Kubernetes

集群初始化（Kubeadm）

虽然 Kubeadm 的安装方式比较简单，并且是官方推荐的安装方式，但是 Kubeadm 安装的 Kubernetes 集群证书有效期默认只有一年，到期后需要进行升级或者更新证书。

目前 Kubernetes 保持一年 3 个大版本的更新，推荐采用升级的方式更新证书。

使用 Kubeadm 安装集群时，需要一个 Master 节点初始化集群，然后加入其他节点即可。初始化集群时，可以直接使用 Kubeadm 命令进行初始化，也可以使用一个配置文件进行初始化，由于使用命令行的形式可能需要配置的字段比较多，因此本示例采用配置文件进行初始化。

1. 配置 Master01 能够免密登录其他节点

# ssh-keygen
# for i in k8s-master01 k8s-node01 k8s-node02 k8s-master02 k8s-master03;do ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub $i;done

2. Master 节点创建 kubeadm-config.yaml 配置

  • 创建的是 kubeadm 配置文件，宿主机网段、podSubnet 网段、serviceSubnet 网段不能重复；

  • kubernetesVersion 的值与安装的 Kubeadm 版本一致，可以通过 kubeadm version 命令查询，此处的是 1.27.0；

  • 根据是否配置了高可用，apiServer.certSANs 和 controlPlaneEndpoint 这两个属性需要相应的变化：

    • 如果配置了高可用，这两个属性都是在高可用组件中配置的 VIP 地址。此处是 192.168.10.129，端口号是 16443，即 HAProxy 监听的 IP 地址和端口。

    • 如果没有配置高可用，这两个属性应该设置成唯一的 Master 的地址。此处是 192.168.10.121，端口号是 6443。

  • criSocket 更改为自己的 Runtime。

Master 节点创建 kubeadm-config.yaml 配置文件如下（也可以使用如下命令自动生成 kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml）：

kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml
vim kubeadm-config.yaml
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.10.121           # Master IP（Modified）
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: unix:///var/run/containerd/containerd.sock    # （Modified）
  imagePullPolicy: IfNotPresent
  name: k8s-master01                             # Master host（Modified）
  taints:
  - effect: NoSchedule                       #（Added）
    key: node-role.kubernetes.io/master      #（Added）
---
apiServer:
  certSANs:
  - 192.168.10.121                            # Master IP（Added）
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controlPlaneEndpoint: 192.168.10.121:6443     # Master IP：6443（Added）
controllerManager: {}
dns: {}                             
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers # （Modified）
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: 1.27.0
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
  podSubnet: 172.16.0.0/12                    # Pod 网段（Added）
scheduler: {}

由于版本和此示例可能不太一致，因此需要更新一下 kubeadm 配置文件：

kubeadm config migrate --old-config kubeadm-config.yaml --new-config new.yaml

将 new.yaml 文件复制到其他 Master 节点：

for i in k8s-master02 k8s-master03; do scp new.yaml $i:/root/; done

之后所有 Master 节点提前下载镜像，可以节省初始化时间（其他节点不需要更改任何配置，包括 IP 地址也不需要更改）：

kubeadm config images pull --config /root/new.yaml

3. 初始化 Master01 节点

初始化以后会在 /etc/kubernetes 目录下生成对应的证书和配置文件，之后其他 Master 节点加入Master01 即可：

kubeadm init --config /root/new.yaml  --upload-certs

初始化成功以后，会产生 Token 值，用于其他节点加入时使用，因此要记录一下初始化成功生成的token 值（令牌值）

成功后的提示信息：

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

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/

You can now join any number of the control-plane node running the following command on each as root:
  
  # Master节点加入
  kubeadm join 192.168.10.121:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:5c64e636b37a6b1e5ad53b51f31e9ab20cf69325ee46b2542d3904dd5c080415 \
	--control-plane --certificate-key af56cf3573ade22c2ff94e4184208dc21f2a2a240fddd0e41b6168410958c4c6

Please note that the certificate-key gives access to cluster sensitive data, keep it secret!
As a safeguard, uploaded-certs will be deleted in two hours; If necessary, you can use
"kubeadm init phase upload-certs --upload-certs" to reload certs afterward.

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

// Node 节点加入
kubeadm join 192.168.10.121:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:5c64e636b37a6b1e5ad53b51f31e9ab20cf69325ee46b2542d3904dd5c080415

4. 配置环境变量

初始化成功后，Master01 节点配置 KUBECONFIG 环境变量，之后 Kubectl 即可访问 Kubernetes 集群：

echo 'export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf' >> /root/.bashrc
source /root/.bashrc

如果使用了高可用的配置，并希望能够在其他 Master 节点上也能够使用 kubectl 命令管理集群，只需要同样执行上述修改环境变量的命令即可！

工作节点上不存在 /etc/kubernetes/admin.conf，如果想在工作节点上也能够使用 kubectl，则需要按照 从控制平面节点以外的计算机控制集群中所述的那样，将 admin.conf 分发到工作节点上后才行。

查看节点状态：

# kubectl get nodes
NAME       STATUS     ROLES           AGE    VERSION
master01   NotReady   control-plane   6m4s   v1.27.6

采用初始化安装方式，所有的系统组件均以容器的方式运行并且在 kube-system 命名空间内，此时可以查看 Pod 状态：

# kubectl get po -n kube-system
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-65dcc469f7-bj87n           0/1     Pending   0          6m13s
coredns-65dcc469f7-hvw2m           0/1     Pending   0          6m13s
etcd-master01                      1/1     Running   0          6m26s
kube-apiserver-master01            1/1     Running   0          6m26s
kube-controller-manager-master01   1/1     Running   0          6m26s
kube-proxy-hq6hp                   1/1     Running   0          6m13s
kube-scheduler-master01            1/1     Running   0          6m28s
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