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从零开始搭建Kuber***es (K8s) 集群

在这篇博客中，我们将详细介绍如何从零开始搭建 Kuber***es (K8s) 集群。本文涵盖了准备工作、安装必要组件、部署 K8s 的 Master 和 Node 节点，以及网络插件的配置。需要注意的是，由于 Kuber***es 版本迭代较快，某些组件可能无法向下兼容，请根据实际情况进行安装。

部署方式

目前生产部署 Kuber***es 集群主要有两种方式：

kubeadm：
- kubeadm 是一个 K8s 部署工具，提供了 kubeadm init 和 kubeadm join，用于快速部署 K8s 集群。
- 官网地址: Kubeadm | Kuber***es
二进制包：
- 从 GitHub 下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成 K8s 集群。
- 虽然 kubeadm 降低了部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题时较难排查。如果想要更灵活和可控，推荐使用二进制包部署 K8s 集群，虽然手动部署麻烦，但可以学到更多工作原理，也有利于后期维护。

本文教程主要是展示kubeadm工具搭建kuber***es集群的过程。

准备工作（所有节点）

在开始部署之前，我们需要对所有节点进行以下准备工作。

1. 关闭防火墙

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld

# 禁止防火墙开机自启
systemctl disable firewalld

2. 关闭 SELinux

# 永久关闭 SELinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

# 重启系统使更改生效
reboot

# 临时关闭 SELinux
setenforce 0

3. 关闭 Swap 分区

# 永久关闭 Swap 分区
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

# 重启系统
reboot

# 临时关闭 Swap 分区
swapoff -a

注：

在搭建 Kuber***es 集群之前关闭防火墙、SELinux（Security-Enhanced Linux）以及禁用 swap 分区通常有以下原因：

1. 防火墙：
   - Kuber***es 集群中的各个节点需要通过一系列网络端口进行通信，包括 API 服务器、kubelet、etcd 等。关闭防火墙可以避免阻碍节点之间的网络通信，确保集群的正常运行。
   - 在生产环境中，建议使用网络策略（***work Policies）来限制 Pod 之间和 Pod 与外部的网络通信，而不是完全关闭防火墙。

2. SELinux：
   - SELinux 是一个 Linux 内核的安全模块，用于强化系统的安全性。但是，它有时会与 Kuber***es 组件和容器运行时产生冲突，导致权限问题和功能受限。
   - 关闭 SELinux 可以简化 Kuber***es 集群的配置和维护，避免潜在的权限问题。

3. 禁用 Swap 分区：
   - Kuber***es 对内存的管理和调度依赖于 Linux 内核的内存管理机制。Swap 分区的存在可能导致内存调度行为不稳定，从而影响容器的性能和稳定性。
   - Kuber***es 官方建议在所有集群节点上禁用 swap 分区，以确保容器可以充分利用主机的物理内存，并避免因为交换空间导致的性能问题。

虽然关闭防火墙、SELinux 和禁用 swap 分区可以简化 Kuber***es 的搭建和维护，但同时也会降低系统的安全性。在生产环境中，建议根据安全策略来适当配置防火墙规则，并针对 SELinux 进行合适的配置，以确保系统安全性和 Kuber***es 的正常运行。

4. 设置主机名

# 设置主机名（以 node1 为例）
hostnamectl set-hostname node1

# 或者直接修改 /etc/hostname 文件，内容为：
node1

在每个节点上添加 hosts 文件的配置：

cat >> /etc/hosts << EOF
10.154.22.10 Ubuntu-Server
10.152.193.47 k8sNode1
10.152.193.47 k8sNode2
10.152.193.47 k8sNode3
10.152.193.47 k8sNode4
10.152.193.47 k8sNode5
10.152.193.47 k8sNode6
...
EOF

5. 配置网络设置

为所有节点添加网桥过滤和地址转发功能：

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
***.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
***.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
***.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
EOF

# 加载 br_***filter 模块
modprobe br_***filter

# 查看是否加载成功
lsmod | grep br_***filter

# 应用新的配置
sysctl --system

所有节点执行时间同步：

# 启动chronyd服务
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
date

6. 安装 IPVS（可选，非必须）

安装 ipset 和 ipvsadm 在搭建 Kuber***es 集群中通常是为了使用 IPVS（IP Virtual Server）模式作为 Kuber***es 的服务代理模式。IPVS 是一种高性能的四层负载均衡器，可以提供更高的性能和更低的延迟，特别是在大规模的服务负载下。

以下是在每个节点上安装 ipset 和 ipvsadm 的步骤：

安装ipset：
- 在大多数 Linux 发行版中，ipset 包是作为软件包管理系统的一部分提供的，可以直接使用包管理器进行安装。例如，在基于 Debian/Ubuntu 的系统中，可以使用 apt 包管理器安装：
```
sudo apt update
sudo 
```

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