Как установить Kubernetes на Ubuntu?

Kubernetes - это инструмент развёртывания и масштабирования контейнеров с открытым исходным кодом, разработанный компанией Google.

В этой статье вы узнаете, как настроить Kubernetes с главным узлом (master nodes) и рабочим узлом (worker nodes).

Убедитесь, что Docker установлен как на главном, так и на рабочем узле

Настройка среди и установка

Для демонстрации у меня есть 2 системы Ubuntu, одна будет главным узлом, а другая - рабочим узлом. Конфигурация обоих серверов выглядит следующим образом.

  • 2 процессора
  • Главный узел - 4 ГБ ОЗУ / Рабочий узел - 2 ГБ ОЗУ
  • Жесткий диск 10 ГБ

Используйте команду hostnamectl для установки имени хоста в обеих системах.

На главном узле:

[email protected]:~$ sudo hostnamectl set-hostname kubernetes-master

На рабочем узле:

[email protected]:~$ sudo hostnamectl set-hostname kubernetes-worker

Итак, ниже приведены детали обоих узлов.

Главный узел

  • Имя хоста: kubernetes-master
  • IP-адрес: 192.168.0.107

Рабочий узел

  • Имя хоста: kubernetes-worker
  • IP-адрес: 192.168.0.108

Отредактируйте файл hosts в обеих системах.

[email protected]:~$ sudo gedit /etc/hosts 

192.168.0.107 kubernetes-master 
192.168.0.109 kubernetes-worker

Прежде чем начать установку Kubernetes, выполните приведенную ниже команду на главном и рабочем узлах, чтобы проверить, работает ли Docker.

[email protected]:~$ sudo service docker status
[sudo] password for itgap:
● docker.service - Docker Application Container Engine
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Sat 2019-11-23 15:39:36 EST; 3 weeks 0 days ago
Docs: https://docs.docker.com
Main PID: 8840 (dockerd)
Tasks: 17
Memory: 42.3M
CGroup: /system.slice/docker.service
└─8840 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

Nov 23 15:39:35 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:35.091941184-05:00" level=warning msg="Your kernel does not support cgrou
Nov 23 15:39:35 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:35.093149218-05:00" level=info msg="Loading containers: start."
Nov 23 15:39:35 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:35.957842188-05:00" level=info msg="Default bridge (docker0) is assigned
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.078753190-05:00" level=info msg="Loading containers: done."
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.664727326-05:00" level=info msg="Docker daemon" commit=481bc77 graphdr
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.817929464-05:00" level=error msg="cluster exited with error: error whi
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.820439024-05:00" level=error msg="swarm component could not be started
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.820821712-05:00" level=info msg="Daemon has completed initialization"
Nov 23 15:39:36 itgap systemd[1]: Started Docker Application Container Engine.
Nov 23 15:39:36 itgap dockerd[8840]: time="2019-11-23T15:39:36.883382952-05:00" level=info msg="API listen on /home/itgap/docker.sock
lines 1-20/20 (END)

Установка Kubernetes

Запустите все команды, упомянутые в этом разделе, как на главном, так и на рабочем узлах.

Во-первых, добавьте ключ хранилища пакетов Kubernetes.

[email protected]::~$ curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add
[sudo] password for itgap:
OK

Выполните команду ниже, чтобы настроить хранилище пакетов Kubernetes.

[email protected]:~$ sudo apt-add-repository "deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main"
Hit:1 https://download.docker.com/linux/ubuntu bionic InRelease
Hit:2 http://ppa.launchpad.net/ansible/ansible/ubuntu cosmic InRelease
Get:3 http://apt.puppetlabs.com bionic InRelease [85.3 kB]
Hit:5 http://security.ubuntu.com/ubuntu cosmic-security InRelease
Hit:6 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic InRelease
Ign:7 http://pkg.jenkins.io/debian-stable binary/ InRelease
Hit:8 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic-updates InRelease
Hit:9 http://pkg.jenkins.io/debian-stable binary/ Release
Hit:10 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic-backports InRelease
Get:4 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial InRelease [8,993 B]
Get:11 http://apt.puppetlabs.com bionic/puppet6 amd64 Packages [36.1 kB]
Get:13 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 Packages [32.2 kB]
Fetched 163 kB in 3s (49.1 kB/s)
Reading package lists... Done

Прежде чем продолжить, отключите обмен на обоих узлах.

[email protected]:~$ sudo swapoff -a

Установка Kubeadm

Теперь вам нужно установить kubeadm.

kubeadm - это инструмент в Kubernetes, который используется для добавления узлов в кластер Kubernetes.

[email protected]:~$ sudo apt-get install kubeadm -y
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
The following additional packages will be installed:
conntrack cri-tools ebtables ethtool kubectl kubelet kubernetes-cni socat
The following NEW packages will be installed:
conntrack cri-tools ebtables ethtool kubeadm kubectl kubelet kubernetes-cni socat
0 upgraded, 9 newly installed, 0 to remove and 235 not upgraded.
Need to get 51.8 MB of archives.
After this operation, 273 MB of additional disk space will be used.
Get:3 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic/main amd64 conntrack amd64 1:1.4.5-1 [30.2 kB]
Get:1 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 cri-tools amd64 1.13.0-00 [8,776 kB]
Get:6 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic/main amd64 ebtables amd64 2.0.10.4-3.5ubuntu5 [79.8 kB]
Get:8 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic/main amd64 ethtool amd64 1:4.16-1 [115 kB]
Get:9 http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic/main amd64 socat amd64 1.7.3.2-2ubuntu2 [342 kB]
Get:2 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 kubernetes-cni amd64 0.7.5-00 [6,473 kB]
Get:4 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 kubelet amd64 1.17.0-00 [19.2 MB]
Get:5 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 kubectl amd64 1.17.0-00 [8,742 kB]
Get:7 https://packages.cloud.google.com/apt kubernetes-xenial/main amd64 kubeadm amd64 1.17.0-00 [8,059 kB]
Fetched 51.8 MB in 8s (6,419 kB/s)
Selecting previously unselected package conntrack.
(Reading database ... 318151 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../0-conntrack_1%3a1.4.5-1_amd64.deb ...
Unpacking conntrack (1:1.4.5-1) ...
Selecting previously unselected package cri-tools.
Preparing to unpack .../1-cri-tools_1.13.0-00_amd64.deb ...
Unpacking cri-tools (1.13.0-00) ...
Selecting previously unselected package ebtables.
Preparing to unpack .../2-ebtables_2.0.10.4-3.5ubuntu5_amd64.deb ...
Unpacking ebtables (2.0.10.4-3.5ubuntu5) ...
Selecting previously unselected package ethtool.
Preparing to unpack .../3-ethtool_1%3a4.16-1_amd64.deb ...
Unpacking ethtool (1:4.16-1) ...
Selecting previously unselected package kubernetes-cni.
Preparing to unpack .../4-kubernetes-cni_0.7.5-00_amd64.deb ...
Unpacking kubernetes-cni (0.7.5-00) ...
Selecting previously unselected package socat.
Preparing to unpack .../5-socat_1.7.3.2-2ubuntu2_amd64.deb ...
Unpacking socat (1.7.3.2-2ubuntu2) ...
Selecting previously unselected package kubelet.
Preparing to unpack .../6-kubelet_1.17.0-00_amd64.deb ...
Unpacking kubelet (1.17.0-00) ...
Selecting previously unselected package kubectl.
Preparing to unpack .../7-kubectl_1.17.0-00_amd64.deb ...
Unpacking kubectl (1.17.0-00) ...
Selecting previously unselected package kubeadm.
Preparing to unpack .../8-kubeadm_1.17.0-00_amd64.deb ...
Unpacking kubeadm (1.17.0-00) ...
Setting up conntrack (1:1.4.5-1) ...
Setting up kubernetes-cni (0.7.5-00) ...
Setting up cri-tools (1.13.0-00) ...
Setting up socat (1.7.3.2-2ubuntu2) ...
Processing triggers for systemd (239-7ubuntu10.12) ...
Setting up ebtables (2.0.10.4-3.5ubuntu5) ...
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ebtables.service → /lib/systemd/system/ebtables.service.
update-rc.d: warning: start and stop actions are no longer supported; falling back to defaults
Setting up kubectl (1.17.0-00) ...
Processing triggers for man-db (2.8.4-2) ...
Setting up ethtool (1:4.16-1) ...
Setting up kubelet (1.17.0-00) ...
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service → /lib/systemd/system/kubelet.service.
Setting up kubeadm (1.17.0-00) ...
Processing triggers for systemd (239-7ubuntu10.12) ...

Проверьте версию kubeadm, чтобы убедиться, что она установлена ​​правильно.

[email protected]:~$ kubeadm version
kubeadm version: &version.Info{Major:"1", Minor:"17", GitVersion:"v1.17.0", GitCommit:"70132b0f130acc0bed193d9ba59dd186f0e634cf", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2019-12-07T21:17:50Z", GoVersion:"go1.13.4", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

Инициализация кластера Kubernetes

Теперь выполните команду init, чтобы инициализировать кластер Kubernetes только на главном узле. Используйте, --apiserver-advertise-address чтобы сообщить рабочему узлу об IP-адресе главного узла.

[email protected]:~$ sudo kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.0.107 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
W1217 11:05:15.474854 10193 validation.go:28] Cannot validate kube-proxy config - no validator is available
W1217 11:05:15.474935 10193 validation.go:28] Cannot validate kubelet config - no validator is available
[init] Using Kubernetes version: v1.17.0
[preflight] Running pre-flight checks
[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/
[preflight] Pulling images required for setting up a Kubernetes cluster
[preflight] This might take a minute or two, depending on the speed of your internet connection
[preflight] You can also perform this action in beforehand using 'kubeadm config images pull'
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[certs] Using certificateDir folder "/etc/kubernetes/pki"
[certs] Generating "ca" certificate and key
[certs] Generating "apiserver" certificate and key
[certs] apiserver serving cert is signed for DNS names [kubernetes-master kubernetes kubernetes.default kubernetes.default.svc kubernetes.default.svc.cluster.local] and IPs [10.96.0.1 192.168.0.107]
[certs] Generating "apiserver-kubelet-client" certificate and key
[certs] Generating "front-proxy-ca" certificate and key
[certs] Generating "front-proxy-client" certificate and key
[certs] Generating "etcd/ca" certificate and key
[certs] Generating "etcd/server" certificate and key
[certs] etcd/server serving cert is signed for DNS names [kubernetes-master localhost] and IPs [192.168.0.107 127.0.0.1 ::1]
[certs] Generating "etcd/peer" certificate and key
[certs] etcd/peer serving cert is signed for DNS names [kubernetes-master localhost] and IPs [192.168.0.107 127.0.0.1 ::1]
[certs] Generating "etcd/healthcheck-client" certificate and key
[certs] Generating "apiserver-etcd-client" certificate and key
[certs] Generating "sa" key and public key
[kubeconfig] Using kubeconfig folder "/etc/kubernetes"
[kubeconfig] Writing "admin.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "kubelet.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "controller-manager.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "scheduler.conf" kubeconfig file
[control-plane] Using manifest folder "/etc/kubernetes/manifests"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-apiserver"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-controller-manager"
W1217 11:05:25.584769 10193 manifests.go:214] the default kube-apiserver authorization-mode is "Node,RBAC"; using "Node,RBAC"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-scheduler"
W1217 11:05:25.587128 10193 manifests.go:214] the default kube-apiserver authorization-mode is "Node,RBAC"; using "Node,RBAC"
[etcd] Creating static Pod manifest for local etcd in "/etc/kubernetes/manifests"
[wait-control-plane] Waiting for the kubelet to boot up the control plane as static Pods from directory "/etc/kubernetes/manifests". This can take up to 4m0s
[apiclient] All control plane components are healthy after 35.010368 seconds
[upload-config] Storing the configuration used in ConfigMap "kubeadm-config" in the "kube-system" Namespace
[kubelet] Creating a ConfigMap "kubelet-config-1.17" in namespace kube-system with the configuration for the kubelets in the cluster
[upload-certs] Skipping phase. Please see --upload-certs
[mark-control-plane] Marking the node kubernetes-master as control-plane by adding the label "node-role.kubernetes.io/master=''"
[mark-control-plane] Marking the node kubernetes-master as control-plane by adding the taints [node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule]
[bootstrap-token] Using token: dmamk9.0nmo62mhom8961qw
[bootstrap-token] Configuring bootstrap tokens, cluster-info ConfigMap, RBAC Roles
[bootstrap-token] configured RBAC rules to allow Node Bootstrap tokens to post CSRs in order for nodes to get long term certificate credentials
[bootstrap-token] configured RBAC rules to allow the csrapprover controller automatically approve CSRs from a Node Bootstrap Token
[bootstrap-token] configured RBAC rules to allow certificate rotation for all node client certificates in the cluster
[bootstrap-token] Creating the "cluster-info" ConfigMap in the "kube-public" namespace
[kubelet-finalize] Updating "/etc/kubernetes/kubelet.conf" to point to a rotatable kubelet client certificate and key
[addons] Applied essential addon: CoreDNS
[addons] Applied essential addon: kube-proxy

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

Чтобы начать использовать кластер, вам нужно запустить следующую команду как обычный пользователь:

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

Затем вам нужно развернуть сеть pod в кластере.

Запустите kubectl apply -f [podnetwork].yaml с одним из параметров, перечисленных по адресу https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

Затем вы можете присоединиться к любому количеству рабочих узлов, выполнив следующие действия для каждого пользователя root:

kubeadm join 192.168.0.107:6443 --token dmamk9.0nmo62mhom8961qw --discovery-token-ca-cert-hash sha256:2de92f42e84d2020d8b19b1778785df5f8196e5eedaa5664ad911e8c23f58963

Как упомянуто в выводе выше, создайте каталог .kube и скопируйте файл admin.conf в файл конфигурации в каталоге .kube.

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

В этот момент, когда вы запустите команду kubectl get nodes, вы увидите, что статус главного узла как - NotReady (Не готов).

[email protected]:~$ sudo kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kubernetes-master NotReady master 2m34s v1.17.0

Развертка сети Pod - Flannel

Далее необходимо развернуть сеть pod на главном узле. Я использую сеть flannel. Он используется для связи между узлами в кластере Kubernetes.

[email protected]:~$ sudo kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
podsecuritypolicy.policy/psp.flannel.unprivileged created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-amd64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-ppc64le created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-s390x created

Проверьте состояние главного узла, он должен быть в состоянии - Ready (Готов).

[email protected]:~$ sudo kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kubernetes-master Ready master 4m41s v1.17.0

Через несколько секунд проверьте, все ли модули запущены и работают.

[email protected]:~$ kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-6955765f44-rzw9d 1/1 Running 0 4m17s
kube-system coredns-6955765f44-xvgdp 1/1 Running 0 4m17s
kube-system etcd-kubernetes-master 1/1 Running 0 4m27s
kube-system kube-apiserver-kubernetes-master 1/1 Running 0 4m27s
kube-system kube-controller-manager-kubernetes-master 1/1 Running 0 4m27s
kube-system kube-flannel-ds-amd64-c2rf5 1/1 Running 0 81s
kube-system kube-proxy-mvdd7 1/1 Running 0 4m17s
kube-system kube-scheduler-kubernetes-master 1/1 Running 0 4m27s

Добавление рабочего узла в кластер

Теперь, когда ваш главный узел правильно настроен и работает, пришло время добавить рабочий узел. Здесь вам нужно запустить команду соединения на рабочем узле, которую вы получили после инициализации kubeadm.

Выполните команду ниже на рабочем узле, чтобы присоединиться к главному узлу.

[email protected]:~$ sudo kubeadm join 192.168.0.107:6443 --token dmamk9.0nmo62mhom8961qw --discovery-token-ca-cert-hash sha256:2de92f42e84d2020d8b19b1778785df5f8196e5eedaa5664ad911e8c23f58963
[sudo] password for itgap:
W1217 11:08:01.066191 28968 join.go:346] [preflight] WARNING: JoinControlPane.controlPlane settings will be ignored when control-plane flag is not set.
[preflight] Running pre-flight checks
[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/
[preflight] Reading configuration from the cluster...
[preflight] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -oyaml'
[kubelet-start] Downloading configuration for the kubelet from the "kubelet-config-1.17" ConfigMap in the kube-system namespace
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.

На главном узле:

Вы увидите, что еще несколько модулей работают после того, как рабочий узел присоединился к кластеру.

[email protected]:~$ kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-6955765f44-9c7jc 1/1 Running 0 5m3s
kube-system coredns-6955765f44-c9s9r 1/1 Running 0 5m3s
kube-system etcd-kubernetes-master 1/1 Running 0 5m12s
kube-system kube-apiserver-kubernetes-master 1/1 Running 0 5m12s
kube-system kube-controller-manager-kubernetes-master 1/1 Running 0 5m13s
kube-system kube-flannel-ds-amd64-lgr62 1/1 Running 0 3m35s
kube-system kube-flannel-ds-amd64-n6vwm 1/1 Running 0 27s
kube-system kube-proxy-9mqp6 1/1 Running 0 27s
kube-system kube-proxy-kwkz2 1/1 Running 0 5m3s
kube-system kube-scheduler-kubernetes-master 1/1 Running 0 5m13s

Теперь снова введите команду kubectl на главном узле, чтобы проверить, присоединился ли рабочий узел к кластеру и работает ли он в состоянии Ready (Готов).

[email protected]:~$ kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kubernetes-master Ready master 5m27s v1.17.0
kubernetes-worker Ready <none> 31s v1.17.0

Заключение

Теперь, когда настройка Kubernetes готова, вы можете начать развёртывание контейнеров в кластере Kubernetes.