文章目录
一.常见的K8S部署方式1.Minikube2.Kubeadmin3.二进制安装部署
二.二进制搭建K8S(双台master)1.部署架构规划2.系统初始化配置3.部署 docker引擎4.部署 etcd 集群（1）etcd简介（2）准备签发证书环境（3）etcd 集群部署
5.部署 Master 组件6.部署 Worker Node 组件7.部署网络组件（1）K8S 中 Pod 网络介绍①K8S 中 Pod 网络通信：②Overlay Network：③VXLAN：④Flannel:⑤Flannel UDP 模式的工作原理：⑥ETCD 之 Flannel 提供说明:⑦VXLAN 模式：⑧Flannel VXLAN 模式跨主机的工作原理：⑨Kubernetes的三种网络介绍
（2）部署 flannel（3）node02 节点部署（4）部署 CoreDNS（5）master02 节点部署
8.负载均衡部署9.部署 Dashboard（1）Dashboard 介绍（2）Dashboard部署
总1.二进制部署步骤过程2.相比VLAN技术，VXLAN技术具有以下的优势3.vxlan与vlan区别4.k8s 三种网络的关系
一.常见的K8S部署方式
相关安装包在资源的K8S：二进制部署K8S（两台master+负载均衡nginx+keepalived）
1.Minikube
Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单节点微型K8S，仅用于学习、预览K8s的些特性使用。
部署地址: https://kubernetes.io/docs/setup/minikube
2.Kubeadmin
Kubeadmin也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群，相对简单。
部署地址:https://kubernetes,io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
3.二进制安装部署
从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件和自签TLS证书，组成K8S集群，新手推荐。
部署地址:https://qithub,com/kubernetes/kubernetes/releases
总：Kubeadm降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护和出错排错。
二.二进制搭建K8S(双台master)
1.部署架构规划
主机节点主机地址安装的软件master01192.168.198.11apiserver、comtroller-manager、scheduler、etcd01master02192.168.198.14node01192.168.198.12kubelet、kube-proxy、docker、etcd02node02192.168.198.13kubelet、kube-proxy、docker、etcd03负载均衡nginx+keepalive01（master）192.168.198.15负载均衡nginx+keepalive02（backup）192.168.198.16VIP192.168.198.100
2.系统初始化配置
所有节点上操作
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
#永久关闭firewalld并清空iptables所有表规则
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
#关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
三个节点分开执行
#根据规划设置主机名
#192.168.198.11上面执行
hostnamectl set-hostname master01
#192.168.198.12上面执行
hostnamectl set-hostname node01
#192.168.198.13上面执行
hostnamectl set-hostname node02
所有节点执行
#刷新bash使得修改的主机名生效
bash
master01、node01、node02节点操作
#使用多行重定向将主机名对应的ip写到hosts里面加快访问速度，注意改为自己的ip
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.198.11 master01
192.168.198.12 node01
192.168.198.13 node02
EOF
#调整内核参数
#使用多行重定向调整内核参数，前2行为开启网桥模式后2行为关闭ipv6协议和开启路由转发
cat > /etc/sysctl.d/k8s.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
#加载内核使得配置内核参数生效
sysctl --system
#时间同步
#安装ntpdate时间同步程序，与本机的windows同步时间
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com
3.部署 docker引擎
所有 node 节点部署docker引擎192.168.198.12、192.168.198.13
#安装依赖包以便在系统上安装docker
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
#添加Docker官方源，并将它设置为docker-ce.repo文件
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
#yum安装docker-ce和docker客户端以及容器io
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
#开机自启并现在启动docker
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service
4.部署 etcd 集群
（1）etcd简介
①etcd概念：
etcd是CoreOS团队于2013年6月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值（key-value）数据库。etcd内部采用raft协议作为一致性算法，etcd是go语言编写的。
②etcd的特点
etcd 作为服务发现系统，有以下的特点： 简单：安装配置简单，而且提供了HTTP API进行交互，使用也很简单 安全：支持SSL证书验证 快速：单实例支持每秒2k+读操作 可靠：采用raft算法，实现分布式系统数据的可用性和一致性
③etcd端口及部署注意
etcd 目前默认使用2379端口提供HTTP API服务， 2380端口和peer通信(这两个端口已经被IANA(互联网数字分配机构)官方预留给etcd)。 即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯，使用端口2380来进行服务器间内部通讯。 etcd 在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd 的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台。
（2）准备签发证书环境
本文使用CFSSL工具签发证书
CFSSL 是 CloudFlare 公司开源的一款 PKI/TLS 工具。 CFSSL 包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑 TLS 证书的 HTTP API 服务。使用Go语言编写。 CFSSL 使用配置文件生成证书，因此自签之前，需要生成它识别的 json 格式的配置文件，CFSSL 提供了方便的命令行生成配置文件。 CFSSL 用来为 etcd 提供 TLS 证书，它支持签三种类型的证书：
client 证书，服务端连接客户端时携带的证书，用于客户端验证服务端身份，如 kube-apiserver 访问 etcd；peer 证书，相互之间连接时使用的证书，如 etcd 节点之间进行验证和通信。 这里全部都使用同一套证书认证。server 证书，客户端连接服务端时携带的证书，用于服务端验证客户端身份，如 etcd 对外提供服务；本次实验使用的是server证书。
（3）etcd 集群部署
在 master01节点上操作
#在线直接下载方式
#准备cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfo
chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
本文使用的是的直接上传的安装软件，所有需要的资源在博客文章旁边的资源里有K8S的软件包里
#将cfssl证书签发的工具和命令(cfssl、cfssljson、cfssl-certinfo)上传到/usr/local/bin目录下并添加执行权限
#cfssl：证书签发的工具命令
#cfssljson：将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书
#cfssl-certinfo：验证证书的信息
#cfssl-certinfo -cert <证书名称>#查看证书的信息
cd /usr/local/bin
chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
#生成Etcd证书
mkdir /opt/k8s
cd /opt/k8s/
#上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中
chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh
#创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录
mkdir /opt/k8s/etcd-cert
#移动生成证书的脚本到存放etcd证书的目录下
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
#进入创建的目录，执行脚本
cd /opt/k8s/etcd-cert/
#此脚本需要修改80到82行的ip地址依次为master01，node1，node2顺序保存退出
vim ./etcd-cert.sh
#执行脚本，生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥
./etcd-cert.sh
#查看生成的证书是否为4个.pem结尾3个.json结尾
ls /opt/k8s/etcd-cert
#上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务
cd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
#解压上传的etcd包，内容为3个.md文件一个目录，一个etcd和一个etcdctl启动控制脚本
ls etcd-v3.4.9-linux-amd64
#创建用于存放etcd配置文件，命令文件，证书的目录
mkdir -p /opt/etcd/{cfg,bin,ssl}
#进入解压的etcd包中
cd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/
#将etcd启动和etcdctl控制脚本移动到创建的用于存放etcd命令文件的bin目录下
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/
#进入创建etcd证书的目录并将本目录下所有证书全部拷贝一份到创建的用于存放etcd证书的路径ssl上
cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/
#进入存放etcd.sh部署etcd集群的脚本目录执行etcd.sh脚本 后面跟三个etcd集群的ip注意格式，进入卡住状态等待其他节点加入，这里需要三台etcd服务同时启动，如果只启动其中一台后，服务会卡在那里，直到集群中所有etcd节点都已启动，先操作不然不会生成system管理和配置文件，重新开启一个shell查看etcd状态
cd /opt/k8s/
./etcd.sh etcd01 192.168.198.11 etcd02=https://192.168.198.12:2380,etcd03=https://192.168.198.13:2380
#另一个窗口执行
#查看etcd集群状态是否为自己的三个etcd ip
ps -ef | grep etcd
#把etcd相关证书文件、命令文件和服务管理文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.198.12:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.198.13:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.198.12:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.198.13:/usr/lib/systemd/system/
在 node01 节点上操作
#在 node01 节点上操作
#修改scp过来的etcd配置文件
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd02" #修改为etcd02
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.198.12:2380" #修改为node1的ip地址
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.198.12:2379" #修改为node1的ip地址
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.198.12:2380" #修改为node1的ip地址
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.198.12:2379" #修改为node1的ip地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.198.11:2380,etcd02=https://192.168.198.12:2380,etcd03=https://192.168.198.13:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd
在 node02 节点上操作
#在 node02 节点上操作
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd03" #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.198.13:2380" #修改为node2的ip地址
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.198.13:2379" #修改为node2的ip地址
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.198.13:2380" #修改为node2的ip地址
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.198.13:2379" #修改为node2的ip地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.198.11:2380,etcd02=https://192.168.198.12:2380,etcd03=https://192.168.198.13:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd
master节点执行
#master节点执行
cd /opt/k8s
#重新启动etcd集群
./etcd.sh etcd01 192.168.198.11 etcd02=https://192.168.198.12:2380,etcd03=https://192.168.198.13:2380
node1 node2执行
#node1 node2执行
systemctl enable --now etcd
#设置开机启动并立即启动etcd，然后回到master上查看是否成功。不是一直前台运行状态即成功
master执行
#master执行：
#检查etcd群集状态
#检查集群监控状态，health全部未true即可
ETCDCTL_API=3 /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://192.168.198.11:2379,https://192.168.198.12:2379,https://192.168.198.13:2379" endpoint health --write-out=table
#查看etcd集群成员列表
ETCDCTL_API=3 /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://192.168.198.11:2379,https://192.168.198.12:2379,https://192.168.198.13:2379" --write-out=table member list
5.部署 Master 组件
在 master01 节点上操作
#在 master01 节点上操作
#上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包
cd /opt/k8s/
#解压master组件包，里面有master的4个组件脚本，添加权限
unzip master.zip
chmod +x *.sh
#创建kubernetes工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
#创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录
mkdir /opt/k8s/k8s-cert
#将k8s证书移动到创建的k8s的证书存放路径
mv /opt/k8s/k8s-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#修改脚本中的56-60行顺序是第一个为master1、第二个为master2此为master单节点可以删除、第三个为master虚拟ip、第四load balancer01（master）第五为load balancer01（backup）。第四第五可以删除。单节点master不用，若后面需要做集群需要提前规划好ip，第一个地址为master地址：192.168.198.11；第二个地址为VTP虚拟地址：配置文件里的文字部分需删除
chmod +x k8s-cert.sh
vim /opt/k8s/k8s-cert/k8s-cert.sh
#生成CA证书、相关组件的证书和私钥
./k8s-cert.sh
#显示生成的证书等一共8个.pem结尾
ls *pem
#将ca证书和apiserver证书拷贝到创建的存放证书的ssl/目录下
cp ca*pem apiserver*pem /opt/kubernetes/ssl/
#上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包
cd /opt/k8s/
#上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
#进入解压后的k8s的bin目录中将4个组件拷贝到创建的k8s存放bin文件的路径下
cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/
ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/
#本地创建 bootstrap token 认证文件，apiserver 启动时会调用，然后就相当于在集群内创建了一个这个用户，接下来就可以用 RBAC 给他授权
cd /opt/k8s/
vim token.sh
#!/bin/bash
#获取随机数前16个字节内容，以十六进制格式输出，并删除其中空格
BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ')
#生成 token.csv 文件，按照 Token序列号,用户名,UID,用户组 的格式生成
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv < ${BOOTSTRAP_TOKEN},kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap" EOF #保存后退出 chmod +x token.sh ./token.sh #创建 bootstrap token 认证文件，apiserver 启动时会调用，然后就相当于在集群内创建了一个这个用户，接下来就可以用 RBAC 给他授权，查看是否生成了csv文件 cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv #二进制文件、token、证书都准备好后，开启 apiserver 服务，将apiserver.sh脚本导入到目录下 cd /opt/k8s/ ./apiserver.sh 192.168.198.11 https://192.168.198.11:2379,https://192.168.198.12:2379,https://192.168.198.13:2379 #检查进程是否启动成功，过滤kube-apiserver最上面一个后面会有-etcd-servers=https://192.168.198.11:2379,https://192.168.198.12:2379,https://192.168.198.13:2379 --bind-address=192.168.198.11 --secure-port=6443此信息为正常，注意ip要改为自己的ip地址 https://blog.csdn.net/weixin_67287151/article/details/130562192 ps aux | grep kube-apiserver #安全端口6443用于接收HTTPS请求，用于基于Token文件或客户端证书等认证 #过滤端口只有监控本机ip的6443为正常 netstat -natp | grep 6443 #启动 scheduler 服务 cd /opt/k8s/ #修改脚本中的ip，第47行KUBE_APISERVER="https://192.168.198.11:6443"为自己的apiserver的ip地址本文是master地址，保存退出 vim scheduler.sh #运行shceduler组件脚本，查看服务是否正常 ./scheduler.sh ps aux | grep kube-scheduler #修改第58行的ip，KUBE_APISERVER="https://192.168.198.11:6443"为自己的apiserver的ip地址本文是master地址 vim controller-manager.sh #启动 controller-manager 服务 ./controller-manager.sh #运行controller-manager.sh组件脚本，查看服务是否正常 ps aux | grep kube-controller-manager #修改第4行的ip地址，KUBE_APISERVER="https://192.168.198.11:6443"为自己的apiserver的ip地址本文是master地址 vim ./admin.sh #生成kubectl连接集群的证书 ./admin.sh #创建集群以及用户 kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous #通过kubectl工具查看当前集群组件状态 kubectl get cs #查看版本信息 kubectl version 6.部署 Worker Node 组件 在所有 node 节点上操作 #在所有 node 节点上操作 #创建kubernetes工作目录 mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} #上传 node.zip 到 /opt 目录中，解压 node.zip 压缩包，获得kubelet.sh、proxy.sh cd /opt/ unzip node.zip chmod +x kubelet.sh proxy.sh 在 master01 节点上操作 #在 master01 节点上操作 #把 kubelet、kube-proxy 拷贝到 node 节点 cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin scp kubelet kube-proxy root@192.168.198.12:/opt/kubernetes/bin/ scp kubelet kube-proxy root@192.168.198.13:/opt/kubernetes/bin/ #上传 kubeconfig.sh 文件到 /opt/k8s/kubeconfig 目录中，生成 kubeconfig 的配置文件 mkdir /opt/k8s/kubeconfig cd /opt/k8s/kubeconfig chmod +x kubeconfig.sh ./kubeconfig.sh 192.168.198.11 /opt/k8s/k8s-cert/ #把配置文件 bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig 2个授权文件拷贝到 node 节点 scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.198.12:/opt/kubernetes/cfg/ scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.198.13:/opt/kubernetes/cfg/ #RBAC授权，使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求 kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap 若以上的RBAC授权失败，请执行以下操作 在 node01 节点上操作 #在 node01 节点上操作 #启动 kubelet 服务 cd /opt/ #此处是本机node01地址 ./kubelet.sh 192.168.198.12 ps aux | grep kubelet 在 master01 节点上操作 #在 master01 节点上操作，通过 CSR 请求 #检查到 node01 节点的 kubelet 发起的 CSR 请求，Pending 表示等待集群给该节点签发证书 kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-8XQgwKW780r6O6rjkbegbV47_ypHmDBDxDpOdanRa7g 16s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending #通过 CSR 请求,注意此处是前面node的节点签发证书kubectl certificate approve kubectl certificate approve node-csr-8XQgwKW780r6O6rjkbegbV47_ypHmDBDxDpOdanRa7g #Approved,Issued 表示已授权 CSR 请求并签发证书 kubectl get csr #查看节点，由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady kubectl get node 在 node01 节点上操作 #在 node01 节点上操作 #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 #启动proxy服务 cd /opt/ ./proxy.sh 192.168.198.12 ps aux | grep kube-proxy 7.部署网络组件 （1）K8S 中 Pod 网络介绍 ①K8S 中 Pod 网络通信： ●Pod 内容器与容器之间的通信 在同一个 Pod 内的容器（Pod 内的容器是不会跨宿主机的）共享同一个网络命名空间，相当于它们在同一台机器上一样，可以用 localhost 地址访问彼此的端口。 ●同一个 Node 内 Pod 之间的通信 每个 Pod 都有一个真实的全局 IP 地址，同一个 Node 内的不同 Pod 之间可以直接采用对方 Pod 的 IP 地址进行通信，Pod1 与 Pod2 都是通过 Veth 连接到同一个 docker0/cni0 网桥，网段相同，所以它们之间可以直接通信。 ●不同 Node 上 Pod 之间的通信 Pod 地址与 docker0 在同一网段，docker0 网段与宿主机网卡是两个不同的网段，且不同 Node 之间的通信只能通过宿主机的物理网卡进行。 要想实现不同 Node 上 Pod 之间的通信，就必须想办法通过主机的物理网卡 IP 地址进行寻址和通信。因此要满足两个条件：Pod 的 IP 不能冲突；将 Pod 的 IP 和所在的 Node 的 IP 关联起来，通过这个关联让不同 Node 上 Pod 之间直接通过内网 IP 地址通信。 ②Overlay Network： 叠加网络，在二层或者三层基础网络上叠加的一种虚拟网络技术模式，该网络中的主机通过虚拟链路隧道连接起来。 通过Overlay技术（可以理解成隧道技术），在原始报文外再包一层四层协议（UDP协议），通过主机网络进行路由转发。这种方式性能有一定损耗，主要体现在对原始报文的修改。目前Overlay主要采用VXLAN。 ③VXLAN： 将源数据包封装到UDP中，并使用基础网络的IP/MAC作为外层报文头进行封装，然后在以太网上传输，到达目的地后由隧道端点解封装并将数据发送给目标地址。 ④Flannel: Flannel 的功能是让集群中的不同节点主机创建的 Docker 容器都具有全集群唯一的虚拟 IP 地址。 Flannel 是 Overlay 网络的一种，也是将 TCP 源数据包封装在另一种网络包里面进行路由转发和通信，目前支持 UDP、VXLAN、Host-gw 3种数据转发方式。 ⑤Flannel UDP 模式的工作原理： node跨节点通信 数据从主机 A 上 Pod 的源容器中发出后，经由所在主机的 docker0/cni0 网络接口转发到 flannel0 接口，flanneld 服务监听在 flannel0 虚拟网卡的另外一端。 Flannel 通过 Etcd 服务维护了一张节点间的路由表。源主机 A 的 flanneld 服务将原本的数据内容封装到 UDP 报文中， 根据自己的路由表通过物理网卡投递给目的节点主机 B 的 flanneld 服务，数据到达以后被解包，然后直接进入目的节点的 flannel0 接口， 之后被转发到目的主机的 docker0/cni0 网桥，最后就像本机容器通信一样由 docker0/cni0 转发到目标容器。 ⑥ETCD 之 Flannel 提供说明: 存储管理Flannel可分配的IP地址段资源 监控 ETCD 中每个 Pod 的实际地址，并在内存中建立维护 Pod 节点路由表 由于 UDP 模式是在用户态做转发，会多一次报文隧道封装，因此性能上会比在内核态做转发的 VXLAN 模式差。 ⑦VXLAN 模式： VXLAN 模式使用比较简单，flannel 会在各节点生成一个 flannel.1 的 VXLAN 网卡（VTEP设备，负责 VXLAN 封装和解封装）。 VXLAN 模式下封包与解包的工作是由内核进行的。flannel 不转发数据，仅动态设置 ARP 表和 MAC 表项。 UDP 模式的 flannel0 网卡是三层转发，使用 flannel0 时在物理网络之上构建三层网络，属于 ip in udp ；VXLAN 模式是二层实现，overlay 是数据帧，属于 mac in udp 。 vxlan隧道方案：默认配置，利用内核级别的vxlan的封装host之间的传送包——好用 ⑧Flannel VXLAN 模式跨主机的工作原理： 数据帧从主机 A 上 Pod 的源容器中发出后，经由所在主机的 docker0/cni0 网络接口转发到 flannel.1 接口flannel.1 收到数据帧后添加 VXLAN 头部，封装在 UDP 报文中主机 A 通过物理网卡发送封包到主机 B 的物理网卡中主机 B 的物理网卡再通过 VXLAN 默认端口 4789 转发到 flannel.1 接口进行解封装解封装以后，内核将数据帧发送到 cni0，最后由 cni0 发送到桥接到此接口的容器 B 中。 ⑨Kubernetes的三种网络介绍 总：flannel三种网络模式 vxlan隧道方案: 默认配置，三层，利用内核级别的vxlan的封装host之间的传送包 好用，基于udp host-gw路由网关 : 二层网络配置 不支持 云环境 ，通过在hst路由表中直接创建到其他主机subnet的路由条目 udp：在用户态实现的数据封装和解封装 （2）部署 flannel 在 node01 节点上操作 #在 node01 节点上操作 #上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中 cd /opt/ docker load -i flannel.tar mkdir /opt/cni/bin -p tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin 在 node02 节点上操作 #在 node02 节点上操作 #上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中 cd /opt/ docker load -i flannel.tar mkdir /opt/cni/bin -p tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin 在 master01 节点上操作 #在 master01 节点上操作 #上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CNI 网络 cd /opt/k8s #加载上传的flannel的yml文件部署 CNI 网络 kubectl apply -f kube-flannel.yml #用于在Kubernetes集群中获取kube-system命名空间中所有Pod的状态信息 kubectl get pods -n kube-system #查看节点状态为ready正常 kubectl get nodes （3）node02 节点部署 在 node01 节点上操作 #在 node01 节点上操作 cd /opt/ scp kubelet.sh proxy.sh root@192.168.198.13:/opt/ scp kubelet.sh proxy.sh root@192.168.198.11:/opt/ scp -r /opt/cni root@192.168.198.13:/opt/ 在 node02 节点上操作 #在 node02 节点上操作 #启动kubelet服务 cd /opt/ chmod +x kubelet.sh ./kubelet.sh 192.168.198.13 ps aux | grep kubelet 在 master01 节点上操作 #在 master01 节点上操作 kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-8XQgwKW780r6O6rjkbegbV47_ypHmDBDxDpOdanRa7g 8m20s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Approved,Issued node-csr-x109Dhz9YbXvKPdLHAhN8IxnCMREO2WVQRy7f-R4JIM 20s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending #通过 CSR 请求，注意kubectl certificate approve后面跟的是前面查询的节点 kubectl certificate approve node-csr-x109Dhz9YbXvKPdLHAhN8IxnCMREO2WVQRy7f-R4JIM #查看 kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-8XQgwKW780r6O6rjkbegbV47_ypHmDBDxDpOdanRa7g 8m47s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Approved,Issued node-csr-x109Dhz9YbXvKPdLHAhN8IxnCMREO2WVQRy7f-R4JIM 47s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Approved,Issued 在node02上执行 #加载 ipvs 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 #使用proxy.sh脚本启动proxy服务 cd /opt/ chmod +x proxy.sh ./proxy.sh 192.168.198.13 在master01上执行 #查看群集中的节点状态 kubectl get nodes （4）部署 CoreDNS 在所有 node 节点上操作 #在所有 node 节点上操作 #上传 coredns.tar 到 /opt 目录中 cd /opt docker load -i coredns.tar 在 master01 节点上操作 #在 master01 节点上操作 #上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CoreDNS cd /opt/k8s kubectl apply -f coredns.yaml kubectl get pods -n kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE coredns-6954c77b9b-7cgzv 1/1 Running 0 8s #DNS 解析测试 kubectl run -it --rm dns-test1 --image=busybox:1.28.4 sh #执行后需要等待 If you don't see a command prompt, try pressing enter. / # nslookup kubernetes Server: 10.0.0.2 Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: kubernetes Address 1: 10.0.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local （5）master02 节点部署 在 master01 节点上操作 #从 master01 节点上拷贝证书文件、各master组件的配置文件和服务管理文件到 master02 节点 scp -r /opt/etcd/ root@192.168.198.14:/opt/ scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.198.14:/opt scp -r /root/.kube root@192.168.198.14:/root scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.198.14:/usr/lib/systemd/system/ #修改配置文件kube-apiserver中的IP vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \ --v=4 \ --etcd-servers=https://192.168.198.11:2379,https://192.168.198.12:2379,https://192.168.198.13:2379 \ #修改为master01、node01、node02地址 --bind-address=192.168.198.14 \ #修改为master02地址 --secure-port=6443 \ --advertise-address=192.168.198.14 \ #修改为master02地址 ...... 在 master02节点上操作 hostnamectl set-hostname master02 bash #关闭防火墙 systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X #关闭selinux setenforce 0 sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config #关闭swap swapoff -a sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启 systemctl start kube-apiserver.service systemctl enable kube-apiserver.service systemctl start kube-controller-manager.service systemctl enable kube-controller-manager.service systemctl start kube-scheduler.service systemctl enable kube-scheduler.service #查看node节点状态 ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/ kubectl get nodes kubectl get nodes -o wide #-o=wide：输出额外信息；对于Pod，将输出Pod所在的Node名 #此时在master02节点查到的node节点状态仅是从etcd查询到的信息，而此时node节点实际上并未与master02节点建立通信连接，因此需要使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来 8.负载均衡部署 #配置load balancer集群双机热备负载均衡（nginx实现负载均衡，keepalived实现双机热备） 在nginx+keepalive01、nginx+keepalive02节点上操作 hostnamectl set-hostname kp01 hostnamectl set-hostname kp02 bash systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld #配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源 cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF' [nginx] name=nginx repo baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/ gpgcheck=0 EOF yum install nginx -y #修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口 vim /etc/nginx/nginx.conf events { worker_connections 1024; } #添加以下配置 stream { log_format main '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent'; access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main; upstream k8s-apiserver { server 192.168.198.11:6443; server 192.168.198.14:6443; } server { listen 6443; proxy_pass k8s-apiserver; } } http { ...... #检查配置文件语法 nginx -t #启动nginx服务，查看已监听6443端口 systemctl start nginx systemctl enable nginx netstat -natp | grep nginx 此处报错 nginx.service - nginx - high performance web server Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; enabled; vendor preset: disabled) Active: failed (Result: exit-code) since 一 2023-09-04 17:20:32 CST; 8s ago Docs: http://nginx.org/en/docs/ Process: 2325 ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf (code=exited, status=1/FAILURE) 9月 04 17:20:32 kp01 systemd[1]: Starting nginx - high performance web server… 9月 04 17:20:32 kp01 nginx[2325]: nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:6443 fai…d) 9月 04 17:20:32 kp01 systemd[1]: nginx.service: control process exited, cod…=1 9月 04 17:20:32 kp01 systemd[1]: Failed to start nginx - high performance w…r. 9月 04 17:20:32 kp01 systemd[1]: Unit nginx.service entered failed state. 9月 04 17:20:32 kp01 systemd[1]: nginx.service failed. Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full. 解决问题： 根据提供的日志信息可以看到，系统尝试启动 nginx 服务时出现了错误。错误提示信息为 “nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:6443 failed”，这表明在绑定端口 6443 时出现了问题。 根据错误提示，可能的原因是 SELinux 设置阻止了 nginx 绑定到该端口。您可以尝试以下解决方法： 修改 SELinux 策略：使用以下命令允许 nginx 绑定到端口 6443： semanage port -a -t http_port_t -p tcp 6443 #启动nginx服务，查看已监听6443端口 systemctl start nginx systemctl enable nginx netstat -natp | grep nginx #部署keepalived服务 yum install keepalived -y #修改keepalived配置文件 vim /etc/keepalived/keepalived.conf ! Configuration File for keepalived global_defs { #接收邮件地址 notification_email { acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } #邮件发送地址 notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc smtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30 router_id NGINX_MASTER #lb01节点的为 NGINX_MASTER，lb02节点的为 NGINX_BACKUP } #添加一个周期性执行的脚本 vrrp_script check_nginx { script "/etc/nginx/check_nginx.sh" #指定检查nginx存活的脚本路径 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER #lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP interface ens33 #指定网卡名称 ens33 virtual_router_id 51 #指定vrid，两个节点要一致 priority 100 #lb01节点的为 100，lb02节点的为 90 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.198.100/24 #指定 VIP } track_script { check_nginx #指定vrrp_script配置的脚本 } } #创建nginx状态检查脚本 vim /etc/nginx/check_nginx.sh #!/bin/bash #egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID，即脚本运行的当前进程ID号 count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$") if [ "$count" -eq 0 ];then systemctl stop keepalived fi chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh #启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务） systemctl start keepalived systemctl enable keepalived ip a #查看VIP是否生成 node01、node02节点操作 #修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP cd /opt/kubernetes/cfg/ vim bootstrap.kubeconfig server: https://192.168.198.100:6443 vim kubelet.kubeconfig server: https://192.168.198.100:6443 vim kube-proxy.kubeconfig server: https://192.168.198.100:6443 #重启kubelet和kube-proxy服务 systemctl restart kubelet.service systemctl restart kube-proxy.service 在 nginx+keepalived01 上操作 #在 lb01 上查看 nginx 和 node 、 master 节点的连接状态 netstat -natp | grep nginx tcp 0 0 0.0.0.0:6443 0.0.0.0:* LISTEN 55404/nginx: master tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 55404/nginx: master tcp 0 0 192.168.198.15:45054 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45032 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45030 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55408/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45044 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45046 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55406/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45024 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32804 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45064 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45426 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45424 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45428 ESTABLISHED 55406/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45434 ESTABLISHED 55406/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45388 ESTABLISHED 55408/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32800 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45062 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45018 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55408/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32774 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32808 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45048 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45052 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55406/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45432 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32806 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45040 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45056 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32780 ESTABLISHED 55407/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.15:45058 192.168.198.11:6443 ESTABLISHED 55405/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.13:45394 ESTABLISHED 55408/nginx: worker tcp 0 0 192.168.198.100:6443 192.168.198.12:32798 ESTABLISHED 55405/nginx: worker 在 master01 节点上操作 #测试创建pod kubectl run nginx --image=nginx pod/nginx created #查看Pod的状态信息 kubectl get pods #ContainerCreating 正在创建中 NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx 0/1 ContainerCreating 0 7s kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx 1/1 Running 0 71s NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-dbddb74b8-nf9sk 0/1 ContainerCreating 0 33s #正在创建中 kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-dbddb74b8-nf9sk 1/1 Running 0 80s #创建完成，运行中 kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES nginx 1/1 Running 0 91s 10.244.0.3 192.168.198.12 #READY为1/1，表示这个Pod中有1个容器 #在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问，此处是由上面查询到的 192.168.198.12 是node01节点进行查看访问 curl 10.244.0.3 #这时在master01节点上查看nginx日志 kubectl logs nginx 9.部署 Dashboard （1）Dashboard 介绍 仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源（例如deployment，job，daemonset等）。例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。 （2）Dashboard部署 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: NodePort apiVersion: v1 metadata: labels: k8s-app: kubernetes-dashboard name: kubernetes-dashboard namespace: kubernetes-dashboard spec: ports: port: 443 targetPort: 8443 nodePort: 30001 #添加 type: NodePort #添加 selector: k8s-app: kubernetes-dashboard kubectl 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}') #使用输出的token登录Dashboard，node01地址或者node02地址 https://192.168.198.12:30001/ 出现这个界面后直接停在页面输入this is unsafe (不用空格)，回车即可 #将下面这条命令执行出来的token复制到以下,随后点击登录 kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}') 已搭建成功 总 1.二进制部署步骤过程 （1）etcd 安装步骤 准备ca 证书和私钥文件，是ca签发服务端证书和私钥文件 使用ca 证书、服务端证书和私钥文件加上etcd集群的配置去启动etcd服务 复制etcd工作目录和管理文件到另外几个节点上，修改etcd集群配置文件并且启动etcd服务 使用v3版本接口执行etcdcl + 证书 选项 （endpoint healh) l endpoint status l member list香看集群和节点状态 （2）master组件 先安装apiserver 准备组件的相关证书和私钥文件准备bootstarp token 认证文件(给kubelet启动时签发证书使用 ) 准备组件启动的配置文件 启动apiserver服务端口号6443 https 再启动controller-manager和scheduler 准备启动配置文件准备证书和私钥文件生成 kubconfig文件(用于制动对接那个apiserver，使用什么证书)启动服务 检查群组kubeconfig 文件 把kubect1加入到集群当中(指定对接那个apiserver，使用什么证书认证) kubectl get cs kubectl get node 2.相比VLAN技术，VXLAN技术具有以下的优势 （1）24位长度的VNI字段值可以支持更多数量的虚拟网络，解决了VLAN数目上限为4094的局限性的问题。 （2）VXLAN技术通过隧道技术在物理的三层网络中虚拟二层网络，处于VXLAN网络的终端无去察觉到VXLAN的通信过程，这样也就使得逻辑网络拓扑和物理网络拓扑实现了一定程度的解摆，网络拓扑的配置对于物理设备的配置的依赖程度有所降低，配置更灵活更方便。 （3）VLAN技术仅仅解决了二层网络广播域分割的问题，而VXLAN技术还具有多租户支持的特性，通过VXLAN分割，各 个租户可以独立组网、通信，地址分配方面和多个租户之间地址冲突的问题也得到了解决。 3.vxlan与vlan区别 （1）vxlan支持更多的二层网络 vlan使用12位bit表示vlan ID，因此最多支持212=4094个vlan vxlan使用的ID使用24位bit，最多可以支持224个 （2）已有的网络路径利用效率更高 vlan使用spanning tree protocol避免环路，会将一半的网络路径阻塞 vxlan的数据包封装成UDP通过网络层传输，可以使用所有的网络路径 （3）防止物理交换机Mac表耗尽 vlan需要在交换机的Mac表中记录Mac物理地址 vxlan采用隧道机制，Mac物理地址不需记录在交换机 4.k8s 三种网络的关系 （1）有三种网络模式 service网络:service是虚拟IP 地址 cluster IP pod网络 :Pod的IP地址 docker容器的IP 虚拟 节点网络:服务器上面的物理网卡IP （2）flannel vxlan：隧道 默认配置 利用内核级别的VXLAN来进行封装 host主机传送的数据包 host-wg：路由 是通过host主机的路由表中直接创建到其他主机 subnet 路由条目 性能好 配置麻烦 udp：用户态实现了 数据封装和解封装 好文链接
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