之前的博文中已经介绍过使用kubeadm自动化安装Kubernetes ,但是由于各个组件都是以容器的方式运行，对于具体的配置细节没有太多涉及，为了更好的理解Kubernetes中各个组件的作用，本篇博文将使用二进制的方式安装Kubernetes集群，对于各个组件的配置做进一步的详细说明。

在1.10版本中，已经逐步废弃掉了非安全端口（默认8080）的连接方式，这里会介绍使用ca证书双向认证的方式来建立集群，配置过程稍复杂。

环境说明

1、两台CentOS7 主机，解析主机名，关闭防火墙,Selinux,同步系统时间：

10.0.0.1 node-1 Master10.0.0.2 node-2 NodeMaster上部署：

• etcd
• kube-apiserver
• kube-controller-manager
• kube-scheduler

Node上部署：

• Docker
• kubelet
• kube-proxy

2、下载官方的软件包https://github.com/kubernetes/kubernetes/ ，这里我们下载二进制文件，这里我们选择了1.10.2的版本：

• kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
• kubernetes-node-linux-amd64.tar

Master部署

由于使用的是二进制包，解压后直接将对应的文件拷贝到执行目录即可:

# tar xf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz# cd kubernetes/server/bin# cp `ls|egrep -v "*.tar|*_tag"` /usr/bin/

下面对具体的服务配置进行说明。

1、etcd

etcd服务是Kubernetes集群的核心数据库，在安装各个服务之前需要先安装启动。这里演示的是部署etcd单节点，当然也可以配置3节点的集群。如果想配置更加简单，推荐直接使用yum方式安装。

# wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.20/etcd-v3.2.20-linux-amd64.tar.gz# tar xf etcd-v3.2.20-linux-amd64.tar.gz# cd etcd-v3.2.20-linux-amd64# cp etcd etcdctl  /usr/bin/# mkdir /var/lib/etcd# mkdir /etc/etcd

编辑systemd管理文件：

vim /usr/lib/systemd/system/etcd.service[Unit]Description=Etcd ServerAfter=network.target[Service]Type=simpleWorkingDirectory=/var/lib/etcd/EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.confExecStart=/usr/bin/etcd[Install]WantedBy=multi-user.target

启动服务：

systemctl daemon-reloadsystemctl start etcdsystemctl status etcd.service

查看服务状态：

[root@node-1 ~]# netstat -lntp|grep etcdtcp        0      0 127.0.0.1:2379          0.0.0.0:*               LISTEN      18794/etcd          tcp        0      0 127.0.0.1:2380          0.0.0.0:*               LISTEN      18794/etcd [root@node-1 ~]# etcdctl  cluster-healthmember 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from http://localhost:2379cluster is healthy

说明： etcd 会启用两个端口，其中2380 是集群的通信端口，2379是服务端口。如果是配置etcd集群，则要修改配置文件，设置监听IP和端口。

2、kube-apiserver

1、编辑systemd的启动文件：

vim /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service[Unit]Description=Kubernetes API ServerDocumentation=https://kubernetes.io/docs/concepts/overviewAfter=network.targetAfter=etcd.service[Service]EnvironmentFile=/etc/kubernetes/apiserverExecStart=/usr/bin/kube-apiserver $KUBE_API_ARGSRestart=on-failureType=notifyLimitNOFILE=65536[Install]WantedBy=multi-user.target

2、配置参数文件(需要先创建配置目录）：

# cat /etc/kubernetes/apiserver KUBE_API_ARGS="--storage-backend=etcd3 \               --etcd-servers=http://127.0.0.1:2379 \               --bind-address=0.0.0.0 \               --secure-port=6443  \               --service-cluster-ip-range=10.222.0.0/16  \               --service-node-port-range=1-65535 \               --client-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.crt \               --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/server.key  \               --tls-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/server.crt  \               --enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,SecurityContextDeny,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota \               --logtostderr=false \               --log-dir=/var/log/kubernetes \               --v=2"

• service-cluster-ip-range是servcies的虚拟IP的IP范围，这里可以自己定义，不能当前的宿主机网段重叠。
• bind-addres 指定的apiserver监听地址，对应的监听端口是6443，使用的https的方式。
• client-ca-file 这是认证的相关文件，这预先定义，后面会创建证书文件，并放置到对应的路径。

3、创建日志目录和证书目录，如果没有配文件目录也需要创建：

mkdir /var/log/kubernetesmkdir /etc/kubernetesmkdir /etc/kubernetes/ssl

3、kube-controller-manager

1、配置systemd的启动文件：

# cat /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service [Unit]Description=Kubernetes Controller Manager Documentation=https://kubernetes.io/docs/setupAfter=kube-apiserver.serviceRequires=kube-apiserver.service[Service]EnvironmentFile=/etc/kubernetes/controller-managerExecStart=/usr/bin/kube-controller-manager $KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGSRestart=on-failureLimitNOFILE=65536[Install]WantedBy=multi-user.target

2、配置启动参数文件：

# cat /etc/kubernetes/controller-manager KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS="--master=https://10.0.0.1:6443   \--service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/server.key  \--root-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.crt --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

4、kube-scheduler

1、配置systemd启动文件：

# cat /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service [Unit]Description=Kubernetes Controller Manager Documentation=https://kubernetes.io/docs/setupAfter=kube-apiserver.serviceRequires=kube-apiserver.service[Service]EnvironmentFile=/etc/kubernetes/schedulerExecStart=/usr/bin/kube-scheduler $KUBE_SCHEDULER_ARGSRestart=on-failureLimitNOFILE=65536[Install]WantedBy=multi-user.target

2、配置参数文件：

# cat /etc/kubernetes/scheduler KUBE_SCHEDULER_ARGS="--master=https://10.0.0.1:6443 --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

5、创建kubeconfig文件

# cat /etc/kubernetes/kubeconfig apiVersion: v1kind: Configusers:- name: controllermanager  user:    client-certificate: /etc/kubernetes/ssl/cs_client.crt    client-key: /etc/kubernetes/ssl/cs_client.keyclusters:- name: local  cluster:    certificate-authority: /etc/kubernetes/ssl/ca.crtcontexts:- context:    cluster: local    user: controllermanager  name: my-contextcurrent-context: my-context

6、创建CA证书

1、配置kube-apiserver的CA证书和私钥文件，：

# cd  /etc/kubernetes/ssl/# openssl genrsa -out ca.key 2048# openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -subj "/CN=10.0.0.1" -days 5000 -out ca.crt    # CN指定Master的IP地址# openssl genrsa -out server.key 2048

2、创建master_ssl.cnf文件：

# cat master_ssl.cnf [req]req_extensions = v3_reqdistinguished_name = req_distinguished_name[req_distinguished_name][ v3_req ]basicConstraints = CA:FALSEkeyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEnciphermentsubjectAltName = @alt_names[alt_names]DNS.1 = kubernetesDNS.2 = kubernetes.defaultDNS.3 = kubernetes.default.svcDNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster.localDNS.5 = k8s_masterIP.1 = 10.222.0.1                     # ClusterIP 地址IP.2 = 10.0.0.1                         # master IP地址

3、基于上述文件，创建server.csr和 server.crt文件，执行如下命令：

# openssl req -new -key server.key -subj "/CN=node-1" -config master_ssl.cnf -out server.csr   # CN指定主机名# openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -days 5000 -extensions v3_req -extfile master_ssl.cnf -out server.crt

提示： 执行以上命令后会生成6个文件，ca.crt ca.key ca.srl server.crt server.csr server.key。

4、设置kube-controller-manager相关证书：

# cd  /etc/kubernetes/ssl/# openssl genrsa -out cs_client.key 2048# openssl req -new -key cs_client.key -subj "/CN=node-1" -out cs_client.csr     # CN指定主机名# openssl x509 -req -in cs_client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out cs_client.crt -days 5000

5、确保/etc/kubernetes/ssl/ 目录下有如下文件：

[root@node-1 ssl]# lltotal 36-rw-r--r-- 1 root root 1090 May 25 15:34 ca.crt-rw-r--r-- 1 root root 1675 May 25 15:33 ca.key-rw-r--r-- 1 root root   17 May 25 15:41 ca.srl-rw-r--r-- 1 root root  973 May 25 15:41 cs_client.crt-rw-r--r-- 1 root root  887 May 25 15:41 cs_client.csr-rw-r--r-- 1 root root 1675 May 25 15:40 cs_client.key-rw-r--r-- 1 root root 1192 May 25 15:37 server.crt-rw-r--r-- 1 root root 1123 May 25 15:36 server.csr-rw-r--r-- 1 root root 1675 May 25 15:34 server.key

7、启动服务：

1、启动kube-apiserver:

#  systemctl daemon-reload#  systemctl enable kube-apiserver#  systemctl start kube-apiserver

说明：kube-apiserver 默认会启动两个端口（8080和6443），其中，8080是各个组件之间通信的端口，在新的版本中已经很少使用，kube-apiserver所在的主机一般称为Master, 另一个端口6443是为HTTPS提供身份验证和授权的端口。

2、启动kube-controller-manager：

#  systemctl daemon-reload#  systemctl enable kube-controller-manager#  systemctl start kube-controller-manager

说明：此服务会启动一个10252的端口

3、启动kube-scheduler

#  systemctl daemon-reload#  systemctl enable kube-scheduler#  systemctl start kube-scheduler

说明： 此服务会启动一个10251的端口

5、启动各项服务时，分别查看对应的日志和启动状态信息，确认服务没有报错

#  systemctl status  KUBE-SERVEICE-NAME

Node 部署

Node节点上部署的服务非常简单，只需要部署 docker、kubelet和kube-proxy服务即可。

先配置如下文件：

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

上传Kubernetes的Node节点二进制包，解压后执行如下命令：

tar xf kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz cd /kubernetes/node/bincp kubectl kubelet  kube-proxy  /usr/bin/mkdir /var/lib/kubeletmkdir /var/log/kubernetesmkdir /etc/kubernetes

1、Docker

1、安装Docker17.03版本：

yum install docker-ce-selinux-17.03.2.ce-1.el7.centos.noarch.rpm  -yyum install docker-ce-17.03.2.ce-1.el7.centos.x86_64.rpm  -y

2、配置启动参数：

vim /usr/lib/systemd/system/docker.service...ExecStart=/usr/bin/dockerd --registry-mirror https://qxx96o44.mirror.aliyuncs.com...

3、启动：

systemctl daemon-reloadsystemctl enable dockersystemctl start docker

2、 创建kubelet证书

每台Node节点上都需要配置kubelet的客户端证书。

复制Master上的ca.crt，ca.key到Node节点上的ssl目录，执行如下命令生成kubelet_client.crt和kubelet_client.csr文件：

# cd /etc/kubernetes/ssl/# openssl genrsa -out kubelet_client.key 2048# openssl req -new -key kubelet_client.key -subj "/CN=10.0.0.2" -out kubelet_client.csr      #  CN指定Node节点的IP# openssl x509 -req -in kubelet_client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out kubelet_client.crt -days 5000

3、kubelet

1、配置启动文件：

# cat /usr/lib/systemd/system/kubelet.service [Unit]Description=Kubernetes API ServerDocumentation=https://kubernetes.io/docAfter=docker.serviceRequires=docker.service[Service]WorkingDirectory=/var/lib/kubeletExecStart=/usr/bin/kubelet --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig.yaml --logtostderr=false --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2Restart=on-failure[Install]WantedBy=multi-user.target

2、配置文件：

# cat /etc/kubernetes/kubeconfig.yaml apiVersion: v1kind: Configusers:- name: kubelet  user:    client-certificate: /etc/kubernetes/ssl/kubelet_client.crt    client-key: /etc/kubernetes/ssl/kubelet_client.keyclusters:- name: local  cluster:     certificate-authority: /etc/kubernetes/ssl/ca.crt    server: https://10.0.0.1:6443contexts:- context:    cluster: local    user: kubelet  name: my-contextcurrent-context: my-context

3、启动服务：

# systemctl daemon-reload# systemctl start kubelet# systemctl enable kubelet

4、在master上验证：

[root@node-1 ~]# kubectl get nodesNAME      STATUS    ROLES     AGE       VERSIONnode-2    Ready     
    
         36m       v1.10.2
    

说明：kubelet充当了一个agent的角色，安装好kubelet就可以在master上查看到节点信息。kubelet的配置文件是一个yaml格式文件，对master的指定需要在配置文件中说明。默认监听10248、10250、10255、4194端口。

4、 kube-proxy

1、创建systemd启动文件：

# cat /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service [Unit]Description=Kubernetes kubelet agent Documentation=https://kubernetes.io/docAfter=network.serviceRequires=network.service[Service]EnvironmentFile=/etc/kubernetes/proxyExecStart=/usr/bin/kube-proxy $KUBE_PROXY_ARGS  Restart=on-failureLimitNOFILE=65536[Install]WantedBy=multi-user.target

2、创建参数文件：

# cat /etc/kubernetes/proxy KUBE_PROXY_ARGS="--master=https://10.0.0.1:6443  --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig.yaml"

3、启动服务：

# systemctl daemon-reload# systemctl start kube-proxy# systemctl enable kube-proxy

说明：启动服务后默认监听10249，10256.

创建应用

完成上述的部署后，就可以创建应用了，但是在开始前，每个Node节点上必须要有pause的镜像，否则国内由于无法访问谷歌镜像，创建不会成功。

在Node节点执行如下命令，解决镜像问题：

docker pull  mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1docker tag mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1 k8s.gcr.io/pause-amd64:3.1

下面会用一个创建简单的应用，来验证我们的集群是否能正常工作。

创建一个nginx的应用

1、编辑nginx.yaml文件:

apiVersion: v1kind: ReplicationControllermetadata:  name: mywebspec:  replicas: 2          selector:    app: myweb  template:    metadata:      labels:        app: myweb    spec:      containers:        - name: myweb          image: nginx          ports:          - containerPort: 80

2、执行：

# kubectl create -f nginx.yaml

3、查看状态：

[root@node-1 ~]# kubectl get rcNAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGEmyweb     2         2         2         3h[root@node-1 ~]# kubectl get podsNAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGEmyweb-qtgrv   1/1       Running   0          1hmyweb-z9d2c   1/1       Running   0          1h[root@node-2 ~]# docker ps|grep nginx067db96d0c97        nginx@sha256:0fb320e2a1b1620b4905facb3447e3d84ad36da0b2c8aa8fe3a5a81d1187b884   "nginx -g 'daemon ..."   About an hour ago   Up About an hour                        k8s_myweb_myweb-qtgrv_default_3213ec67-5fef-11e8-9e43-000c295f81fb_0dd8f7458e410        nginx@sha256:0fb320e2a1b1620b4905facb3447e3d84ad36da0b2c8aa8fe3a5a81d1187b884   "nginx -g 'daemon ..."   About an hour ago   Up About an hour                        k8s_myweb_myweb-z9d2c_default_3214600e-5fef-11e8-9e43-000c295f81fb_0

4、创建一个service,映射到本地端口：

# cat nginx-service.yaml apiVersion: v1kind: Servicemetadata:   name: mywebspec:  type: NodePort      # 定义外网访问模式  ports:    - port: 80      nodePort: 30001   # 外网访问的端口,映射的本地宿主机端口  selector:    app: myweb# 创建service# kubectl create -f nginx-service.yaml# 验证：[root@node-1 ~]# kubectl get servicesNAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGEkubernetes   ClusterIP   10.222.0.1     
    
             443/TCP        1dmyweb        NodePort    10.222.35.97   
     
              80:30001/TCP   1h
     
    

5、会在所有安装proxy服务的节点上映射一个30001的端口，访问此端口就可以访问到nginx的默认起始页。

# netstat -lntp|grep 30001tcp6       0      0 :::30001                :::*                    LISTEN      7713/kube-proxy

以上内容让我们实现了一个k8s的集群，但是在实际应用中，我们还需要添加网络服务来实现pod之间的相互通信。k8s本身不提供网络支持，但是可以使用多种第三方网络插件来实现，在后序的博文中，我们将会介绍kubernetes网络模块。