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电脑技巧

使用VirtualBox安装CentOS 7和Kubernetes

虚拟机   VirtualBox   CentOS7   Kubernetes
2022-01-30 13:33电脑技巧

在《使用VirtualBox安装CentOS 7和Docker》中，我们已经详细地介绍了使用VirtualBox安装CentOS 7和Docker的过程。现在我们在此基础上继续安装Kubernetes。

配置yum源

 

首先，我们新建“
/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo”，使用aliyun的镜像仓配置yum源。

vi /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

将以下内容保存到文件中：

[kubernetes]
name=Kubernetes Repository
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0

之后，为新添加的yum源生成缓存：

yum makecache fast

其输出结果为：

Loaded plugins: fastestmirror
Determining fastest mirrors
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.163.com
 * updates: mirrors.163.com
base                                                     | 3.6 kB  00:00:00
docker-ce-stable                                         | 3.5 kB  00:00:00
extras                                                   | 2.9 kB  00:00:00
kubernetes                                               | 1.4 kB  00:00:00
updates                                                  | 2.9 kB  00:00:00
(1/2): kubernetes/primary                                | 104 kB  00:00:00
(2/2): updates/7/x86_64/primary_db                       |  13 MB  00:00:01
kubernetes                                                              766/766
Metadata Cache Created

禁用swap分区

首先，我们通过以下命令关闭swap分区：

swapoff -a

然后，我们修改“/etc/fstab”文件，禁止swap被自动加载：

vi /etc/fstab

将其中swap的配置注释掉即可：

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Jan 14 07:23:37 2022
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        0 0
UUID=7b5615ef-15cd-46ec-b2d9-555dad0f9f22 /boot                   xfs     defaults        0 0
# /dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

关闭防火墙

配置kubernetes的过程需要关闭防火墙：

systemctl stop firewalld

同时我们将防火墙取消自启动：

systemctl disable firewalld

禁用SELinux

首先，我们执行以下命令，禁用SELinux：

setenforce 0

然后，我们修改配置文件“/etc/sysconfig/selinux”：

vi /etc/sysconfig/selinux

将“SELINUX”设置为“disabled”：

# This file controls the state of SELinux on the system.
# SELINUX= can take one of these three values:
#     enforcing - SELinux security policy is enforced.
#     permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
#     disabled - No SELinux policy is loaded.
SELINUX=disabled
# SELINUXTYPE= can take one of three values:
#     targeted - Targeted processes are protected,
#     minimum - Modification of targeted policy. Only selected processes are protected.
#     mls - Multi Level Security protection.
SELINUXTYPE=targeted

执行以下命令，查看SELinux状态：

getenforce

其输出结果为：

Permissive

说明已禁用SELinux。

将Docker的cgroup驱动设置为systemd

此时，我们需要修改“/etc/docker/daemon.json”文件：

mkdir -p /etc/docker
vi /etc/docker/daemon.json

将以下内容保存到文件中：

{
    "exec-opts": [
        "native.cgroupdriver=systemd"
    ]
}

然后，我们重启Docker服务，使配置生效：

systemctl restart docker

我们可以通过以下命令来查看当前生效的cgroup驱动：

docker info | grep "Cgroup Driver"

其输出结果为：

 Cgroup Driver: systemd

安装Kubernetes

在安装Kubernetes之前，我们先重启操作系统，确保之前所修改的配置生效。

reboot

首先，我们安装Kubernetes的必要工具：

yum install kubectl kubelet kubeadm

这里我们需要记下所安装的Kubernetes的版本，例如：

=====================================================================
 Package                 Arch      Version        Repository    Size
=====================================================================
Installing:
 kubeadm                 x86_64    1.23.3-0       kubernetes   9.0 M
 kubectl                 x86_64    1.23.3-0       kubernetes   9.5 M
 kubelet                 x86_64    1.23.3-0       kubernetes    21 M
Installing for dependencies:
 conntrack-tools         x86_64    1.4.4-7.el7    base         187 k
 cri-tools               x86_64    1.19.0-0       kubernetes   5.7 M
 kubernetes-cni          x86_64    0.8.7-0        kubernetes    19 M
 libnetfilter_cthelper   x86_64    1.0.0-11.el7   base          18 k
 libnetfilter_cttimeout  x86_64    1.0.0-7.el7    base          18 k
 libnetfilter_queue      x86_64    1.0.2-2.el7_2  base          23 k
 socat                   x86_64    1.7.3.2-2.el7  base         290 k

Transaction Summary
=====================================================================

说明我们所安装的kubernetes的版本为“1.23.3”。

然后，我们将kubelet服务设置为自启动：

systemctl enable kubelet

输出结果为：

Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service to /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.

注意，这里我们只是将服务设置为自启动，并未启动服务。现在服务是无法启动的，我们先要进行初始化。
初始化服务需要依赖一些镜像，在国内访问“k8s.gcr.io”来拉取镜像通常是有问题的，因此这里我们先从阿里云将镜像拉取到本地。

kubeadm config images pull --image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers

如果拉取镜像过程发生“connection refused”导致的失败，我们重新执行命令来拉取即可。
拉取成功后的输出如下：

[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.3
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.3
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.3
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.3
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6

执行以下命令，使网桥在进行二层转发时使用iptables配置的三层规则：

sysctl -w net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

执行结果如下：

net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

现在我们需要对环境进行初始化，需要注意的是：

  • 将“--kubernetes-version”参数的值替换为之前记录的我们所安装的版本。
  • 将“--apiserver-advertise-address”参数的值替换为我们本机的IP地址。
  • 参数“--service-cidr”表示VIP的地址段，没有特殊诉求的话不需要修改。
  • 参数“--pod-network-cidr”指示POD网络的地址段。
  • 本机地址段、VIP地址段和POD地址段不能有任何重叠。

执行以下命令进行初始化，执行前需要检查参数，以符合自身环境的网络要求：

kubeadm init --kubernetes-version=1.23.3 \
--apiserver-advertise-address=192.168.3.22 \
--service-cidr=10.10.0.0/16 --pod-network-cidr=172.16.0.1/20 \
--image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers

在初始化完成后，输出内容的最下方有如下的信息：

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 192.168.3.22:6443 --token eetyo2.3awnz0oboqk70i6t \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:3073b1ce3b691d87106f868a9d50244ac4acd6ab36f4278eb85b0fb1d880bfd9

根据提示，因为我本地是直接使用的root用户，因此执行以下命令：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

然后在文件最后增加环境变量配置：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

但是在操作系统重启后，这个设置就失效了，需要重新设置。这里我们直接修改“/etc/profile”文件，增加环境变量。

vi /etc/profile

如果不是使用root命令安装，则需执行以下命令：

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

现在，我们来检查一下kubelet服务的状态：

systemctl status kubelet

其输出结果为：

● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled)
  Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d
           └─10-kubeadm.conf
   Active: active (running) since Fri 2022-01-28 12:11:20 EST; 3min 51s ago
     Docs: https://kubernetes.io/docs/
 Main PID: 3894 (kubelet)
    Tasks: 15
   Memory: 45.1M
   CGroup: /system.slice/kubelet.service
           └─3894 /usr/bin/kubelet --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --config=/var/lib/kubelet/config.yaml --network-plugin=cni --pod-in...

此时Kubernetes的基础服务已经安装成功。我们通过以下命令来查看POD状态：

kubectl get nodes

输出结果如下：

NAME                    STATUS     ROLES                  AGE     VERSION
localhost.localdomain   NotReady   control-plane,master   5m26s   v1.23.3

说明虽然服务已经安装成功，但是master节点并未处于可用状态。我们通过以下命令来查看POD的运行状态。

kubectl get pod --all-namespaces

其输出结果如下：

NAMESPACE     NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-system   coredns-6d8c4cb4d-2lbrs                         0/1     Pending   0          7m16s
kube-system   coredns-6d8c4cb4d-jr528                         0/1     Pending   0          7m16s
kube-system   etcd-localhost.localdomain                      1/1     Running   0          7m30s
kube-system   kube-apiserver-localhost.localdomain            1/1     Running   0          7m31s
kube-system   kube-controller-manager-localhost.localdomain   1/1     Running   0          7m30s
kube-system   kube-proxy-5wql5                                1/1     Running   0          7m16s
kube-system   kube-scheduler-localhost.localdomain            1/1     Running   0          7m30s

我们发现名称“coredns-xxx”的两个POD的状态为“Pending”，未启动成功。此时我们需要安装网络服务，我们选择使用calico来提供网络服务：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

输出结果如下：

configmap/calico-config created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/bgpconfigurations.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/bgppeers.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/blockaffinities.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/caliconodestatuses.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/clusterinformations.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/felixconfigurations.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/globalnetworkpolicies.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/globalnetworksets.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/hostendpoints.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/ipamblocks.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/ipamconfigs.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/ipamhandles.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/ippools.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/ipreservations.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kubecontrollersconfigurations.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/networkpolicies.crd.projectcalico.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/networksets.crd.projectcalico.org created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/calico-kube-controllers created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/calico-kube-controllers created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/calico-node created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/calico-node created
daemonset.apps/calico-node created
serviceaccount/calico-node created
deployment.apps/calico-kube-controllers created
serviceaccount/calico-kube-controllers created
Warning: policy/v1beta1 PodDisruptionBudget is deprecated in v1.21+, unavailable in v1.25+; use policy/v1 PodDisruptionBudget
poddisruptionbudget.policy/calico-kube-controllers created

现在我们重新查看节点状态：

kubectl get nodes

输出结果为：

NAME                    STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
localhost.localdomain   Ready    control-plane,master   14m   v1.23.3

此时节点已处于就绪状态。我们再来检查POD状态：

kubectl get pods --all-namespaces

输出结果为：

NAMESPACE     NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-system   calico-kube-controllers-85b5b5888d-tlnfb        1/1     Running   0          2m58s
kube-system   calico-node-f4ldm                               1/1     Running   0          2m58s
kube-system   coredns-6d8c4cb4d-2lbrs                         1/1     Running   0          14m
kube-system   coredns-6d8c4cb4d-jr528                         1/1     Running   0          14m
kube-system   etcd-localhost.localdomain                      1/1     Running   0          14m
kube-system   kube-apiserver-localhost.localdomain            1/1     Running   0          14m
kube-system   kube-controller-manager-localhost.localdomain   1/1     Running   0          14m
kube-system   kube-proxy-5wql5                                1/1     Running   0          14m
kube-system   kube-scheduler-localhost.localdomain            1/1     Running   0          14m

各POD的运行状态都正常，Kubernetes已安装完成。

允许master节点参与负载

在默认情况下，在Kubernetes中部署应用时，是不会调度到master节点的，在我们学习和体验Kubernetes时不是很方便。此时我们可考虑通过去除污点（taints）的方法来使master节点参与负载，以使POD可以被调用到master节点中部署和运行。

首先，我们检查当前master节点是否参与了负载：

kubectl describe node $(kubectl get nodes --all-namespaces | grep master | awk '{print $1}') | grep Taints | awk -F ':' '{print $3}'

执行结果如下：

NoSchedule

表示当前master节点尚未参与负载。此时我们执行以下命令，以使其参与负载：

kubectl taint nodes $(kubectl get nodes --all-namespaces | grep master | awk '{print $1}') node-role.kubernetes.io/master-

执行结果为：

node/localhost.localdomain untainted

现在我们再次检查参与负载的情况：

kubectl describe node $(kubectl get nodes --all-namespaces | grep master | awk '{print $1}') | grep Taints | awk -F ':' '{print $3}'

输出结果是一个空行，则此时已可以使POD被调度到master节点了。

为了更直观的使用Kubernetes，我们后续来安装Dashboard，以提供通过Web页面的访问。

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