前言

本文为 K8s 入门指南（一）：单节点集群环境搭建 的姊妹篇，针对 ubuntu（ubuntu 22.04） 系统进行安装配置

环境准备

官方文档：安装 kubeadm | Kubernetes (opens new window)

注：如果是使用的云服务器，下面的 swap、selinux 和防火墙都是默认关闭的，无需进行对应操作

安装 Docker

官方文档：Install Docker Engine on Ubuntu | Docker Docs (opens new window)

禁用 SELinux

将 SELinux 设置为  permissive  模式

# 将 SELinux 设置为 permissive 模式（相当于将其禁用）
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

关闭 Swap

Kubernetes 1.8 开始要求关闭系统的 Swap。如果不关闭，默认配置下 kubelet 将无法启动。可以通过 kubelet 的启动参数--fail-swap-on=false更改这个限制。我们这里简单起见，直接关闭系统的 Swap

禁用交换内存

暂时禁止：

sudo swapoff -a  

永久禁止：

sudo vim /etc/fstab

在此文件中，注释掉该 /swapfile 行

关闭防火墙

如果各个主机启用了防火墙，需要开放 Kubernetes 各个组件所需要的端口

sudo systemctl stop ufw
sudo systemctl disable ufw

其他

设置允许 iptables 检查桥接流量

cat > /etc/modules-load.d/k8s.conf << EOF
br_netfilter
EOF

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

sudo sysctl --system

集群搭建

sudo apt-get install -y ca-certificates curl software-properties-common apt-transport-https curl

curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list <<EOF
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

安装 kubeadm

官方文档：安装 kubeadm | Kubernetes (opens new window)

kubeadm：用来初始化集群的指令。

kubelet：在集群中的每个节点上用来启动 Pod 和容器等。

kubectl：用来与集群通信的命令行工具。

kubeadm 不能帮你安装或者管理 kubelet 或 kubectl，所以你需要确保它们与通过 kubeadm 安装的控制平面的版本相匹配。如果不这样做，则存在发生版本偏差的风险，可能会导致一些预料之外的错误和问题。然而，控制平面与 kubelet 之间可以存在一个次要版本的偏差，但 kubelet 的版本不可以超过 API 服务器的版本。例如，1.7.0 版本的 kubelet 可以完全兼容 1.8.0 版本的 API 服务器，反之则不可以。

更新 apt 包索引并安装使用 Kubernetes apt 仓库所需要的包：

sudo apt-get update
# apt-transport-https 可能是一个虚拟包（dummy package）；如果是的话，你可以跳过安装这个包
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg

下载用于 Kubernetes 软件包仓库的公共签名密钥。所有仓库都使用相同的签名密钥，因此你可以忽略 URL 中的版本 （适用于 Kubernetes 1.20.2）：

curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.20.2/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

添加 Kubernetes apt 仓库

# 此操作会覆盖 /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list 中现存的所有配置。
echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.20.2/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

更新 apt 包索引，安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并锁定其版本

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

注：在 Debian 12 和 Ubuntu 22.04 之前的早期版本中，默认情况下不存在 /etc/apt/keyrings 目录；你可以通过运行 sudo mkdir -m 755 /etc/apt/keyrings 来创建它

kubelet 现在每隔几秒就会重启，因为它陷入了一个等待 kubeadm 指令的死循环

查看是否安装成功

kubeadm version
kubectl version --client
kubelet --version

拉取镜像

执行 kubeadm config images pull 拉取镜像，但是很大可能因为网络原因连接失败，可以使用如下阿里云命令（版本 v 1.21）

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.21.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.21.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.21.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.21.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2
docker pull coredns/coredns:1.7.0

在 k8s 安装时会默认在镜像中获取 k8s. gcr. io 前缀的镜像，所以我们需要将上文下载好的镜像更改名称

docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.21.1 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.21.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.21.1 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.21.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.21.1 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.21.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.21.1 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.21.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0 k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 k8s.gcr.io/pause:3.2
docker tag coredns/coredns:1.7.0 k8s.gcr.io/coredns:1.7.0

注：后面 kubeadm init初始集群的时候可能报错，显示镜像版本不对应，自行更改上面的版本即可，重新 docker pull 和 docker tag 即可，群体替换版本即可（1.21.1 -> 1.20.15），我这里就是偶尔需要用 1.21.1 版本，偶尔需要用 1.20.15 版本，所以我索性给这两个版本镜像都拉取到本地

修改主机映射

vim /etc/hosts

初始化服务

在初始化集群之前需要先重启下 kubelet systemctl restart kubelet

kubeadm init --apiserver-advertise-address=172.25.234.148 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --kubernetes-version=v1.21.1
# 或
kubeadm init

解释下命令

1. kubeadm init: 这是命令的主体部分，它告诉 kubeadm 初始化一个新的 Kubernetes 控制平面。
2. --apiserver-advertise-address=192.168.44.15: 这个选项指定 Kubernetes API Server 监听的网络地址。在这里，它设置为 192.168.44.15。
3. --pod-network-cidr=10.244.0.0/16: 这个选项指定用于 Pod 网络的 CIDR 地址范围。这是容器之间通信的地址范围。在这里，它设置为 10.244.0.0/16。
4. --kubernetes-version=v1.21.1: 这个选项指定要安装的 Kubernetes 版本，这里设置为 v1.21.1。

如果出现问题，需要自行查看日志然后搜索解决（因为可能的出现错误太多，这里没法一一列出）

可以尝试重新启动 kubelet systemctl restart kubelet ，然后重置集群kubeadm reset，然后再次尝试初始化

注意：这里我使用的是 kubeadm init 初始化集群

下面解释成功日志输出，要使非 root 用户可以运行 kubectl，请运行以下命令，它们也是 kubeadm init 输出的一部分

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

如果是 root 用户，可以运行如下

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

我们可以运行 kubectl apply -f [podnetwork].yaml 部署 Pod 网络

然后如果多集群部署，并且多服务器之间内网是连通的话，可以使用如下命令添加工作节点

kubeadm join 172.25.234.148:6443 --token ls55pz.ed4wq51xex0ho1hh \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a082bb7e27b8c26625edeb8198e49967bd4dd4493b3b532c750a9f98f912f801

然后我们可以安装 Flannel，Flannel 通过给每台宿主机分配一个子网的方式为容器提供虚拟网络，它基于 Linux TUN/TAP，使用 UDP 封装 IP 包来创建 overlay 网络，并借助 etcd 维护网络的分配情况

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

最后验证节点，如果为 Ready 则 master 节点已经注册到了 k 8 s

kubectl get nodes

如果是 NotReady，可以执行以下语句判断服务器状态

kubectl get nodes -o yaml

然后查看 kubelet 日志 journalctl -f -u kubelet.service

部分日志显示错误：networkPlugin cni failed to set up pod

vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
# 上面两项修改如下
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1

# 然后执行如下
yum clean all
yum install kubernetes-cni -y

最后可以看到节点添加成功

总结

至此单节点环境部署已经结束，博主刚刚接触学习 k8s，希望和大家分享学习中的经验教训，如果文中有错误纰漏还望各位指出

后面专栏大概还会有一到两个章节，以实战 demo 代码学习 Pod，Deployment，Service 等概念

除此之外的话，我自己也尝试过 windows（WSL 2）搭建 minikube k8s 环境，不是很理想，哪怕是对于学习目的也并不推荐。然后其实相较于 CentOS 其实官方更推荐使用 Ubuntu ，官方社区长期维护，也比较稳定

sudo apt update
sudo apt upgrade -y

# 禁用防火墙
sudo systemctl disable ufw
sudo apt install -y policycoreutils
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's#=permissive#=disabled#g' /etc/selinux/config
sudo sestatus  #确保状态为disabled

# 禁用swap分区
sudo swapoff -a
sudo sed -ri 's/.swap./#&/' /etc/fstab
# 或者编辑下面文件，注释掉swap这一行
sudo vim /etc/fstab

参考链接

• ubuntu20.04安装minikube - Hu知非 - 博客园 (cnblogs.com) (opens new window)