使用Kubespray2.8.3部署生产可用的Kubernetes集群（1.12.5）

Kubernetes的安装部署是难中之难，每个版本安装方式都略有区别。笔者一直想找一种支持多平台、相对简单 、适用于生产环境 的部署方案。经过一段时间的调研，有如下几种解决方案进入笔者视野：

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部署方案	优点	缺点
Kubeadm	官方出品	部署较麻烦、不够透明
Kubespray	官方出品、部署较简单、懂Ansible就能上手	不够透明
RKE	部署较简单、需要花一些时间了解RKE的cluster.yml配置文件	不够透明
手动部署第三方操作文档	完全透明、可配置、便于理解K8s各组件之间的关系	部署非常麻烦，容易出错

其他诸如Kops之类的方案，由于无法跨平台，或者其他因素，被我pass了。

最终，笔者决定使用Kubespray部署Kubernetes集群。也希望大家能够一起讨论，总结出更加好的部署方案。

废话不多说，以下是操作步骤。

注：撰写本文时，笔者临时租赁了几台海外阿里云机器，所以不存在无法连接gcr.io的问题。如果您的服务器在国内，请：
考虑科学上网
修改Kubespray中的gcr地址，改为其他仓库地址，例如阿里云镜像地址（修改roles/download/defaults/main.yml 即可）
先弄个海外环境，安装完Kubernetes后，将镜像docker save 下来，再到国内的服务器上docker load 。

主机规划

IP	作用
172.21.240.64	ansible-client
172.21.240.65	master,node
172.21.240.66	master,node
172.21.240.67	node
172.21.240.68	node
172.21.240.69	node

准备工作

关闭selinux

所有机器都必须关闭selinux，执行如下命令即可。

~]# setenforce 0
~]# sed -i --follow-symlinks 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/sysconfig/selinux

网络配置

在master机器上

~]# firewall-cmd --permanent --add-port=6443/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=2379-2380/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10250/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10251/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10252/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10255/tcp
~]# firewall-cmd --reload
~]# modprobe br_netfilter
~]# echo '1' > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

如果关闭了防火墙，则只需执行最下面三行。

在node机器上

~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10250/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=10255/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=30000-32767/tcp
~]# firewall-cmd --permanent --add-port=6783/tcp
~]# firewall-cmd  --reload
~]# modprobe br_netfilter
~]# echo '1' > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

如果关闭了防火墙，则只需执行最下面两行。

【可选】关闭防火墙

systemctl stop firewalld

在ansible-client机器上安装必备软件

# 安装epel源
~]# sudo yum install -y epel-release
# 安装ansible
~]# sudo yum install -y ansible
# 安装Python 3.6
~]# sudo yum install –y python36

在ansible-client机器上配置免密登录其他机器

生成ssh公钥和私钥

在ansible-cilent机器上执行：

~]# ssh-keygen

然后三次回车，生成ssh公钥和私钥。

建立ssh单向通道

在ansible-cilent机器上执行：

~]# ssh-copy-id root@172.21.240.65      #将公钥分发给88机器
~]# ssh-copy-id root@172.21.240.66
~]# ssh-copy-id root@172.21.240.67
~]# ssh-copy-id root@172.21.240.68
~]# ssh-copy-id root@172.21.240.69

在ansible-client机器上安装kubespray

下载kubespray
TIPS：
- 笔者撰写本文时，最新的RELEASE是2.8.3，RELEASE版本下载地址：）
- 强烈大家使用RELEASE分支进行部署，特别是在生产环境！Master分支不一定能部署成功，近日有童鞋无法成功部署就是因为使用的Master分支。
```
~]# git clone https://github.com/kubernetes-incubator/kubespray.git
~]# cd kubespray
~]# git checkout v2.8.3
```

安装kubespray需要的包：

~]# sudo pip install -r requirements.txt

拷贝inventory/sample ，命名为inventory/mycluster ，mycluster可以改为其他你喜欢的名字
```
cp -rfp inventory/sample inventory/mycluster
```

使用inventory_builder，初始化inventory文件

~]# declare -a IPS=(172.21.240.65 172.21.240.66 172.21.240.67 172.21.240.68 172.21.240.69)
~]# CONFIG_FILE=inventory/mycluster/hosts.ini python36 contrib/inventory_builder/inventory.py ${IPS[@]}

此时，会看到inventory/mycluster/host.ini 文件内容类似如下：

[all]
node1    ansible_host=172.21.240.65 ip=172.21.240.65
node2    ansible_host=172.21.240.66 ip=172.21.240.66
node3    ansible_host=172.21.240.67 ip=172.21.240.67
node4    ansible_host=172.21.240.68 ip=172.21.240.68
node5    ansible_host=172.21.240.69 ip=172.21.240.69

[kube-master]
node1    
node2    

[etcd]
node1    
node2    
node3    

[kube-node]
node1    
node2    
node3    
node4    
node5    

[k8s-cluster:children]
kube-master      
kube-node        

[calico-rr]

[vault]
node1    
node2    
node3

使用ansible playbook部署kubespray

~]# ansible-playbook -i inventory/mycluster/hosts.ini --become --become-user=root cluster.yml

等待大概20分钟左右，Kubernetes即可安装完毕。

验证

验证1：查看Node状态

主要是验证各个Node是否正常。

]# kubectl get nodes
NAME    STATUS   ROLES         AGE     VERSION
node1   Ready    master,node   8m41s   v1.12.5
node2   Ready    master,node   7m32s   v1.12.5
node3   Ready    node          6m59s   v1.12.5
node4   Ready    node          6m59s   v1.12.5
node5   Ready    node          6m59s   v1.12.5

每个node都是ready的，说明OK。

验证2：部署一个NGINX

主要是验证网络等是否正常，步骤如下。

在Master所在节点（本文使用的是172.21.240.66 ），准备一个名为nginx.yaml 的文件，内容如下：

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
  app: nginx
type: NodePort
ports:
  # 协议：
  - protocol: TCP
    # service的端口，随便写
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 32000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
# 描述Deployment的标签，让Deployment变得可读
labels:
  app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
  # label selector 标签选择器，他会找到带有app: nginx的所有pod
  matchLabels:
    app: nginx
template:
  # Pod模板开始
  metadata:
    # 定义这些pod带有哪些标签
    labels:
      app: nginx
  spec:
    containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
          - containerPort: 80

在该文件所在目录执行如下命令创建Service以及Deployment
```
kubectl create -f nginx.yaml
```
如内容所示，该NGINX以NodePort方式暴露到Kubernetes集群外部，端口为32000。

执行如下命令验证：

# 查看nginx服务详情
~]# kubectl get svc nginx-service
NAME            TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx-service   NodePort   10.233.59.132           80:32000/TCP   4m56s

# 访问测试，如果能够正常返回NGINX首页，说明正常
~]# curl 172.21.240.66:32000

卸载Kubespray

]# ansible-playbook -i inventory/mycluster/hosts.ini reset.yml

参考文档：

Kubespray – 10 Simple Steps for Installing a Production-Ready, Multi-Master HA Kubernetes Cluster：
TIPS：主要参考文档，里面还讲解了Kubespray的一些配置、可能会遇到的问题及解决方案等。
使用Kubespray 部署kubernetes 高可用集群：
kubespray(ansible)自动化安装k8s集群： /
TIPS：里面有将如何替换gcr镜像为国内镜像
Installing Kubernetes On-premises/Cloud Providers with Kubespray:

Docker与Kubernetes开源书

Gitee：
GitHub：

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网站地址：http://shouzuofang.com/article/ihogsi.html

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