-info/v1/?token-id=f11877"
　　

　　
[discovery] Cluster info object received, verifyingsignature using given token
　　

　　
[discovery] Cluster info signature and contents arevalid, will use API endpoints [https://192.168.x.y:6443]
　　

　　
[bootstrap] Trying to connect to endpointhttps://192.168.x.y:6443
　　

　　
[bootstrap] Detected server version: v1.5.1
　　

　　
[bootstrap] Successfully established connection withendpoint "https://192.168.x.y:6443"
　　

　　
[csr] Created API client to obtain unique certificate forthis node, generating keys and certificate signing request
　　

　　
[csr] Received signed certificate from the API server:
　　

　　
Issuer: CN=kubernetes | Subject: CN=system:node:yournode| CA: false
　　

　　
Not before: 2016-12-15 19:44:00 +0000 UTC Not After:2017-12-15 19:44:00 +0000 UTC
　　

　　
[csr] Generating kubelet configuration
　　

　　
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk:"/etc/kubernetes/kubelet.conf"
　　

　　

　　
Node join complete:
　　

　　
* Certificate signing request sent to master and response
　　

　　received.
　　

　　
* Kubelet informed of new secure connection details.
　　

　　

　　
Run 'kubectl get nodes' on the master to see this machinejoin.
　　

添加完成后，在master节点上运行命令kubectl getnodes，会显示所有已经添加到集群中的节点主机。

（可选步骤）不在master节点上操作集群，而是在其他工作节点上操作集群

需要将master节点上面的kubernetes配置文件拷贝到当前节点上，然后执行kubectl命令:

　　

# scp root@<master ip>:/etc/kubernetes/admin.conf .　　

　　
# kubectl --kubeconfig ./admin.conf get nodes
　　

（可选步骤）连接到API Serer组件上

如果已经部署了dashboard，那么可以从集群外部连接到APIServer组件上，然后查看dashboard:

　　

# scp root@<master ip>:/etc/kubernetes/admin.conf .　　

　　
# kubectl --kubeconfig ./admin.conf proxy
可以在本地访问API Server

http://localhost:8001/api/v1（可选步骤）部署样例应用

上面已经部署完成了一套kubernetes环境，下面部署一个电商微服务应用。

　　

# kubectl create namespace sock-shop　　

　　
# kubectl apply -n sock-shop -f "https://github.com/microservices-demo/microservices-demo/blob/master/deploy/kubernetes/complete-demo.yaml?raw=true"
　　

　　然后查看分配给样例应用的服务信息:

# kubectl describe svc front-end -n sock-shop　　

　　
Name:                  front-end
　　

　　
Namespace:             sock-shop
　　

　　
Labels:                name=front-end
　　

　　
Selector:              name=front-end
　　

　　
Type:                  NodePort
　　

　　
IP:                    100.66.88.176
　　

　　
Port:                  <unset> 80/TCP
　　

　　
NodePort:              <unset> 31869/TCP
　　

　　
Endpoints:             <none>
　　

　　
Session Affinity:      None
　　
经过几分钟，会下载h额启动样例应用所需容器，然后就可以通过命令kubectlget pods -n sock-shop的输出查看样例应用POD详细信息

进入到Kubernetes集群的master节点上，通过浏览器访问http://<master_ip>:<port>。在上面这个例子中，端口是31869，这个端口可以通过命令kubectl describe查询出来。

如果有防火墙，那么确保这个端口可以被访问到。

五、卸载

通过在master节点上运行命令kubectl delete namespace sock-shop 来卸载这个样例应用。　　
可以通过下面命令重置kubeadm工具:

# kubeadm reset　　
如果想重新开始，那么依次运行命令systemctl start kubelet、kubeadm init和kubeadm join。