如何通过Kubeadm快速搭建K8s集群，解决部署效率低的问题？

在如今的技术驱动型世界中，Kubernetes（K8s）已经成为云计算和容器编排的标准工具之一。无论是初创企业还是大型组织，许多开发团队都依赖它来管理应用程序的可扩展性和高可用性。本文不仅是一份如何使用 kubeadm 快速搭建 K8s 集群的详细指南，更揭示了通过 Docker 和 Kubernetes 构建高效集群的关键步骤与最佳实践。

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为什么选择 Kubernetes？

随着云原生应用的兴起，企业的开发与运维需求不断提高，尤其是在处理大规模分布式系统时，Kubernetes 成为了解决这些问题的核心。无论是弹性伸缩、自动化管理还是跨云平台的无缝集成，K8s 都能够为开发人员和运维团队提供强大的工具链，帮助他们更快、更高效地交付应用程序。

但对许多人来说，初次部署 Kubernetes 集群可能是一个复杂的过程，小编将引导你通过使用 kubeadm，一步步搭建起你的 Kubernetes 集群。

第一步：安装 Docker —— Kubernetes 的基础

在开始之前，必须先准备好支持容器化的 Docker 环境。Docker 是一个开源的容器平台，能够帮助开发者轻松地构建、测试和部署应用程序。在服务器上安装 Docker 的步骤如下：

1、移除主机上的旧版本 Docker：

  sudo yum remove docker \
                docker-client \
                docker-client-latest \
                docker-common \
                docker-latest \
                docker-latest-logrotate \
                docker-logrotate \
                docker-engine
# 查看其他没有卸载的docker相关的包, 使用yum remove移除掉
yum list installed | grep docker

2、安装 Docker 所需依赖：

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++

3、添加阿里云的 yum 镜像源，加快 Docker 下载速度：

# 添加yum镜像
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 添加阿里云镜像就行
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 更新yum软件包索引
yum makecache fast

4、正式安装Docker：

# 安装docker
yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 启动docker
systemctl start docker

# 设置docker自启动
systemctl enable docker

通过这些步骤，你将成功在服务器上安装并启动 Docker。

第二步：服务器初始化配置

在 Kubernetes 集群的部署过程中，服务器的初始化配置是一个重要环节。以下是初始化配置的一些关键步骤：

# 关闭防火墙，确保不干扰 Kubernetes 网络通信
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
setenforce 0  # 临时

# 关闭swap，提升系统性能并确保 Kubernetes 的顺利运行
swapoff -a  # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    # 永久

# 关闭完swap后，一定要重启一下虚拟机！！！
# 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname <hostname>

# 在master添加hosts，我这里是在局域网里面搭的三个节点，其他地方安装的时候需要改为对应的ip
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.113.120 k8s-master
192.168.113.121 k8s-node1
192.168.113.122 k8s-node2
EOF

# 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

# 时间同步，确保多节点集群中时间一致性
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

第三步：配置 Kubernetes 源并安装必要组件

要想成功搭建 Kubernetes 集群，必须先安装 Kubernetes 的核心组件：kubeadm、kubelet 和 kubectl。首先，配置k8s阿里云yum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
EOF

然后安装所需的 Kubernetes 组件：

yum install -y kubelet-1.23.6 kubeadm-1.23.6 kubectl-1.23.6

systemctl enable kubelet

# 配置关闭Docker的cgroups，不然会报错，修改/etc/docker/daemon.json，加入以下内容
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]

# 重启 docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

第四步：部署 Kubernetes Master

在安装好组件后，使用kubeadm初始化k8s集群，注意配置pod-network-cidr的时候要和cni的网络段要对应上。

# 在 Master 节点下执行
kubeadm init \
      --apiserver-advertise-address=192.168.113.120 \ 
      --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
      --kubernetes-version v1.23.6 \
      --service-cidr=10.96.0.0/12 \
      --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

# 安装成功后，复制如下配置并执行
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
kubectl get nodes

至此，kubernetes的master节点就搭建完成了，接下来我们创建两个k8s的node节点，并将其加入到集群中

第五步：将节点加入集群，加入 Kubernetes Node

在配置完 Master 节点后，接下来你需要将其他工作节点（Node）加入集群：

# 分别在 k8s-node1 和 k8s-node2 执行
# 下方命令可以在 k8s master 控制台初始化成功后复制 join 命令
kubeadm join 192.168.113.120:6443 --token w34ha2.66if2c8nwmeat9o7 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:20e2227554f8883811c01edd850f0cf2f396589d32b57b9984de3353a7389477

# 如果初始化的 token 不小心清空了，可以通过如下命令获取或者重新申请
# 如果 token 已经过期，就重新申请
kubeadm token create

# token 没有过期可以通过如下命令获取
kubeadm token list

# 获取 --discovery-token-ca-cert-hash 值，得到值后需要在前面拼接上 sha256:
openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | \
openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

第六步：部署 CNI 网络插件

如果出现因为网络问题拉取镜像失败，可以配置一下docker的代理，在Linux装个代理软件，我这里是用的小猫搭的一个代理服务，这个取自己熟悉的即可

# 在 master 节点上执行
# 下载 calico 配置文件，可能会网络超时
curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O

# 修改 calico.yaml 文件中的 CALICO_IPV4POOL_CIDR 配置，修改为与初始化的 cidr 相同
10.244.0.0/16
# 修改 IP_AUTODETECTION_METHOD 下的网卡名称

# 删除镜像 docker.io/ 前缀，避免下载过慢导致失败
sed -i 's#docker.io/##g' calico.yaml
sed -i 's#:v3.25.0##g' calico.yaml

# 应用calico配置文件
kubectl apply -f calico.yaml

如何卸载Calico


# 假设你有Calico的安装YAML文件，如calico.yaml，并且它位于当前目录下
kubectl delete -f calico.yaml
 
# 如果你使用的是kubectl delete的默认命令来删除所有calico相关的资源，可以执行以下命令
kubectl delete clusterrolebinding calico-kube-controllers
kubectl delete clusterrole calico-kube-controllers
kubectl delete apiservice v3.projectcalico.org
kubectl delete apiservice v1.projectcalico.org
kubectl delete apiservice v1alpha1.crd.projectcalico.org
kubectl delete serviceaccount/calico-kube-controllers -n kube-system
kubectl delete serviceaccount/calico-node -n kube-system
kubectl delete clusterrolebinding/calico -n kube-system
kubectl delete clusterrole/calico -n kube-system
kubectl delete daemonset/calico-node -n kube-system
kubectl delete deployment.apps/calico-kube-controllers -n kube-system
 
# 如果你还希望删除所有的Calico创建的自定义资源，可以执行以下命令
kubectl delete bgpconfiguration --all
kubectl delete felixconfiguration --all
kubectl delete ipamblock --all
kubectl delete ipamhandle --all
kubectl delete ippool --all