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使用Kubeadm快速部署Kubernetes(一)
Kubernetes是什么？
Kubernetes是Google开源的基于Docker的容器集群管理系统，是谷歌内部大规模集群管理系统Borg的开源版本。Kubernetes基于Borg集群软件模型，其诱人之处在于该模型经过了Google庞大数据中心的校验。
Kubernetes(K8s)是一个真正的平台，提供运行环境，使得复杂要求的应用在上面构建。它通过yaml语言写的配置文件，很简单快速的就能自动通过Docker镜像部署好应用环境，支持应用横向扩展，并且可以组织、编排、管理和迁移这些容器化的应用。
本文主要介绍在Ubuntu 16.04上使用kubeadm搭建一个集群环境。
Kubernetes架构
Kubernetes地位
K8s的地位如上图所示，优点是有很好的可移植性和可扩展性。关于K8s，这两个重要的性质表现在：
可移植性：K8s可以搭建在阿里云、Amazon、Microsoft Azure、Google Cloud上，也可以搭建在任何的公有云和私有云上。
可扩展性：K8s在GitHub上托管，截至2017年3月1日有来自全球的1100名贡献者，为它提供了Dashboard、网络构件等扩展工具。
Kubernetes的核心组件
Kubernetes将集群中的机器分为一个Master节点和一组Node节点。从kubernetes 1.4开始，各个核心组件也是以容器形式运行在Master的node上。
其中Master节点上运行kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler，这些容器负责整个集群的资源管理、Pod调度、安全控制、弹性伸缩和系统监控。Node节点是集群中的工作节点，运行真正的服务。
Pod是Node节点上的基本单元。Node节点上运行着kubelet进程，还有kube-proxy容器，它们负责Pod的创建、启动、监控、重启、销毁，同时实现负载均衡器。真正需要运行的服务被包装到对应的Pod中，成为Pod中运行的一个容器。
Kubernetes官网:
Kubernetes中文社区:
前期环境准备与约束
准备了两台Ubuntu 16.04虚拟机，各项参数如下：
| 节点机器名 | IP地址 | CPU | 内存 |
|---|---|---|---|
| dev-master-01 | 10.211.55.11 | 2核 | 2GB |
| dev-node-01 | 10.211.55.12 | 2核 | 1GB |
Kubernetes官网上提到每台机器至少要有1GB内存，不然集群运行之后，留给运行在容器内的应用的内存就很少了。同时要保证所有机器之前的网络是互相连通的。
部署Kubernetes Master
安装内容包括:
docker：容器运行的软件。
kubelet：kubelet是Kubernets最重要的组件，它要运行在集群上所有的机器，用来执行类似于开启pods和容器。
kubectl：在集群运行时，控制容器的部件。只需要将其运行在主节点上，但是它将对所有节点都有效。
Kubeadm：集群的引导程序。
安装Kubernetes相关软件包
由于墙的原因无法直接访问到Google的软件仓库(packages.cloud.google.com)和容器仓库(gcr.io)，解决方法有两种：一是直接配置的Hosts文件，二是使用三方源或转存的容器仓库。这里使用修改Hosts文件的方法。
把下面几行内容加入到hosts文件中
$ vim /etc/hosts
61.91.161.217 gcr.io
61.91.161.217 www.gcr.io
61.91.161.217 packages.cloud.google.com最新可用的Google hosts文件可在这里获取：
安装kubernetes相关软件包
$ curl -s https://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 kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni安装Docker
直接通过安装脚本一键安装Docker
$ curl -sSL http://acs-public-mirror.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/docker-engine/internet | sh -清除可能与kubernetes冲突的设置
关闭 SELinux
$ apt install -y selinux-utils
$ setenforce 0清除iptables
避免自定义iptables影响kubernetes服务工作，建议自定义需求通过kubernetes实现。如果满足不了，安装好kubernetes后，再配置自定义iptables。
$ iptables -t filter -F
$ iptables -t nat -F
$ iptables -t mangle -F准备镜像
下载docker镜像
由于墙的原因，从Google下载相关镜像速度很慢。为了更加顺利的搭建集群，建议优先下载好相应镜像。
Kubernetes-1.5.2所需要的镜像：
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.5.4
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.5.4
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.5.4
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.5.4
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.5.2
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.5.2
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.5.2
$ docker pull gcr.io/google_containers/etcd-amd64:3.0.14-kubeadm
$ docker pull gcr.io/google_containers/kubedns-amd64:1.9
$ docker pull gcr.io/google_containers/dnsmasq-metrics-amd64:1.0
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-dnsmasq-amd64:1.4
$ docker pull gcr.io/google_containers/kube-discovery-amd64:1.0
$ docker pull gcr.io/google_containers/exechealthz-amd64:1.2
$ docker pull gcr.io/google_containers/pause-amd6:3.0
$ docker pull gcr.io/google_containers/kubernetes-dashboard-amd64:v1.6.0
$ docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.7.0-amd64部署Kubernetes master
理论上通过kubeadm使用init和join命令即可建立一个集群，这init就是在master节点对集群进行初始化。
和k8s 1.4之前的部署方式不同的是kubeadm安装的k8s核心组件都是以容器的形式运行于master node上的。
初始化master
使用kubeadm init初始化kubernetes master。
$ kubeadm init --use-kubernetes-version=v1.5.2 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16说明：kubeadm init并没有为你选择一个默认的Pod network进行安装。这里使用flannel作为Pod network。那么在执行init时，我们必须给init命令带上--pod-network-cidr=10.244.0.0/16。
如果有多网卡的，请根据实际情况配置--api-advertise-addresses=<ip-address>，单网卡情况可以省略。
$ kubeadm init --use-kubernetes-version=v1.5.2 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --api-advertise-addresses=10.211.55.11实测中发现kubeadm暂时还不支持docker 17.03.0-ce版本，会报以下错误：
$ kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
[kubeadm] WARNING: kubeadm is in alpha, please do not use it for production clusters.
[preflight] Running pre-flight checks
[preflight] The system verification failed. Printing the output from the verification:
OS: Linux
KERNEL_VERSION: 4.4.0-62-generic
CONFIG_NAMESPACES: enabled
CONFIG_NET_NS: enabled
CGROUPS_DEVICES: enabled
......
CGROUPS_MEMORY: enabled
DOCKER_VERSION: 17.03.0-ce
[preflight] Some fatal errors occurred:
unsupported docker version: 17.03.0-ce
[preflight] If you know what you are doing, you can skip pre-flight checks with `--skip-preflight-checks`根据提示加上--skip-preflight-checks参数后，继续初始化master。
$ kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --skip-preflight-checks
[kubeadm] WARNING: kubeadm is in alpha, please do not use it for production clusters.
[preflight] Skipping pre-flight checks
[preflight] Starting the kubelet service
[init] Using Kubernetes version: v1.5.4
[tokens] Generated token: "e4f68e.6cc8c11c93148cd7"
[certificates] Generated Certificate Authority key and certificate.
[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/admin.conf"
[kubeconfig] Wrote KubeConfig file to disk: "/etc/kubernetes/kubelet.conf"
[apiclient] Created API client, waiting for the control plane to become ready
[apiclient] All control plane components are healthy after 62.298779 seconds
[apiclient] Waiting for at least one node to register and become ready
[apiclient] First node is ready after 0.508216 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 23.003368 seconds
[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" with one of the options listed at:
http://kubernetes.io/docs/admin/addons/
You can now join any number of machines by running the following on each node:
kubeadm join --token=e4f68e.6cc8c11c93148cd7 10.211.55.11初始化成功后，检查Kubernetes的核心组件均正常启动。
$ ps axu|grep kube
root 2641 10.6 3.8 442928 79672 ? Ssl 11:39 11:25 /usr/bin/kubelet --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf --require-kubeconfig=true --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/manifests --allow-privileged=true --network-plugin=cni --cni-conf-dir=/etc/cni/net.d --cni-bin-dir=/opt/cni/bin --cluster-dns=10.96.0.10 --cluster-domain=cluster.local
root 2917 0.1 1.3 41268 28316 ? Ssl 11:40 0:09 kube-scheduler --address=127.0.0.1 --leader-elect --master=127.0.0.1:8080
root 2961 1.2 7.4 187696 151428 ? Ssl 11:40 1:18 kube-apiserver --insecure-bind-address=127.0.0.1 --admission-control=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,PersistentVolumeLabel,DefaultStorageClass,ResourceQuota --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12 --service-account-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver-key.pem --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.pem --tls-cert-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.pem --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver-key.pem --token-auth-file=/etc/kubernetes/pki/tokens.csv --secure-port=6443 --allow-privileged --advertise-address=10.211.55.11 --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,ExternalIP,Hostname --anonymous-auth=false --etcd-servers=http://127.0.0.1:2379
root 3810 1.5 3.0 87448 62936 ? Ssl 11:56 1:22 kube-controller-manager --address=127.0.0.1 --leader-elect --master=127.0.0.1:8080 --cluster-name=kubernetes --root-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.pem --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver-key.pem --cluster-signing-cert-file=/etc/kubernetes/pki/ca.pem --cluster-signing-key-file=/etc/kubernetes/pki/ca-key.pem --insecure-experimental-approve-all-kubelet-csrs-for-group=system:kubelet-bootstrap --allocate-node-cidrs=true --cluster-cidr=10.244.0.0/16
root 4018 0.0 0.2 8136 5412 ? Ssl 11:56 0:00 /usr/local/bin/kube-discovery
root 5397 0.1 1.3 37788 28504 ? Ssl 11:56 0:06 kube-proxy --kubeconfig=/run/kubeconfig
root 14658 0.0 0.0 14224 880 pts/0 S+ 13:26 0:00 grep --color=auto kube以容器方式启动的各个组件
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
fe8cb027820d gcr.io/google_containers/kube-proxy-amd64:v1.5.4 "kube-proxy --kube..." About an hour ago Up About an hour k8s_kube-proxy.f7c0b53a_kube-proxy-hz20c_kube-system_61d0bb98-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_f9cc7706
9cd5828d28a3 gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_kube-proxy-hz20c_kube-system_61d0bb98-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_28af414a
60b8f173f012 gcr.io/google_containers/kube-discovery-amd64:1.0 "/usr/local/bin/ku..." About an hour ago Up About an hour k8s_kube-discovery.3779cb59_kube-discovery-1769846148-kqb1x_kube-system_5419f72e-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_463dc1ad
19d3bf10369d gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_kube-discovery-1769846148-kqb1x_kube-system_5419f72e-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_2c04d6c8
8d65a04af9bd gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_dummy.f0681c27_dummy-2088944543-ctnqh_kube-system_53801181-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_6058f6f7
e4680cf8734d gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_dummy-2088944543-ctnqh_kube-system_53801181-0dea-11e7-bc5c-001c4297532a_95e00970
6d0ef0103edc gcr.io/google_containers/kube-controller-manager-amd64:v1.5.4 "kube-controller-m..." About an hour ago Up About an hour k8s_kube-controller-manager.9a35b2e8_kube-controller-manager-dev-master-01_kube-system_04aa781520126ecd226bff8cb5e8f11a_0eef3909
f592f0cd853d gcr.io/google_containers/kube-apiserver-amd64:v1.5.4 "kube-apiserver --..." About an hour ago Up About an hour k8s_kube-apiserver.3d6f374_kube-apiserver-dev-master-01_kube-system_c7b047fbcc13d76494cea24a2ad9a1ba_f1d0d4a1
08ced03e0141 gcr.io/google_containers/kube-scheduler-amd64:v1.5.4 "kube-scheduler --..." About an hour ago Up About an hour k8s_kube-scheduler.1a2dd753_kube-scheduler-dev-master-01_kube-system_1af062e8f950e8085a65134d9d314b76_537f210b
f5f1eb371488 gcr.io/google_containers/etcd-amd64:3.0.14-kubeadm "etcd --listen-cli..." About an hour ago Up About an hour k8s_etcd.c323986f_etcd-dev-master-01_kube-system_3a26566bb004c61cd05382212e3f978f_3ffb0064
c43f82a7ef1c gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_kube-controller-manager-dev-master-01_kube-system_04aa781520126ecd226bff8cb5e8f11a_166b1b6a
e8aeabbf4beb gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_kube-apiserver-dev-master-01_kube-system_c7b047fbcc13d76494cea24a2ad9a1ba_993bfda3
6a7cbc9f0739 gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_etcd-dev-master-01_kube-system_3a26566bb004c61cd05382212e3f978f_6f7d0263
1c2348c77a9b gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0 "/pause" About an hour ago Up About an hour k8s_POD.d8dbe16c_kube-scheduler-dev-master-01_kube-system_1af062e8f950e8085a65134d9d314b76_e6907a26不过这些核心组件并不是跑在pod network中的，而是采用了host network。
$ kubectl get pod --all-namespaces -o wide
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
kube-system dummy-2088944543-ctnqh 1/1 Running 0 1h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system etcd-dev-master-01 1/1 Running 1 2h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system kube-apiserver-dev-master-01 1/1 Running 0 2h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system kube-controller-manager-dev-master-01 1/1 Running 0 2h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system kube-discovery-1769846148-kqb1x 1/1 Running 0 1h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system kube-dns-2924299975-8r4st 0/4 ContainerCreating 0 1h <none> dev-master-01
kube-system kube-proxy-hz20c 1/1 Running 0 1h 10.211.55.11 dev-master-01
kube-system kube-scheduler-dev-master-01 1/1 Running 0 2h 10.211.55.11 dev-master-01未完待续！由于微信公众号篇幅限制，此篇文章分两次推送。
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