自己如何搭建k8s

搭建Kubernetes（K8s）集群的步骤包括：准备硬件和软件环境、安装依赖工具、配置网络、安装Kubernetes组件、初始化主节点、加入工作节点、配置网络插件。其中，初始化主节点是最关键的一步，因为它涉及到整个集群的配置和启动。在这一步中，我们会使用kubeadm工具来初始化主节点，生成一个用于加入工作节点的令牌，并设置集群的网络配置。成功完成这一步后，主节点将运行控制平面组件，如kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，确保集群的正常运作。

一、准备硬件和软件环境

在搭建Kubernetes集群之前，必须确保所有节点的硬件和软件环境满足要求。硬件方面，每个节点至少需要2个CPU、2GB内存和20GB的硬盘空间。软件方面，推荐使用较新的Linux发行版，如Ubuntu 20.04或CentOS 7。确保所有节点的操作系统版本一致，并且已经安装了最新的系统更新和安全补丁。

网络配置也是一个关键因素。所有节点必须能够通过内网相互通信，建议禁用防火墙或配置允许Kubernetes所需的端口通信。此外，所有节点的时间同步也非常重要，可以使用ntp或chrony来保持系统时钟一致。

二、安装依赖工具

在开始安装Kubernetes组件之前，必须先安装一些必备的依赖工具。这些工具包括Docker、kubeadm、kubelet和kubectl。Docker是Kubernetes的容器运行时，负责运行和管理容器。kubeadm是一个用来初始化和配置Kubernetes集群的工具，kubelet是运行在每个节点上的代理程序，而kubectl是与集群进行交互的命令行工具。

安装Docker时，建议使用官方的Docker CE版本。可以通过以下命令安装：

sudo apt-get update sudo apt-get install -y docker.io sudo systemctl enable docker sudo systemctl start docker

安装kubeadm、kubelet和kubectl可以通过Kubernetes官方仓库进行：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https curl curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add - sudo bash -c 'cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main EOF' sudo apt-get update sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

三、配置网络

Kubernetes需要一个CNI（容器网络接口）插件来管理集群中的网络。常见的CNI插件包括Flannel、Calico、Weave等。选择合适的网络插件并进行配置是确保集群正常运行的关键步骤。

以Flannel为例，可以通过以下命令安装：

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

在配置网络时，还需确保所有节点的hostname是唯一且可解析的，建议在所有节点的/etc/hosts文件中添加所有节点的IP和主机名映射。

四、初始化主节点

初始化主节点是搭建Kubernetes集群的核心步骤。使用kubeadm init命令进行初始化，该命令将生成必要的配置文件和证书，并启动控制平面组件。在初始化过程中，可以指定API服务器的广告地址和Pod网络的CIDR。

例如：

sudo kubeadm init --apiserver-advertise-address=<主节点IP> --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化完成后，Kubeadm会输出加入工作节点所需的命令和令牌。还需配置kubectl以便使用非root用户管理集群：

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

五、加入工作节点

工作节点的加入需要使用主节点初始化时生成的令牌。登录到每个工作节点并执行以下命令：

sudo kubeadm join <主节点IP>:6443 --token <令牌> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<哈希值>

成功加入后，工作节点将开始运行Pod和服务。可以通过kubectl命令查看节点状态：

kubectl get nodes

六、配置网络插件

如果在初始化主节点时未配置网络插件，需在主节点上配置。选择合适的CNI插件并根据官方文档进行安装和配置。例如，使用Calico插件：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.14/manifests/calico.yaml

确保所有节点的网络配置正确，可以通过以下命令检查Pod和服务的网络连接：

kubectl get pods --all-namespaces kubectl get svc --all-namespaces

七、验证集群状态

搭建完成后，需验证Kubernetes集群的状态和功能。可以通过以下命令检查所有组件和节点的状态：

kubectl get nodes kubectl get pods --all-namespaces kubectl get cs

此外，可以创建一个简单的Deployment和Service来验证集群的正常运行：

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

通过浏览器访问主节点IP和NodePort，验证是否能成功访问Nginx服务。

八、配置持久存储

在生产环境中，持久存储是必不可少的。Kubernetes支持多种存储后端，如NFS、Ceph、GlusterFS等。选择合适的存储解决方案并进行配置，确保应用程序的数据持久化。

以NFS为例，可以通过以下步骤配置：

在NFS服务器上创建共享目录并设置权限。
在Kubernetes集群中创建PersistentVolume和PersistentVolumeClaim。
在应用程序的Deployment中引用PersistentVolumeClaim。

九、配置集群监控和日志管理

监控和日志管理是确保Kubernetes集群稳定运行的重要部分。可以使用Prometheus和Grafana进行监控，使用EFK（Elasticsearch、Fluentd、Kibana）进行日志管理。

安装Prometheus和Grafana可以通过Helm进行：

helm install stable/prometheus --name prometheus helm install stable/grafana --name grafana

安装EFK可以参考官方文档，根据具体需求进行配置。

十、配置集群自动化运维

为了提高运维效率，可以使用一些自动化工具来管理Kubernetes集群。例如，使用Helm进行应用程序的部署和管理，使用Argo CD进行持续交付，使用Kustomize进行配置管理。

配置Helm时，需要先安装Helm CLI工具并初始化Tiller：

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 | bash helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable helm repo update

使用Argo CD进行持续交付，可以通过以下步骤进行安装：

kubectl create namespace argocd
kubectl apply -n argocd -f https://raw.githubusercontent.com/argoproj/argo-cd/stable/manifests/install.yaml

十一、配置安全和访问控制

安全是Kubernetes集群运维中的重要环节。需配置RBAC（基于角色的访问控制）来管理用户和应用程序的权限，使用网络策略（Network Policy）来限制Pod之间的网络流量。

配置RBAC时，可以创建角色和角色绑定来控制权限。例如，创建一个只读用户角色：

kubectl create role readonly --verb=get --verb=list --verb=watch --resource=pods
kubectl create rolebinding readonly-binding --role=readonly --user=<username>

配置网络策略时，可以使用以下示例来限制Pod之间的通信：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: deny-all
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress: []
  egress: []