一、前言

本文介绍了Ubuntu 20.04上部署单master kubernetes，以供参考学习使用。自建K8S存在很多弊端，例如：单master（非高可用）不应用在生产环境，部署过程复杂，依赖网络，后期维护成本高，可视化界面和监控需要后期自行安装，扩展node需要人工干预，很难做到自动伸缩等等。解决建议见文末结束语。

OS：Ubuntu 20.04 server 64bit
Docker：v20.10.20
K8S组件：v1.23.9

二、资源规划

测试使用华为云ECS，规划如下：

三、K8S安装

配置基础环境（3台ECS都要执行）：

##查ubuntu版本
lsb_release -a
 
# 临时/永久关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
 
# 临时/永久关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
 
# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
 
# 指定生效
sysctl --system
 
# 在master添加hosts 根据实际自行修改
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.1.100 ecs-k8s-master
192.168.1.101 ecs-k8s-node1
192.168.1.102 ecs-k8s-node2
EOF
#注意：这里要看一下/etc/hosts，把没用的都注释掉

注意：最后hosts根据自己实际情况进行配置。

Docker安装（3台ECS都要执行）：

#更新软件包索引/列表
sudo apt update
 
#安装Docker指定版本
apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
 
#添加官网docker的GPG密钥
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
 
#设置stable存储库
add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
 
#更新apt源
apt-get update
 
#查看docker-ce的版本
#apt-cache madison docker-ce
 
#安装指定版本
apt-get -y install docker-ce=5:20.10.16~3-0~ubuntu-focal
 
#查看Docker版本
docker -v
 
#添加开机自启动
systemctl enable docker
 
#修改Docker驱动方式
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
 
#重启Docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

安装K8S组件（3台ECS都要执行）：

#使得 apt 支持 ssl 传输
apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
 
# 下载 gpg 密钥（华为云）
curl http://mirrors.huaweicloud.com/kubernetes/yum/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
 
# 添加 k8s 镜像源（华为云）
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb http://mirrors.huaweicloud.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
 
# 更新源列表
apt-get update
 
# 下载 kubectl，kubeadm以及 kubelet （node节点好像不需要安装kubectl）
apt-get install -y kubelet=1.23.9-00 kubeadm=1.23.9-00 kubectl=1.23.9-00
 
#添加自启动
systemctl enable kubelet

master初始化（仅master服务器执行）

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.1.100 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--ignore-preflight-errors='all'
 
#执行后会提示一些操作，都执行以下，最后能获得kubeadm join命令
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

注意：apiserver-advertise-address 更换成自己的master的ip

各node节点执行kubeadm join（各node节点上执行）

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token ulie52.psrag7kcu2ubbp1j \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b482698ad867aac0a48e4156a15f7dd39c42626fe82c258905987704711a129f

注意：上方命令仅是样例，真实的kubeadm join，请在上一步获得！

部署flannel网络（master服务器执行）

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

验证部署结果

#查看所有命名空间的工作负载
kubectl get pod --all-namespaces

#查看各node节点状态
kubectl get node

四、使用验证（部署一个nginx）

# 创建nginx deployment
$ kubectl create deployment nginx --image=nginx 
# 发布服务
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort 
# 伸缩
$ kubectl scale -n default deployment nginx --replicas=2
 
#查看pod和服务
$ kubectl get pods,svc
 
#验证后清理
#删除服务
$ kubectl delete svc nginx
# 删除 deployment
$ kubectl delete deployment nginx

验证效果如下：

访问：http://任意node节点EIP:端口号。（端口号：就是上图红圈的位置，也就是NodePort的端口号）

结束语 ：

至此，在Ubuntu上部署K8S就完成了，但是在这个过程可能会碰到各种问题，最容易碰到的问题就是网络问题，虽然K8S相关镜像源已经更换到了华为云镜像源，但是在部署flannel的时候，很有可能等待较长时间才能成功拉取镜像完成部署。以及后期会碰到kubeadm join token过期等问题。单master也不适合用在生产环境，UI界面和监控后期还要自己配置维护,较为麻烦。而我们期望的是部署维护的过程要简单，工作重点应当是工作负载的构建上。

在这里向大家推荐华为云CCE，它与自建K8S的优劣对比如下：

本次测试相关云资源由天津市淘客科技有限公司提供