0x00 文章楔子
本文面向具有基本K8s使用经验的读者
项目作者在业余时间看心情维护，不求你用，爱用不用。
建议那些有钱的，懒得动脑子的，有甲方病的，出门左转找个收费的装，花点，不丢人。
关于kubernetes v1.14.0:
kubeadm开始建议使用systemd作为节点的cgroup控制器，因此建议读者参考本文流程配置docker为使用systemd，而非默认的Cgroupfs。
kubelet额外的引入了对conntrack的依赖。
Linux 5.0.x版内核已被支持。
关于其他plugins:
本次release集成的是calico3.5.3版本，使用host-local模式ipam。最新版的calico(3.6.0)中，calico-ipam功能已经成熟并在官方manifest中默认启用，然而3.6.0存在一些问题因而没能通过我的部署测试。
本次release集成的traefik是最新的稳定版本1.7.9，traefik:2.0已经发布，但尚处于alpha2测试阶段。
我在项目的feature-prom-rook分支添加了Rook和Prometheus的测试yaml，读者有兴趣的话可以试用一下。
理论上升级内核并不是必要的，为私有仓库单独准备一台机器也并不是必要的，但本指导为了简化步骤，将假设读者会按照本文步骤升级内核，并为私有仓库准备了一台单独的机器。如果读者跳过这些步骤后出现问题，本文不会提供解决这些问题所需要进行的额外配置。
本文中出现的全部下载连接见下表：
| 文件名 | 下载链接 | 提取码 | MD5 |
|---|---|---|---|
| helm-v2.13.1-linux-amd64.tar.gz | 百度盘 | crv5 | ffbe37fe328d99156d14a950bbd8107c |
| k8s-v1.14.0-rpms.tgz | 百度盘 | okdg | 7cccc6b10e17a6c640baced768aab274 |
| k8s-repo-v1.14.0 | 百度盘 | 88ua | 96af3a2da51460f8e51321e15094fdd2 |
| kernel-ml-5.0.4.tgz | 百度盘 | twl3 | 8e546a243f6fd5ca3ebe1d30079d2bac |
本文中的自动化部署脚本可以在Lentil1016/kubeadm-ha找到，欢迎Star/Fork/提issue和PR。
升级过程的录像可以在本链接查看
集群方案：
发行版：CentOS 7 & Fedora 29
容器运行时：Docker-18.09.3-ce
内核：5.0.3-200.fc29.x86_64
版本：Kubernetes: 1.14.0
网络方案: Calico v3.5.3
kube-proxy mode: IPVS
master高可用方案：keepalived LVS
DNS插件: CoreDNS 1.3.1
metrics插件：metrics-server v0.3.1
dashboard：kubernetes-dashboard v1.10.1
ingress控制器：traefik 1.7.9
helm & tiller：v2.13.1
0x01 Kubernetes集群搭建
集群结构摘要
此处为举列说明，假定各个机器的主机信息以及IP分布如下，需要额外说明的是，由于私有仓库需要占用80端口，与ingress controller冲突，因此为私有仓库单独准备一台机器是必要的：
| Host Name | Role | IP |
|---|---|---|
| registry | image registry | 10.130.38.80 |
| centos-7-x86-64-29-80 | master-1 | 10.130.29.80 |
| centos-7-x86-64-29-81 | master-2 | 10.130.29.81 |
| centos-7-x86-64-29-82 | master-3 | 10.130.29.82 |
| – | Virtual IP | 10.130.29.83 |
| node1 | worker | 10.130.38.105 |
| node2 | worker | 10.130.38.106 |
| node3 | worker | 10.130.38.107 |
进行系统配置
在所有机器上下载内核rpm包，并且执行下面的脚本，配置注记：
关闭防火墙、selinux
关闭系统的Swap，Kubernetes 1.8开始要求。
关闭linux swap空间的swappiness
配置L2网桥在转发包时会被iptables的FORWARD规则所过滤，该配置被CNI插件需要，更多信息请参考Network Plugin Requirements
升级内核到最新，原因见issue#19
开启IPVS
如果发现elrepo-kernel源中的内核版本过高或过低，无法满足要求，可以使用下面测试过的5.0.4版本rpm包：
| kernel-ml-5.0.4.tgz | 百度盘 | twl3 | 8e546a243f6fd5ca3ebe1d30079d2bac |
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config
# 关闭交换分区
swapoff -a
yes | cp /etc/fstab /etc/fstab_bak
cat /etc/fstab_bak |grep -v swap > /etc/fstab
# 设置网桥包经IPTables，core文件生成路径
echo """
vm.swappiness = 0
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
""" > /etc/sysctl.conf
sysctl -p
# 同步时间
yum install -y ntpdate
ntpdate -u ntp.api.bz
# 升级内核
rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-2.el7.elrepo.noarch.rpm ;yum --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-ml-devel kernel-ml -y
# 检查默认内核版本是否大于4.14，否则请调整默认启动参数
grub2-editenv list
#重启以更换内核
reboot
# 确认内核版本后，开启IPVS
uname -a
cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
ipvs_modules="ip_vs ip_vs_lc ip_vs_wlc ip_vs_rr ip_vs_wrr ip_vs_lblc ip_vs_lblcr ip_vs_dh ip_vs_sh ip_vs_fo ip_vs_nq ip_vs_sed ip_vs_ftp nf_conntrack"for kernel_module in \${ipvs_modules}; do
/sbin/modinfo -F filename \${kernel_module} > /dev/null 2>&1
if [ $? -eq 0 ]; then
/sbin/modprobe \${kernel_module}
fidone
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep ip_vs
执行sysctl -p报错请参考centos7添加bridge-nf-call-ip6tables出现No such file or directory
Kubernetes要求集群中所有机器具有不同的Mac地址、产品uuid、Hostname。可以使用如下命令查看Mac和uuid
# 所有主机：检查UUID和Maccat /sys/class/dmi/id/product_uuid
ip link
安装配置Docker
Docker从1.13版本开始调整了默认的防火墙规则，禁用了iptables filter表中FOWARD链，这样会引起Kubernetes集群中跨Node的Pod无法通信，因此docker安装完成后，还需要手动修改iptables规则。
# 所有主机：安装配置docker# 安装dockeryum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager \
--add-repo \
https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum makecache fast
yum install -y docker-ce
# 编辑systemctl的Docker启动文件和配置文件
sed -i "13i ExecStartPost=/usr/sbin/iptables -P FORWARD ACCEPT" /usr/lib/systemd/system/docker.service
mkdir -p /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2"
}
EOF
# 启动docker
systemctl daemon-reload
systemctl enable docker
systemctl start docker
安装私有镜像库
如果不能翻墙，需要使用本文提供的私有镜像源，则还需要为docker做如下配置，将K8s官方镜像库的几个域名设置为insecure-registry，然后设置hosts使它们指向私有源。
# 所有主机：http私有源配置# 额外为Docker配置私有源cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"insecure-registries":["harbor.io", "k8s.gcr.io", "gcr.io", "quay.io"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2"
}
EOF
systemctl restart docker
# 此处应当修改为registry所在机器的IP
REGISTRY_HOST="10.130.38.80"# 设置Hosts
yes | cp /etc/hosts /etc/hosts_bak
cat /etc/hosts_bak|grep -vE '(gcr.io|harbor.io|quay.io)' > /etc/hosts
echo """
$REGISTRY_HOST gcr.io harbor.io k8s.gcr.io quay.io """ >> /etc/hosts
下载地址：
| k8s-repo-v1.14.0 | 百度盘 | 88ua | 96af3a2da51460f8e51321e15094fdd2 |
随后将该文件放置到registry机器上，并在registry主机上加载、启动该镜像
# registry：启动私有镜像库docker load -i /path/to/k8s-repo-1.14.0
docker run --restart=always -d -p 80:5000 --name repo harbor.io:1180/system/k8s-repo:v1.14.0
该镜像库中包含如下镜像，全部来源于官方镜像站。
镜像列表
安装配置kubernetes
基本安装
下载文件：
| k8s-v1.14.0-rpms.tgz | 百度盘 | okdg | 7cccc6b10e17a6c640baced768aab274 |
并放置在k8s各个master和worker主机上
# master & worker：安装kubernetesyum install -y socat keepalived ipvsadm conntrack
cd /path/to/downloaded/file
tar -xzvf k8s-v1.14.0-rpms.tgz
cd k8s-v1.14.0
rpm -Uvh * --force
systemctl enable kubelet
kubeadm version -o short
配置免密码登陆
# master-1：生成ssh密钥对ssh-keygen
# 三次回车后，密钥生成完成
cat ~/.ssh/id_rsa.pub
# 得到该机器的公钥如下图
将该公钥复制，并分别登陆到master-1 master-2 master-3的root用户，将它令起一行粘贴到 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，包括master-1自己
复制完成后，从master-1上分别登陆master-1 master-2 master-3测试是否可以免密码登陆(请不要跳过这一步)，可以的话便可以继续执行下一步
部署HA Master
HA Master的部署过程已经自动化，请在master-1上执行如下命令，并注意修改IP
# 部署HA mastercd ~/
# 创建集群信息文件
echo """
CP0_IP=10.130.29.80
CP1_IP=10.130.29.81
CP2_IP=10.130.29.82
VIP=10.130.29.83
NET_IF=eth0
CIDR=10.244.0.0/16""" > ./cluster-info
bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Lentil1016/kubeadm-ha/1.14.0/kubeha-gen.sh)"# 该步骤将可能持续2到10分钟，在该脚本进行安装部署前，将有一次对安装信息进行检查确认的机会
可以在本链接查看我在自己的环境上安装全过程的录像，安装结束后会打印出如下的信息，最后一行为加入集群的命令。
访问dashboard
如果需要访问kubernetes dashboard或traefik dashboard，只需要在浏览器所在机器上配置到任意master的hosts解析，然后访问对应域名即可。
echo """10.130.29.80 dashboard.multi.io ingress.multi.io""" >> /etc/hosts
测试发现有时kubernetes dashboard容器会不响应请求，如果出现该情况请尝试删除dashboard的pod以重新启动该pod，即可解决该问题。
安装helm
如果需要安装helm，请先下载离线包：
| helm-v2.13.1-linux-amd64.tar.gz | 百度盘 | crv5 | ffbe37fe328d99156d14a950bbd8107c |
tar -xzvf helm-v2.13.1-linux-amd64.tar.gz
cd linux-amd64
cp helm /usr/local/bin
helm init --service-account=kubernetes-dashboard-admin --skip-refresh --upgrade
helm version
加入work node
现在可以将各节点入编到集群中。join command是由kubeadm动态生成的，其基本形式如下
# worker：将worker编入集群kubeadm join 10.130.29.83:6443 --token 4n3hvt.sb8qjmno6l47tsww --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a7f1de577bd8677a5d7fe4d765993645ae25d8b52a63a1133b74a595a7bb2e0f
其中包含了节点入编集群所需要携带的验证token，以防止外部恶意的节点进入集群。每个token自生成起24小时后过期。届时如果需要加入新的节点，则需要重新生成新的join token，请使用下面的命令生成，注意改写IP：
# master-1：生成指向VIP的Join Commandkubeadm token create --print-join-command随后到worker节点执行刚刚生成的join command即可将该节点编入集群。
至此，HA master Kubernetes 集群搭建完毕