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使用 kubeadm 引导集群

1 - 安装 kubeadm

本页面显示如何安装 kubeadm 工具箱。 有关在执行此安装过程后如何使用 kubeadm 创建集群的信息， 请参见使用 kubeadm 创建集群。

此 installation guide 适用于Kubernetes v1.31。如果你想使用其他 Kubernetes 版本，请参考以下页面：

准备开始

  • 一台兼容的 Linux 主机。Kubernetes 项目为基于 Debian 和 Red Hat 的 Linux 发行版以及一些不提供包管理器的发行版提供通用的指令。
  • 每台机器 2 GB 或更多的 RAM（如果少于这个数字将会影响你应用的运行内存）。
  • 控制平面机器需要 CPU 2 核心或更多。
  • 集群中的所有机器的网络彼此均能相互连接（公网和内网都可以）。
  • 节点之中不可以有重复的主机名、MAC 地址或 product_uuid。请参见这里了解更多详细信息。
  • 开启机器上的某些端口。请参见这里了解更多详细信息。
  • 交换分区的配置。kubelet 的默认行为是在节点上检测到交换内存时无法启动。 更多细节参阅交换内存管理。
    • 如果 kubelet 未被正确配置使用交换分区，则你必须禁用交换分区。 例如，sudo swapoff -a 将暂时禁用交换分区。要使此更改在重启后保持不变，请确保在如 /etc/fstab、systemd.swap 等配置文件中禁用交换分区，具体取决于你的系统如何配置。

确保每个节点上 MAC 地址和 product_uuid 的唯一性

  • 你可以使用命令 ip link 或 ifconfig -a 来获取网络接口的 MAC 地址
  • 可以使用 sudo cat /sys/class/dmi/id/product_uuid 命令对 product_uuid 校验

一般来讲，硬件设备会拥有唯一的地址，但是有些虚拟机的地址可能会重复。 Kubernetes 使用这些值来唯一确定集群中的节点。 如果这些值在每个节点上不唯一，可能会导致安装失败。

检查网络适配器

如果你有一个以上的网络适配器，同时你的 Kubernetes 组件通过默认路由不可达，我们建议你预先添加 IP 路由规则， 这样 Kubernetes 集群就可以通过对应的适配器完成连接。

检查所需端口

启用这些必要的端口后才能使 Kubernetes 的各组件相互通信。 可以使用 netcat 之类的工具来检查端口是否开放，例如：

nc 127.0.0.1 6443 -v

你使用的 Pod 网络插件 (详见后续章节) 也可能需要开启某些特定端口。 由于各个 Pod 网络插件的功能都有所不同，请参阅他们各自文档中对端口的要求。

交换分区的配置

kubelet 的默认行为是在节点上检测到交换内存时无法启动。 这意味着要么禁用交换（swap）功能，要么让 kubelet 容忍交换。

  • 若需允许交换分区（swap），请在 kubelet 配置文件中添加 failSwapOn: false，或通过命令行参数指定。 注意：即使设置了 failSwapOn: false，工作负载默认情况下仍无法访问交换空间。 可以通过在 kubelet 配置文件中设置 swapBehavior 来修改此设置。若要使用交换空间， 请设置 swapBehavior 的值，这个值不能是默认的 NoSwap。 更多细节参阅交换内存管理。
  • 要禁用交换分区（swap），可以使用命令 sudo swapoff -a 暂时关闭交换分区功能。 要使此更改在重启后仍然生效，请确保在系统的配置文件（如 /etc/fstab 或 systemd.swap）中禁用交换功能， 具体取决于你的系统配置方式。

安装容器运行时

为了在 Pod 中运行容器，Kubernetes 使用 容器运行时（Container Runtime）。

默认情况下，Kubernetes 使用 容器运行时接口（Container Runtime Interface，CRI） 来与你所选择的容器运行时交互。

如果你不指定运行时，kubeadm 会自动尝试通过扫描已知的端点列表来检测已安装的容器运行时。

如果检测到有多个或者没有容器运行时，kubeadm 将抛出一个错误并要求你指定一个想要使用的运行时。

参阅容器运行时 以了解更多信息。

下面的表格包括被支持的操作系统的已知端点。

Linux 容器运行时
运行时Unix 域套接字
containerdunix:///var/run/containerd/containerd.sock
CRI-Ounix:///var/run/crio/crio.sock
Docker Engine（使用 cri-dockerd）unix:///var/run/cri-dockerd.sock

Windows 容器运行时
运行时Windows 命名管道路径
containerdnpipe:////./pipe/containerd-containerd
Docker Engine（使用 cri-dockerd）npipe:////./pipe/cri-dockerd

安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl

你需要在每台机器上安装以下的软件包：

  • kubeadm：用来初始化集群的指令。

  • kubelet：在集群中的每个节点上用来启动 Pod 和容器等。

  • kubectl：用来与集群通信的命令行工具。

kubeadm 不能帮你安装或者管理 kubelet 或 kubectl， 所以你需要确保它们与通过 kubeadm 安装的控制平面的版本相匹配。 如果不这样做，则存在发生版本偏差的风险，可能会导致一些预料之外的错误和问题。 然而，控制平面与 kubelet 之间可以存在一个次要版本的偏差，但 kubelet 的版本不可以超过 API 服务器的版本。 例如，1.7.0 版本的 kubelet 可以完全兼容 1.8.0 版本的 API 服务器，反之则不可以。

有关安装 kubectl 的信息，请参阅安装和设置 kubectl 文档。

关于版本偏差的更多信息，请参阅以下文档：

以下指令适用于 Kubernetes 1.31.

  1. 更新 apt 包索引并安装使用 Kubernetes apt 仓库所需要的包：

    sudo apt-get update
# apt-transport-https 可能是一个虚拟包（dummy package）；如果是的话，你可以跳过安装这个包
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg

  1. 下载用于 Kubernetes 软件包仓库的公共签名密钥。所有仓库都使用相同的签名密钥，因此你可以忽略URL中的版本：

    # 如果 `/etc/apt/keyrings` 目录不存在，则应在 curl 命令之前创建它，请阅读下面的注释。
# sudo mkdir -p -m 755 /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

  1. 添加 Kubernetes apt 仓库。 请注意，此仓库仅包含适用于 Kubernetes 1.31 的软件包； 对于其他 Kubernetes 次要版本，则需要更改 URL 中的 Kubernetes 次要版本以匹配你所需的次要版本 （你还应该检查正在阅读的安装文档是否为你计划安装的 Kubernetes 版本的文档）。

    # 此操作会覆盖 /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list 中现存的所有配置。
echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

  1. 更新 apt 包索引，安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并锁定其版本：

    sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

  1. 将 SELinux 设置为 permissive 模式：

    以下指令适用于 Kubernetes 1.31。

    # 将 SELinux 设置为 permissive 模式（相当于将其禁用）
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

  1. 添加 Kubernetes 的 yum 仓库。在仓库定义中的 exclude 参数确保了与 Kubernetes 相关的软件包在运行 yum update 时不会升级，因为升级 Kubernetes 需要遵循特定的过程。请注意，此仓库仅包含适用于 Kubernetes 1.31 的软件包； 对于其他 Kubernetes 次要版本，则需要更改 URL 中的 Kubernetes 次要版本以匹配你所需的次要版本 （你还应该检查正在阅读的安装文档是否为你计划安装的 Kubernetes 版本的文档）。

    # 此操作会覆盖 /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 中现存的所有配置
cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/rpm/repodata/repomd.xml.key
exclude=kubelet kubeadm kubectl cri-tools kubernetes-cni
EOF

  1. 安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl，并启用 kubelet 以确保它在启动时自动启动:

    sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
sudo systemctl enable --now kubelet

安装 CNI 插件（大多数 Pod 网络都需要）：

CNI_PLUGINS_VERSION="v1.3.0"
ARCH="amd64"
DEST="/opt/cni/bin"
sudo mkdir -p "$DEST"
curl -L "https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/${CNI_PLUGINS_VERSION}/cni-plugins-linux-${ARCH}-${CNI_PLUGINS_VERSION}.tgz" | sudo tar -C "$DEST" -xz

定义要下载命令文件的目录：

DOWNLOAD_DIR="/usr/local/bin"
sudo mkdir -p "$DOWNLOAD_DIR"

可以选择安装 crictl（与容器运行时接口 (CRI) 交互时必需，但对 kubeadm 来说是可选的）：

CRICTL_VERSION="v1.31.0"
ARCH="amd64"
curl -L "https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/releases/download/${CRICTL_VERSION}/crictl-${CRICTL_VERSION}-linux-${ARCH}.tar.gz" | sudo tar -C $DOWNLOAD_DIR -xz

安装 kubeadm、kubelet、kubectl 并添加 kubelet 系统服务：

RELEASE="$(curl -sSL https://dl.k8s.io/release/stable.txt)"
ARCH="amd64"
cd $DOWNLOAD_DIR
sudo curl -L --remote-name-all https://dl.k8s.io/release/${RELEASE}/bin/linux/${ARCH}/{kubeadm,kubelet}
sudo chmod +x {kubeadm,kubelet}

RELEASE_VERSION="v0.16.2"
curl -sSL "https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/release/${RELEASE_VERSION}/cmd/krel/templates/latest/kubelet/kubelet.service" | sed "s:/usr/bin:${DOWNLOAD_DIR}:g" | sudo tee /usr/lib/systemd/system/kubelet.service
sudo mkdir -p /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d
curl -sSL "https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/release/${RELEASE_VERSION}/cmd/krel/templates/latest/kubeadm/10-kubeadm.conf" | sed "s:/usr/bin:${DOWNLOAD_DIR}:g" | sudo tee /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf

请参照安装工具页面的说明安装 kubelet。 激活并启动 kubelet：

systemctl enable --now kubelet

kubelet 现在每隔几秒就会重启，因为它陷入了一个等待 kubeadm 指令的死循环。

配置 cgroup 驱动程序

容器运行时和 kubelet 都具有名字为 "cgroup driver" 的属性，该属性对于在 Linux 机器上管理 CGroups 而言非常重要。

故障排查

如果你在使用 kubeadm 时遇到困难， 请参阅我们的故障排查文档。

接下来

2 - 对 kubeadm 进行故障排查

与任何程序一样，你可能会在安装或者运行 kubeadm 时遇到错误。 本文列举了一些常见的故障场景，并提供可帮助你理解和解决这些问题的步骤。

如果你的问题未在下面列出，请执行以下步骤：

  • 如果你认为问题是 kubeadm 的错误：

  • 如果你对 kubeadm 的工作方式有疑问，可以在 Slack 上的 #kubeadm 频道提问， 或者在 StackOverflow 上提问。 请加入相关标签，例如 #kubernetes 和 #kubeadm，这样其他人可以帮助你。

由于缺少 RBAC，无法将 v1.18 Node 加入 v1.17 集群

自从 v1.18 后，如果集群中已存在同名 Node，kubeadm 将禁止 Node 加入集群。 这需要为 bootstrap-token 用户添加 RBAC 才能 GET Node 对象。

但这会导致一个问题，v1.18 的 kubeadm join 无法加入由 kubeadm v1.17 创建的集群。

要解决此问题，你有两种选择：

使用 kubeadm v1.18 在控制平面节点上执行 kubeadm init phase bootstrap-token。 请注意，这也会启用 bootstrap-token 的其余权限。

或者，也可以使用 kubectl apply -f ... 手动应用以下 RBAC：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: kubeadm:get-nodes
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: kubeadm:get-nodes
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: kubeadm:get-nodes
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Group
  name: system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token

在安装过程中没有找到 ebtables 或者其他类似的可执行文件

如果在运行 kubeadm init 命令时，遇到以下的警告

[preflight] WARNING: ebtables not found in system path
[preflight] WARNING: ethtool not found in system path

那么或许在你的节点上缺失 ebtables、ethtool 或者类似的可执行文件。 你可以使用以下命令安装它们：

  • 对于 Ubuntu/Debian 用户，运行 apt install ebtables ethtool 命令。
  • 对于 CentOS/Fedora 用户，运行 yum install ebtables ethtool 命令。

在安装过程中，kubeadm 一直等待控制平面就绪

如果你注意到 kubeadm init 在打印以下行后挂起：

[apiclient] Created API client, waiting for the control plane to become ready

这可能是由许多问题引起的。最常见的是：

  • 网络连接问题。在继续之前，请检查你的计算机是否具有全部联通的网络连接。
  • 容器运行时的 cgroup 驱动不同于 kubelet 使用的 cgroup 驱动。要了解如何正确配置 cgroup 驱动， 请参阅配置 cgroup 驱动。
  • 控制平面上的 Docker 容器持续进入崩溃状态或（因其他原因）挂起。你可以运行 docker ps 命令来检查以及 docker logs 命令来检视每个容器的运行日志。 对于其他容器运行时，请参阅使用 crictl 对 Kubernetes 节点进行调试。

当删除托管容器时 kubeadm 阻塞

如果容器运行时停止并且未删除 Kubernetes 所管理的容器，可能发生以下情况：

sudo kubeadm reset

[preflight] Running pre-flight checks
[reset] Stopping the kubelet service
[reset] Unmounting mounted directories in "/var/lib/kubelet"
[reset] Removing kubernetes-managed containers
(block)

一个可行的解决方案是重新启动 Docker 服务，然后重新运行 kubeadm reset： 你也可以使用 crictl 来调试容器运行时的状态。 参见使用 CRICTL 调试 Kubernetes 节点。

Pod 处于 RunContainerError、CrashLoopBackOff 或者 Error 状态

在 kubeadm init 命令运行后，系统中不应该有 Pod 处于这类状态。

  • 在 kubeadm init 命令执行完后，如果有 Pod 处于这些状态之一，请在 kubeadm 仓库提起一个 issue。coredns (或者 kube-dns) 应该处于 Pending 状态， 直到你部署了网络插件为止。

  • 如果在部署完网络插件之后，有 Pod 处于 RunContainerError、CrashLoopBackOff 或 Error 状态之一，并且 coredns （或者 kube-dns）仍处于 Pending 状态， 那很可能是你安装的网络插件由于某种原因无法工作。你或许需要授予它更多的 RBAC 特权或使用较新的版本。请在 Pod Network 提供商的问题跟踪器中提交问题， 然后在此处分类问题。

coredns 停滞在 Pending 状态

这一行为是预期之中的，因为系统就是这么设计的。kubeadm 的网络供应商是中立的， 因此管理员应该选择安装 Pod 的网络插件。 你必须完成 Pod 的网络配置，然后才能完全部署 CoreDNS。 在网络被配置好之前，DNS 组件会一直处于 Pending 状态。

HostPort 服务无法工作

此 HostPort 和 HostIP 功能是否可用取决于你的 Pod 网络配置。请联系 Pod 网络插件的作者， 以确认 HostPort 和 HostIP 功能是否可用。

已验证 Calico、Canal 和 Flannel CNI 驱动程序支持 HostPort。

有关更多信息，请参考 CNI portmap 文档.

如果你的网络提供商不支持 portmap CNI 插件，你或许需要使用 NodePort 服务的功能或者使用 HostNetwork=true。

无法通过其服务 IP 访问 Pod

  • 许多网络附加组件尚未启用 hairpin 模式 该模式允许 Pod 通过其服务 IP 进行访问。这是与 CNI 有关的问题。 请与网络附加组件提供商联系，以获取他们所提供的 hairpin 模式的最新状态。

  • 如果你正在使用 VirtualBox (直接使用或者通过 Vagrant 使用)，你需要 确保 hostname -i 返回一个可路由的 IP 地址。默认情况下，第一个接口连接不能路由的仅主机网络。 解决方法是修改 /etc/hosts，请参考示例 Vagrantfile。

TLS 证书错误

以下错误说明证书可能不匹配。

# kubectl get pods
Unable to connect to the server: x509: certificate signed by unknown authority (possibly because of "crypto/rsa: verification error" while trying to verify candidate authority certificate "kubernetes")

  • 验证 $HOME/.kube/config 文件是否包含有效证书， 并在必要时重新生成证书。在 kubeconfig 文件中的证书是 base64 编码的。 该 base64 --decode 命令可以用来解码证书，openssl x509 -text -noout 命令可以用于查看证书信息。

  • 使用如下方法取消设置 KUBECONFIG 环境变量的值：

    unset KUBECONFIG

    或者将其设置为默认的 KUBECONFIG 位置：

    export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

  • 另一个方法是覆盖 kubeconfig 的现有用户 "管理员"：

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

Kubelet 客户端证书轮换失败

默认情况下，kubeadm 使用 /etc/kubernetes/kubelet.conf 中指定的 /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem 符号链接来配置 kubelet 自动轮换客户端证书。如果此轮换过程失败，你可能会在 kube-apiserver 日志中看到诸如 x509: certificate has expired or is not yet valid 之类的错误。要解决此问题，你必须执行以下步骤：

  1. 从故障节点备份和删除 /etc/kubernetes/kubelet.conf 和 /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client*。
  2. 在集群中具有 /etc/kubernetes/pki/ca.key 的、正常工作的控制平面节点上 执行 kubeadm kubeconfig user --org system:nodes --client-name system:node:$NODE > kubelet.conf。 $NODE 必须设置为集群中现有故障节点的名称。 手动修改生成的 kubelet.conf 以调整集群名称和服务器端点， 或传递 kubeconfig user --config （请参阅为其他用户生成 kubeconfig 文件）。 如果你的集群没有 ca.key，你必须在外部对 kubelet.conf 中的嵌入式证书进行签名。
  1. 将得到的 kubelet.conf 文件复制到故障节点上，作为 /etc/kubernetes/kubelet.conf。
  2. 在故障节点上重启 kubelet（systemctl restart kubelet），等待 /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem 重新创建。

  1. 手动编辑 kubelet.conf 指向轮换的 kubelet 客户端证书，方法是将 client-certificate-data 和 client-key-data 替换为：

    client-certificate: /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem
client-key: /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem
  1. 重新启动 kubelet。
  2. 确保节点状况变为 Ready。

在 Vagrant 中使用 flannel 作为 Pod 网络时的默认 NIC

以下错误可能表明 Pod 网络中出现问题：

Error from server (NotFound): the server could not find the requested resource

  • 如果你正在 Vagrant 中使用 flannel 作为 Pod 网络，则必须指定 flannel 的默认接口名称。

    Vagrant 通常为所有 VM 分配两个接口。第一个为所有主机分配了 IP 地址 10.0.2.15，用于获得 NATed 的外部流量。

    这可能会导致 flannel 出现问题，它默认为主机上的第一个接口。这导致所有主机认为它们具有相同的公共 IP 地址。为防止这种情况，传递 --iface eth1 标志给 flannel 以便选择第二个接口。

容器使用的非公共 IP

在某些情况下 kubectl logs 和 kubectl run 命令或许会返回以下错误，即便除此之外集群一切功能正常：

Error from server: Get https://10.19.0.41:10250/containerLogs/default/mysql-ddc65b868-glc5m/mysql: dial tcp 10.19.0.41:10250: getsockopt: no route to host

  • 这或许是由于 Kubernetes 使用的 IP 无法与看似相同的子网上的其他 IP 进行通信的缘故， 可能是由机器提供商的政策所导致的。

  • DigitalOcean 既分配一个共有 IP 给 eth0，也分配一个私有 IP 在内部用作其浮动 IP 功能的锚点， 然而 kubelet 将选择后者作为节点的 InternalIP 而不是公共 IP。

    使用 ip addr show 命令代替 ifconfig 命令去检查这种情况，因为 ifconfig 命令 不会显示有问题的别名 IP 地址。或者指定的 DigitalOcean 的 API 端口允许从 droplet 中 查询 anchor IP：

    curl http://169.254.169.254/metadata/v1/interfaces/public/0/anchor_ipv4/address

    解决方法是通知 kubelet 使用哪个 --node-ip。当使用 DigitalOcean 时，可以是（分配给 eth0 的）公网 IP， 或者是（分配给 eth1 的）私网 IP。私网 IP 是可选的。 kubadm NodeRegistrationOptions 结构 的 KubeletExtraArgs 部分被用来处理这种情况。

    然后重启 kubelet：

    systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

coredns Pod 有 CrashLoopBackOff 或者 Error 状态

如果有些节点运行的是旧版本的 Docker，同时启用了 SELinux，你或许会遇到 coredns Pod 无法启动的情况。 要解决此问题，你可以尝试以下选项之一：

kubectl -n kube-system get deployment coredns -o yaml | \
  sed 's/allowPrivilegeEscalation: false/allowPrivilegeEscalation: true/g' | \
  kubectl apply -f -

CoreDNS 处于 CrashLoopBackOff 时的另一个原因是当 Kubernetes 中部署的 CoreDNS Pod 检测到环路时。 有许多解决方法 可以避免在每次 CoreDNS 监测到循环并退出时，Kubernetes 尝试重启 CoreDNS Pod 的情况。

etcd Pod 持续重启

如果你遇到以下错误：

rpc error: code = 2 desc = oci runtime error: exec failed: container_linux.go:247: starting container process caused "process_linux.go:110: decoding init error from pipe caused \"read parent: connection reset by peer\""

如果你使用 Docker 1.13.1.84 运行 CentOS 7 就会出现这种问题。 此版本的 Docker 会阻止 kubelet 在 etcd 容器中执行。

为解决此问题，请选择以下选项之一：

  • 回滚到早期版本的 Docker，例如 1.13.1-75

    yum downgrade docker-1.13.1-75.git8633870.el7.centos.x86_64 docker-client-1.13.1-75.git8633870.el7.centos.x86_64 docker-common-1.13.1-75.git8633870.el7.centos.x86_64

  • 安装较新的推荐版本之一，例如 18.06：

    sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7.x86_64

无法将以逗号分隔的值列表传递给 --component-extra-args 标志内的参数

kubeadm init 标志例如 --component-extra-args 允许你将自定义参数传递给像 kube-apiserver 这样的控制平面组件。然而，由于解析 (mapStringString) 的基础类型值，此机制将受到限制。

如果你决定传递一个支持多个逗号分隔值（例如 --apiserver-extra-args "enable-admission-plugins=LimitRanger,NamespaceExists"）参数， 将出现 flag: malformed pair, expect string=string 错误。 发生这种问题是因为参数列表 --apiserver-extra-args 预期的是 key=value 形式， 而这里的 NamespacesExists 被误认为是缺少取值的键名。

一种解决方法是尝试分离 key=value 对，像这样： --apiserver-extra-args "enable-admission-plugins=LimitRanger,enable-admission-plugins=NamespaceExists" 但这将导致键 enable-admission-plugins 仅有值 NamespaceExists。

已知的解决方法是使用 kubeadm 配置文件。

在节点被云控制管理器初始化之前，kube-proxy 就被调度了

在云环境场景中，可能出现在云控制管理器完成节点地址初始化之前，kube-proxy 就被调度到新节点了。 这会导致 kube-proxy 无法正确获取节点的 IP 地址，并对管理负载平衡器的代理功能产生连锁反应。

在 kube-proxy Pod 中可以看到以下错误：

server.go:610] Failed to retrieve node IP: host IP unknown; known addresses: []
proxier.go:340] invalid nodeIP, initializing kube-proxy with 127.0.0.1 as nodeIP

一种已知的解决方案是修补 kube-proxy DaemonSet，以允许在控制平面节点上调度它， 而不管它们的条件如何，将其与其他节点保持隔离，直到它们的初始保护条件消除：

kubectl -n kube-system patch ds kube-proxy -p='{
  "spec": {
    "template": {
      "spec": {
        "tolerations": [
          {
            "key": "CriticalAddonsOnly",
            "operator": "Exists"
          },
          {
            "effect": "NoSchedule",
            "key": "node-role.kubernetes.io/control-plane"
          }
        ]
      }
    }
  }
}'

此问题的跟踪在这里。

节点上的 /usr 被以只读方式挂载

在类似 Fedora CoreOS 或者 Flatcar Container Linux 这类 Linux 发行版本中， 目录 /usr 是以只读文件系统的形式挂载的。 在支持 FlexVolume 时， 类似 kubelet 和 kube-controller-manager 这类 Kubernetes 组件使用默认路径 /usr/libexec/kubernetes/kubelet-plugins/volume/exec/， 而 FlexVolume 的目录必须是可写入的，该功能特性才能正常工作。

为了解决这个问题，你可以使用 kubeadm 的配置文件来配置 FlexVolume 的目录。

在（使用 kubeadm init 创建的）主控制节点上，使用 --config 参数传入如下文件：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: InitConfiguration
nodeRegistration:
  kubeletExtraArgs:
  - name: "volume-plugin-dir"
    value: "/opt/libexec/kubernetes/kubelet-plugins/volume/exec/"
---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
controllerManager:
  extraArgs:
  - name: "flex-volume-plugin-dir"
    value: "/opt/libexec/kubernetes/kubelet-plugins/volume/exec/"

在加入到集群中的节点上，使用下面的文件：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: JoinConfiguration
nodeRegistration:
  kubeletExtraArgs:
  - name: "volume-plugin-dir"
    value: "/opt/libexec/kubernetes/kubelet-plugins/volume/exec/"

或者，你可以更改 /etc/fstab 使得 /usr 目录能够以可写入的方式挂载， 不过请注意这样做本质上是在更改 Linux 发行版的某种设计原则。

kubeadm upgrade plan 输出错误信息 context deadline exceeded

在使用 kubeadm 来升级某运行外部 etcd 的 Kubernetes 集群时可能显示这一错误信息。 这并不是一个非常严重的一个缺陷，之所以出现此错误信息，原因是老的 kubeadm 版本会对外部 etcd 集群执行版本检查。你可以继续执行 kubeadm upgrade apply ...。

这一问题已经在 1.19 版本中得到修复。

kubeadm reset 会卸载 /var/lib/kubelet

如果已经挂载了 /var/lib/kubelet 目录，执行 kubeadm reset 操作的时候会将其卸载。

要解决这一问题，可以在执行了 kubeadm reset 操作之后重新挂载 /var/lib/kubelet 目录。

这是一个在 1.15 中引入的故障，已经在 1.20 版本中修复。

无法在 kubeadm 集群中安全地使用 metrics-server

在 kubeadm 集群中可以通过为 metrics-server 设置 --kubelet-insecure-tls 来以不安全的形式使用该服务。 建议不要在生产环境集群中这样使用。

如果你需要在 metrics-server 和 kubelet 之间使用 TLS，会有一个问题， kubeadm 为 kubelet 部署的是自签名的服务证书。这可能会导致 metrics-server 端报告下面的错误信息：

x509: certificate signed by unknown authority
x509: certificate is valid for IP-foo not IP-bar

参见为 kubelet 启用签名的服务证书 以进一步了解如何在 kubeadm 集群中配置 kubelet 使用正确签名了的服务证书。

另请参阅 How to run the metrics-server securely。

因 etcd 哈希值无变化而升级失败

仅适用于通过 kubeadm 二进制文件 v1.28.3 或更高版本升级控制平面节点的情况， 其中此节点当前由 kubeadm v1.28.0、v1.28.1 或 v1.28.2 管理。

以下是你可能遇到的错误消息：

[upgrade/etcd] Failed to upgrade etcd: couldn't upgrade control plane. kubeadm has tried to recover everything into the earlier state. Errors faced: static Pod hash for component etcd on Node kinder-upgrade-control-plane-1 did not change after 5m0s: timed out waiting for the condition
[upgrade/etcd] Waiting for previous etcd to become available
I0907 10:10:09.109104    3704 etcd.go:588] [etcd] attempting to see if all cluster endpoints ([https://172.17.0.6:2379/ https://172.17.0.4:2379/ https://172.17.0.3:2379/]) are available 1/10
[upgrade/etcd] Etcd was rolled back and is now available
static Pod hash for component etcd on Node kinder-upgrade-control-plane-1 did not change after 5m0s: timed out waiting for the condition
couldn't upgrade control plane. kubeadm has tried to recover everything into the earlier state. Errors faced
k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/phases/upgrade.rollbackOldManifests
	cmd/kubeadm/app/phases/upgrade/staticpods.go:525
k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/phases/upgrade.upgradeComponent
	cmd/kubeadm/app/phases/upgrade/staticpods.go:254
k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/phases/upgrade.performEtcdStaticPodUpgrade
	cmd/kubeadm/app/phases/upgrade/staticpods.go:338
...

本次失败的原因是受影响的版本在 PodSpec 中生成的 etcd 清单文件带有不需要的默认值。 这将导致与清单比较的差异，并且 kubeadm 预期 Pod 哈希值将发生变化，但 kubelet 永远不会更新哈希值。

如果你在集群中遇到此问题，有两种解决方法：

  • 可以运行以下命令跳过 etcd 的版本升级，即受影响版本和 v1.28.3（或更高版本）之间的版本升级:

    kubeadm upgrade {apply|node} [version] --etcd-upgrade=false

    但不推荐这种方法，因为后续的 v1.28 补丁版本可能引入新的 etcd 版本。

  • 在升级之前，对 etcd 静态 Pod 的清单进行修补，以删除有问题的默认属性:

    diff --git a/etc/kubernetes/manifests/etcd_defaults.yaml b/etc/kubernetes/manifests/etcd_origin.yaml
index d807ccbe0aa..46b35f00e15 100644
--- a/etc/kubernetes/manifests/etcd_defaults.yaml
+++ b/etc/kubernetes/manifests/etcd_origin.yaml
@@ -43,7 +43,6 @@ spec:
        scheme: HTTP
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 10
-      successThreshold: 1
      timeoutSeconds: 15
    name: etcd
    resources:
@@ -59,26 +58,18 @@ spec:
        scheme: HTTP
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 10
-      successThreshold: 1
      timeoutSeconds: 15
-    terminationMessagePath: /dev/termination-log
-    terminationMessagePolicy: File
    volumeMounts:
    - mountPath: /var/lib/etcd
      name: etcd-data
    - mountPath: /etc/kubernetes/pki/etcd
      name: etcd-certs
-  dnsPolicy: ClusterFirst
-  enableServiceLinks: true
  hostNetwork: true
  priority: 2000001000
  priorityClassName: system-node-critical
-  restartPolicy: Always
-  schedulerName: default-scheduler
  securityContext:
    seccompProfile:
      type: RuntimeDefault
-  terminationGracePeriodSeconds: 30
  volumes:
  - hostPath:
      path: /etc/kubernetes/pki/etcd

有关此错误的更多信息，请查阅此问题的跟踪页面。

3 - 使用 kubeadm 创建集群

使用 kubeadm，你能创建一个符合最佳实践的最小化 Kubernetes 集群。 事实上，你可以使用 kubeadm 配置一个通过 Kubernetes 一致性测试的集群。 kubeadm 还支持其他集群生命周期功能， 例如启动引导令牌和集群升级。

kubeadm 工具很棒，如果你需要：

  • 一个尝试 Kubernetes 的简单方法。
  • 一个现有用户可以自动设置集群并测试其应用程序的途径。
  • 其他具有更大范围的生态系统和/或安装工具中的构建模块。

你可以在各种机器上安装和使用 kubeadm：笔记本电脑、一组云服务器、Raspberry Pi 等。 无论是部署到云还是本地，你都可以将 kubeadm 集成到 Ansible 或 Terraform 这类预配置系统中。

准备开始

要遵循本指南，你需要：

  • 一台或多台运行兼容 deb/rpm 的 Linux 操作系统的计算机；例如：Ubuntu 或 CentOS。
  • 每台机器 2 GB 以上的内存，内存不足时应用会受限制。
  • 用作控制平面节点的计算机上至少有 2 个 CPU。
  • 集群中所有计算机之间具有完全的网络连接。你可以使用公共网络或专用网络。

你还需要使用可以在新集群中部署特定 Kubernetes 版本对应的 kubeadm。

Kubernetes 版本及版本偏差策略适用于 kubeadm 以及整个 Kubernetes。 查阅该策略以了解支持哪些版本的 Kubernetes 和 kubeadm。 该页面是为 Kubernetes v1.31 编写的。

kubeadm 工具的整体特性状态为正式发布（GA）。一些子特性仍在积极开发中。 随着工具的发展，创建集群的实现可能会略有变化，但总体实现应相当稳定。

目标

  • 安装单个控制平面的 Kubernetes 集群
  • 在集群上安装 Pod 网络，以便你的 Pod 可以相互连通

操作指南

主机准备

安装组件

在所有主机上安装容器运行时和 kubeadm。 详细说明和其他前提条件，请参见安装 kubeadm。

网络设置

kubeadm 与其他 Kubernetes 组件类似，会尝试在与主机默认网关关联的网络接口上找到可用的 IP 地址。 这个 IP 地址随后用于由某组件执行的公告和/或监听。

要在 Linux 主机上获得此 IP 地址，你可以使用以下命令：

ip route show # 查找以 "default via" 开头的行

Kubernetes 组件不接受自定义网络接口作为选项，因此必须将自定义 IP 地址作为标志传递给所有需要此自定义配置的组件实例。

要为使用 init 或 join 创建的控制平面节点配置 API 服务器的公告地址， 你可以使用 --apiserver-advertise-address 标志。 最好在 kubeadm API中使用 InitConfiguration.localAPIEndpoint 和 JoinConfiguration.controlPlane.localAPIEndpoint 来设置此选项。

对于所有节点上的 kubelet，--node-ip 选项可以在 kubeadm 配置文件 （InitConfiguration 或 JoinConfiguration）的 .nodeRegistration.kubeletExtraArgs 中设置。

有关双协议栈细节参见使用 kubeadm 支持双协议栈。

你分配给控制平面组件的 IP 地址将成为其 X.509 证书的使用者备用名称字段的一部分。 更改这些 IP 地址将需要签署新的证书并重启受影响的组件，以便反映证书文件中的变化。 有关此主题的更多细节参见手动续期证书。

准备所需的容器镜像

这个步骤是可选的，只适用于你希望 kubeadm init 和 kubeadm join 不去下载存放在 registry.k8s.io 上的默认容器镜像的情况。

当你在离线的节点上创建一个集群的时候，kubeadm 有一些命令可以帮助你预拉取所需的镜像。 阅读离线运行 kubeadm 获取更多的详情。

kubeadm 允许你给所需要的镜像指定一个自定义的镜像仓库。 阅读使用自定义镜像获取更多的详情。

初始化控制平面节点

控制平面节点是运行控制平面组件的机器， 包括 etcd（集群数据库） 和 API 服务器 （命令行工具 kubectl 与之通信）。

  1. （推荐）如果计划将单个控制平面 kubeadm 集群升级成高可用， 你应该指定 --control-plane-endpoint 为所有控制平面节点设置共享端点。 端点可以是负载均衡器的 DNS 名称或 IP 地址。
  2. 选择一个 Pod 网络插件，并验证是否需要为 kubeadm init 传递参数。 根据你选择的第三方网络插件，你可能需要设置 --pod-network-cidr 的值。 请参阅安装 Pod 网络附加组件。
  1. （可选）kubeadm 试图通过使用已知的端点列表来检测容器运行时。 使用不同的容器运行时或在预配置的节点上安装了多个容器运行时，请为 kubeadm init 指定 --cri-socket 参数。 请参阅安装运行时。

要初始化控制平面节点，请运行：

kubeadm init <args>

关于 apiserver-advertise-address 和 ControlPlaneEndpoint 的注意事项

--apiserver-advertise-address 可用于为控制平面节点的 API 服务器设置广播地址， --control-plane-endpoint 可用于为所有控制平面节点设置共享端点。

--control-plane-endpoint 允许 IP 地址和可以映射到 IP 地址的 DNS 名称。 请与你的网络管理员联系，以评估有关此类映射的可能解决方案。

这是一个示例映射：

192.168.0.102 cluster-endpoint

其中 192.168.0.102 是此节点的 IP 地址，cluster-endpoint 是映射到该 IP 的自定义 DNS 名称。 这将允许你将 --control-plane-endpoint=cluster-endpoint 传递给 kubeadm init， 并将相同的 DNS 名称传递给 kubeadm join。稍后你可以修改 cluster-endpoint 以指向高可用性方案中的负载均衡器的地址。

kubeadm 不支持将没有 --control-plane-endpoint 参数的单个控制平面集群转换为高可用性集群。

更多信息

有关 kubeadm init 参数的更多信息，请参见 kubeadm 参考指南。

要使用配置文件配置 kubeadm init 命令， 请参见带配置文件使用 kubeadm init。

要自定义控制平面组件，包括可选的对控制平面组件和 etcd 服务器的活动探针提供 IPv6 支持， 请参阅自定义参数。

要重新配置一个已经创建的集群， 请参见重新配置一个 kubeadm 集群。

要再次运行 kubeadm init，你必须首先卸载集群。

如果将具有不同架构的节点加入集群， 请确保已部署的 DaemonSet 对这种体系结构具有容器镜像支持。

kubeadm init 首先运行一系列预检查以确保机器为运行 Kubernetes 准备就绪。 这些预检查会显示警告并在错误时退出。然后 kubeadm init 下载并安装集群控制平面组件。这可能会需要几分钟。完成之后你应该看到：

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

You should now deploy a Pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  /docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of machines by running the following on each node
as root:

  kubeadm join <control-plane-host>:<control-plane-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

要使非 root 用户可以运行 kubectl，请运行以下命令， 它们也是 kubeadm init 输出的一部分：

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

或者，如果你是 root 用户，则可以运行：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

记录 kubeadm init 输出的 kubeadm join 命令。 你需要此命令将节点加入集群。

令牌用于控制平面节点和加入节点之间的相互身份验证。 这里包含的令牌是密钥。确保它的安全， 因为拥有此令牌的任何人都可以将经过身份验证的节点添加到你的集群中。 可以使用 kubeadm token 命令列出，创建和删除这些令牌。 请参阅 kubeadm 参考指南。

安装 Pod 网络附加组件

一些外部项目为 Kubernetes 提供使用 CNI 的 Pod 网络， 其中一些还支持网络策略。

请参阅实现 Kubernetes 网络模型的附加组件列表。

请参阅安装插件页面， 了解 Kubernetes 支持的网络插件的非详尽列表。 你可以使用以下命令在控制平面节点或具有 kubeconfig 凭据的节点上安装 Pod 网络附加组件：

kubectl apply -f <add-on.yaml>

每个集群只能安装一个 Pod 网络。

安装 Pod 网络后，你可以通过在 kubectl get pods --all-namespaces 输出中检查 CoreDNS Pod 是否 Running 来确认其是否正常运行。 一旦 CoreDNS Pod 启用并运行，你就可以继续加入节点。

如果你的网络无法正常工作或 CoreDNS 不在 Running 状态，请查看 kubeadm 的故障排除指南。

托管节点标签

默认情况下，kubeadm 启用 NodeRestriction 准入控制器来限制 kubelet 在节点注册时可以应用哪些标签。准入控制器文档描述 kubelet --node-labels 选项允许使用哪些标签。 其中 node-role.kubernetes.io/control-plane 标签就是这样一个受限制的标签， kubeadm 在节点创建后使用特权客户端手动应用此标签。 你可以使用一个有特权的 kubeconfig，比如由 kubeadm 管理的 /etc/kubernetes/admin.conf， 通过执行 kubectl label 来手动完成操作。

控制平面节点隔离

默认情况下，出于安全原因，你的集群不会在控制平面节点上调度 Pod。 如果你希望能够在单机 Kubernetes 集群等控制平面节点上调度 Pod，请运行：

kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/control-plane-

输出看起来像：

node "test-01" untainted
...

这将从任何拥有 node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule 污点的节点（包括控制平面节点）上移除该污点。 这意味着调度程序将能够在任何地方调度 Pod。

此外，你可以执行以下命令从控制平面节点中删除 node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers 标签，这会将其从后端服务器列表中排除：

kubectl label nodes --all node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers-

添加更多控制平面节点

请参阅使用 kubeadm 创建高可用性集群， 了解通过添加更多控制平面节点创建高可用性 kubeadm 集群的步骤。

添加工作节点

工作节点是工作负载运行的地方。

以下页面展示如何使用 kubeadm join 命令将 Linux 和 Windows 工作节点添加到集群：

（可选）从控制平面节点以外的计算机控制集群

为了使 kubectl 在其他计算机（例如笔记本电脑）上与你的集群通信， 你需要将管理员 kubeconfig 文件从控制平面节点复制到工作站，如下所示：

scp root@<control-plane-host>:/etc/kubernetes/admin.conf .
kubectl --kubeconfig ./admin.conf get nodes

（可选）将 API 服务器代理到本地主机

如果你要从集群外部连接到 API 服务器，则可以使用 kubectl proxy：

scp root@<control-plane-host>:/etc/kubernetes/admin.conf .
kubectl --kubeconfig ./admin.conf proxy

你现在可以在 http://localhost:8001/api/v1 从本地访问 API 服务器。

清理

如果你在集群中使用了一次性服务器进行测试，则可以关闭这些服务器，而无需进一步清理。 你可以使用 kubectl config delete-cluster 删除对集群的本地引用。

但是，如果要更干净地取消配置集群， 则应首先清空节点并确保该节点为空， 然后取消配置该节点。

移除节点

使用适当的凭据与控制平面节点通信，运行：

kubectl drain <节点名称> --delete-emptydir-data --force --ignore-daemonsets

在移除节点之前，请重置 kubeadm 安装的状态：

kubeadm reset

重置过程不会重置或清除 iptables 规则或 IPVS 表。如果你希望重置 iptables，则必须手动进行：

iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

如果要重置 IPVS 表，则必须运行以下命令：

ipvsadm -C

现在移除节点：

kubectl delete node <节点名称>

如果你想重新开始，只需运行 kubeadm init 或 kubeadm join 并加上适当的参数。

清理控制平面

你可以在控制平面主机上使用 kubeadm reset 来触发尽力而为的清理。

有关此子命令及其选项的更多信息，请参见 kubeadm reset 参考文档。

版本偏差策略

虽然 kubeadm 允许所管理的组件有一定程度的版本偏差， 但是建议你将 kubeadm 的版本与控制平面组件、kube-proxy 和 kubelet 的版本相匹配。

kubeadm 中的 Kubernetes 版本偏差

kubeadm 可以与 Kubernetes 组件一起使用，这些组件的版本与 kubeadm 相同，或者比它大一个版本。 Kubernetes 版本可以通过使用 --kubeadm init 的 --kubernetes-version 标志或使用 --config 时的 ClusterConfiguration.kubernetesVersion 字段指定给 kubeadm。 这个选项将控制 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler 和 kube-proxy 的版本。

例子：

  • kubeadm 的版本为 1.31。
  • kubernetesVersion 必须为 1.31 或者 1.30。

kubeadm 中 kubelet 的版本偏差

与 Kubernetes 版本类似，kubeadm 可以使用与 kubeadm 相同版本的 kubelet， 或者比 kubeadm 老三个版本的 kubelet。

例子：

  • kubeadm 的版本为 1.31。
  • 主机上的 kubelet 必须为 1.31、1.30、 1.29 或 1.28。

kubeadm 支持的 kubeadm 的版本偏差

kubeadm 命令在现有节点或由 kubeadm 管理的整个集群上的操作有一定限制。

如果新的节点加入到集群中，用于 kubeadm join 的 kubeadm 二进制文件必须与用 kubeadm init 创建集群或用 kubeadm upgrade 升级同一节点时所用的 kubeadm 版本一致。 类似的规则适用于除了 kubeadm upgrade 以外的其他 kubeadm 命令。

kubeadm join 的例子：

  • 使用 kubeadm init 创建集群时使用版本为 1.31 的 kubeadm。
  • 添加节点所用的 kubeadm 可执行文件为版本 。

对于正在升级的节点，所使用的的 kubeadm 必须与管理该节点的 kubeadm 具有相同的 MINOR 版本或比后者新一个 MINOR 版本。

kubeadm upgrade 的例子：

  • 用于创建或升级节点的 kubeadm 版本为 1.30。
  • 用于升级节点的 kubeadm 版本必须为 1.30 或 1.31。

要了解更多关于不同 Kubernetes 组件之间的版本偏差， 请参见版本偏差策略。

局限性

集群弹性

此处创建的集群具有单个控制平面节点，运行单个 etcd 数据库。 这意味着如果控制平面节点发生故障，你的集群可能会丢失数据并且可能需要从头开始重新创建。

解决方法：

  • 定期备份 etcd。 kubeadm 配置的 etcd 数据目录位于控制平面节点上的 /var/lib/etcd 中。

平台兼容性

kubeadm deb/rpm 软件包和二进制文件是为 amd64、arm (32-bit)、arm64、ppc64le 和 s390x 构建的遵循多平台提案。

从 v1.12 开始还支持用于控制平面和附加组件的多平台容器镜像。

只有一些网络提供商为所有平台提供解决方案。 请查阅上方的网络提供商清单或每个提供商的文档以确定提供商是否支持你选择的平台。

故障排除

如果你在使用 kubeadm 时遇到困难， 请查阅我们的故障排除文档。

接下来

反馈

4 - 使用 kubeadm API 定制组件

本页面介绍了如何自定义 kubeadm 部署的组件。 你可以使用 ClusterConfiguration 结构中定义的参数，或者在每个节点上应用补丁来定制控制平面组件。 你可以使用 KubeletConfiguration 和 KubeProxyConfiguration 结构分别定制 kubelet 和 kube-proxy 组件。

所有这些选项都可以通过 kubeadm 配置 API 实现。 有关配置中的每个字段的详细信息，你可以导航到我们的 API 参考页面 。

使用 ClusterConfiguration 中的标志自定义控制平面

kubeadm ClusterConfiguration 对象为用户提供了一种方法， 用以覆盖传递给控制平面组件（如 APIServer、ControllerManager、Scheduler 和 Etcd）的默认参数。 各组件配置使用如下字段定义：

  • apiServer
  • controllerManager
  • scheduler
  • etcd

这些结构包含一个通用的 extraArgs 字段，该字段由 name / value 组成。 要覆盖控制平面组件的参数：

  1. 将适当的字段 extraArgs 添加到配置中。
  2. 向字段 extraArgs 添加要覆盖的参数值。
  3. 用 --config <YOUR CONFIG YAML> 运行 kubeadm init。

APIServer 参数

有关详细信息，请参阅 kube-apiserver 参考文档。

使用示例：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.16.0
apiServer:
  extraArgs:
  - name: "enable-admission-plugins"
    value: "AlwaysPullImages,DefaultStorageClass"
  - name: "audit-log-path"
    value: "/home/johndoe/audit.log"

ControllerManager 参数

有关详细信息，请参阅 kube-controller-manager 参考文档。

使用示例：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.16.0
controllerManager:
  extraArgs:
  - name: "cluster-signing-key-file"
    value: "/home/johndoe/keys/ca.key"
  - name: "deployment-controller-sync-period"
    value: "50"

Scheduler 参数

有关详细信息，请参阅 kube-scheduler 参考文档。

使用示例：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.16.0
scheduler:
  extraArgs:
  - name: "config"
    value: "/etc/kubernetes/scheduler-config.yaml"
  extraVolumes:
    - name: schedulerconfig
      hostPath: /home/johndoe/schedconfig.yaml
      mountPath: /etc/kubernetes/scheduler-config.yaml
      readOnly: true
      pathType: "File"

Etcd 参数

有关详细信息，请参阅 etcd 服务文档.

使用示例：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
etcd:
  local:
    extraArgs:
    - name: "election-timeout"
      value: 1000

使用补丁定制

特性状态： Kubernetes v1.22 [beta]

Kubeadm 允许将包含补丁文件的目录传递给各个节点上的 InitConfiguration 和 JoinConfiguration。 这些补丁可被用作组件配置写入磁盘之前的最后一个自定义步骤。

可以使用 --config <你的 YAML 格式控制文件> 将配置文件传递给 kubeadm init：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: InitConfiguration
patches:
  directory: /home/user/somedir

你可以使用 --config <你的 YAML 格式配置文件> 将配置文件传递给 kubeadm join：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: JoinConfiguration
patches:
  directory: /home/user/somedir

补丁目录必须包含名为 target[suffix][+patchtype].extension 的文件。 例如，kube-apiserver0+merge.yaml 或只是 etcd.json。

  • target 可以是 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd 和 kubeletconfiguration 之一。
  • suffix 是一个可选字符串，可用于确定首先按字母数字应用哪些补丁。
  • patchtype 可以是 strategy、merge 或 json 之一，并且这些必须匹配 kubectl 支持 的补丁格式。 默认补丁类型是 strategic 的。
  • extension 必须是 json 或 yaml。

自定义 kubelet

要自定义 kubelet，你可以在同一配置文件中的 ClusterConfiguration 或 InitConfiguration 之外添加一个 KubeletConfiguration，用 --- 分隔。 然后可以将此文件传递给 kubeadm init，kubeadm 会将相同的 KubeletConfiguration 配置应用于集群中的所有节点。

要在基础 KubeletConfiguration 上应用特定节点的配置，你可以使用 kubeletconfiguration 补丁定制。

或者你可以使用 kubelet 参数进行覆盖，方法是将它们传递到 InitConfiguration 和 JoinConfiguration 支持的 nodeRegistration.kubeletExtraArgs 字段中。一些 kubelet 参数已被弃用， 因此在使用这些参数之前，请在 kubelet 参考文档 中检查它们的状态。

更多详情，请参阅使用 kubeadm 配置集群中的每个 kubelet

自定义 kube-proxy

要自定义 kube-proxy，你可以在 ClusterConfiguration 或 InitConfiguration 之外添加一个由 --- 分隔的 KubeProxyConfiguration， 传递给 kubeadm init。

可以导航到 API 参考页面查看更多详情，

5 - 高可用拓扑选项

本页面介绍了配置高可用（HA）Kubernetes 集群拓扑的两个选项。

你可以设置 HA 集群：

  • 使用堆叠（stacked）控制平面节点，其中 etcd 节点与控制平面节点共存
  • 使用外部 etcd 节点，其中 etcd 在与控制平面不同的节点上运行

在设置 HA 集群之前，你应该仔细考虑每种拓扑的优缺点。

堆叠（Stacked）etcd 拓扑

堆叠（Stacked）HA 集群是一种这样的拓扑， 其中 etcd 分布式数据存储集群堆叠在 kubeadm 管理的控制平面节点上，作为控制平面的一个组件运行。

每个控制平面节点运行 kube-apiserver、kube-scheduler 和 kube-controller-manager 实例。 kube-apiserver 使用负载均衡器暴露给工作节点。

每个控制平面节点创建一个本地 etcd 成员（member），这个 etcd 成员只与该节点的 kube-apiserver 通信。 这同样适用于本地 kube-controller-manager 和 kube-scheduler 实例。

这种拓扑将控制平面和 etcd 成员耦合在同一节点上。相对使用外部 etcd 集群， 设置起来更简单，而且更易于副本管理。

然而，堆叠集群存在耦合失败的风险。如果一个节点发生故障，则 etcd 成员和控制平面实例都将丢失， 并且冗余会受到影响。你可以通过添加更多控制平面节点来降低此风险。

因此，你应该为 HA 集群运行至少三个堆叠的控制平面节点。

这是 kubeadm 中的默认拓扑。当使用 kubeadm init 和 kubeadm join --control-plane 时， 在控制平面节点上会自动创建本地 etcd 成员。

堆叠的 etcd 拓扑

外部 etcd 拓扑

具有外部 etcd 的 HA 集群是一种这样的拓扑， 其中 etcd 分布式数据存储集群在独立于控制平面节点的其他节点上运行。

就像堆叠的 etcd 拓扑一样，外部 etcd 拓扑中的每个控制平面节点都会运行 kube-apiserver、kube-scheduler 和 kube-controller-manager 实例。 同样，kube-apiserver 使用负载均衡器暴露给工作节点。但是 etcd 成员在不同的主机上运行， 每个 etcd 主机与每个控制平面节点的 kube-apiserver 通信。

这种拓扑结构解耦了控制平面和 etcd 成员。因此它提供了一种 HA 设置， 其中失去控制平面实例或者 etcd 成员的影响较小，并且不会像堆叠的 HA 拓扑那样影响集群冗余。

但此拓扑需要两倍于堆叠 HA 拓扑的主机数量。 具有此拓扑的 HA 集群至少需要三个用于控制平面节点的主机和三个用于 etcd 节点的主机。

外部 etcd 拓扑

接下来

6 - 利用 kubeadm 创建高可用集群

本文讲述了使用 kubeadm 设置一个高可用的 Kubernetes 集群的两种不同方式：

  • 使用具有堆叠的控制平面节点。这种方法所需基础设施较少。etcd 成员和控制平面节点位于同一位置。
  • 使用外部 etcd 集群。这种方法所需基础设施较多。控制平面的节点和 etcd 成员是分开的。

在下一步之前，你应该仔细考虑哪种方法更好地满足你的应用程序和环境的需求。 高可用拓扑选项 讲述了每种方法的优缺点。

如果你在安装 HA 集群时遇到问题，请在 kubeadm 问题跟踪里向我们提供反馈。

你也可以阅读升级文档。

准备开始

根据集群控制平面所选择的拓扑结构不同，准备工作也有所差异：

需要准备：

  • 配置满足 kubeadm 的最低要求 的三台机器作为控制面节点。控制平面节点为奇数有利于机器故障或者分区故障时重新选举。
  • 配置满足 kubeadm 的最低要求 的三台机器作为工作节点
  • 在集群中，确保所有计算机之间存在全网络连接（公网或私网）
  • 在所有机器上具有 sudo 权限
    • 可以使用其他工具；本教程以 sudo 举例
  • 从某台设备通过 SSH 访问系统中所有节点的能力
  • 所有机器上已经安装 kubeadm 和 kubelet

拓扑详情请参考堆叠（Stacked）etcd 拓扑。

需要准备：

  • 配置满足 kubeadm 的最低要求 的三台机器作为控制面节点。控制平面节点为奇数有利于机器故障或者分区故障时重新选举。
  • 配置满足 kubeadm 的最低要求 的三台机器作为工作节点
  • 在集群中，确保所有计算机之间存在全网络连接（公网或私网）
  • 在所有机器上具有 sudo 权限
    • 可以使用其他工具；本教程以 sudo 举例
  • 从某台设备通过 SSH 访问系统中所有节点的能力
  • 所有机器上已经安装 kubeadm 和 kubelet

还需要准备：

  • 给 etcd 集群使用的另外至少三台机器。为了分布式一致性算法达到更好的投票效果，集群必须由奇数个节点组成。
    • 机器上已经安装 kubeadm 和 kubelet。
    • 机器上同样需要安装好容器运行时，并能正常运行。

拓扑详情请参考外部 etcd 拓扑。

容器镜像

每台主机需要能够从 Kubernetes 容器镜像仓库（registry.k8s.io）读取和拉取镜像。 想要在无法拉取 Kubernetes 仓库镜像的机器上部署高可用集群也是可行的。通过其他的手段保证主机上已经有对应的容器镜像即可。

命令行

一旦集群创建成功，需要在 PC 上安装 kubectl 用于管理 Kubernetes。 为了方便故障排查，也可以在每个控制平面节点上安装 kubectl。

这两种方法的第一步

为 kube-apiserver 创建负载均衡器

  1. 创建一个名为 kube-apiserver 的负载均衡器解析 DNS。

    • 在云环境中，应该将控制平面节点放置在 TCP 转发负载平衡后面。 该负载均衡器将流量分配给目标列表中所有运行状况良好的控制平面节点。 API 服务器的健康检查是在 kube-apiserver 的监听端口（默认值 :6443） 上进行的一个 TCP 检查。

    • 不建议在云环境中直接使用 IP 地址。

    • 负载均衡器必须能够在 API 服务器端口上与所有控制平面节点通信。 它还必须允许其监听端口的入站流量。

    • 确保负载均衡器的地址始终匹配 kubeadm 的 ControlPlaneEndpoint 地址。

    • 阅读软件负载平衡选项指南 以获取更多详细信息。

  1. 添加第一个控制平面节点到负载均衡器并测试连接：

    nc -v LOAD_BALANCER_IP PORT

    由于 API 服务器尚未运行，预期会出现一个连接拒绝错误。 然而超时意味着负载均衡器不能和控制平面节点通信。 如果发生超时，请重新配置负载均衡器与控制平面节点进行通信。

  2. 将其余控制平面节点添加到负载均衡器目标组。

使用堆控制平面和 etcd 节点

控制平面节点的第一步

  1. 初始化控制平面：

    sudo kubeadm init --control-plane-endpoint "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT" --upload-certs
    • 你可以使用 --kubernetes-version 标志来设置要使用的 Kubernetes 版本。 建议将 kubeadm、kebelet、kubectl 和 Kubernetes 的版本匹配。
    • 这个 --control-plane-endpoint 标志应该被设置成负载均衡器的地址或 DNS 和端口。
    • 这个 --upload-certs 标志用来将在所有控制平面实例之间的共享证书上传到集群。 如果正好相反，你更喜欢手动地通过控制平面节点或者使用自动化工具复制证书， 请删除此标志并参考如下部分证书分配手册。

    输出类似于：

    ...
You can now join any number of control-plane node by running the following command on each as a root:
    kubeadm join 192.168.0.200:6443 --token 9vr73a.a8uxyaju799qwdjv --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7c2e69131a36ae2a042a339b33381c6d0d43887e2de83720eff5359e26aec866 --control-plane --certificate-key f8902e114ef118304e561c3ecd4d0b543adc226b7a07f675f56564185ffe0c07

Please note that the certificate-key gives access to cluster sensitive data, keep it secret!
As a safeguard, uploaded-certs will be deleted in two hours; If necessary, you can use kubeadm init phase upload-certs to reload certs afterward.

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
    kubeadm join 192.168.0.200:6443 --token 9vr73a.a8uxyaju799qwdjv --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7c2e69131a36ae2a042a339b33381c6d0d43887e2de83720eff5359e26aec866

    • 将此输出复制到文本文件。 稍后你将需要它来将控制平面节点和工作节点加入集群。

    • 当使用 --upload-certs 调用 kubeadm init 时，主控制平面的证书被加密并上传到 kubeadm-certs Secret 中。

    • 要重新上传证书并生成新的解密密钥，请在已加入集群节点的控制平面上使用以下命令：

      sudo kubeadm init phase upload-certs --upload-certs
    • 你还可以在 init 期间指定自定义的 --certificate-key，以后可以由 join 使用。 要生成这样的密钥，可以使用以下命令：
    kubeadm certs certificate-key

    证书密钥是一个十六进制编码的字符串，它是一个 32 字节大小的 AES 密钥。

  1. 应用你所选择的 CNI 插件： 请遵循以下指示 安装 CNI 驱动。如果适用，请确保配置与 kubeadm 配置文件中指定的 Pod CIDR 相对应。

  1. 输入以下内容，并查看控制平面组件的 Pod 启动：

    kubectl get pod -n kube-system -w

其余控制平面节点的步骤

对于每个其他控制平面节点，你应该：

  1. 执行先前由第一个节点上的 kubeadm init 输出提供给你的 join 命令。 它看起来应该像这样：

    sudo kubeadm join 192.168.0.200:6443 --token 9vr73a.a8uxyaju799qwdjv --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7c2e69131a36ae2a042a339b33381c6d0d43887e2de83720eff5359e26aec866 --control-plane --certificate-key f8902e114ef118304e561c3ecd4d0b543adc226b7a07f675f56564185ffe0c07
    • 这个 --control-plane 标志通知 kubeadm join 创建一个新的控制平面。
    • --certificate-key ... 将导致从集群中的 kubeadm-certs Secret 下载控制平面证书并使用给定的密钥进行解密。

你可以并行地加入多个控制面节点。

外部 etcd 节点

使用外部 etcd 节点设置集群类似于用于堆叠 etcd 的过程， 不同之处在于你应该首先设置 etcd，并在 kubeadm 配置文件中传递 etcd 信息。

设置 etcd 集群

  1. 按照这里的指示去设置。

  2. 根据这里 的描述配置 SSH。

  3. 将以下文件从集群中的任一 etcd 节点复制到第一个控制平面节点：

    export CONTROL_PLANE="ubuntu@10.0.0.7"
scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt "${CONTROL_PLANE}":
scp /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt "${CONTROL_PLANE}":
scp /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key "${CONTROL_PLANE}":
    • 用第一台控制平面节点的 user@host 替换 CONTROL_PLANE 的值。

设置第一个控制平面节点

  1. 用以下内容创建一个名为 kubeadm-config.yaml 的文件：

    ---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: stable
controlPlaneEndpoint: "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT" # change this (see below)
etcd:
  external:
    endpoints:
      - https://ETCD_0_IP:2379 # 适当地更改 ETCD_0_IP
      - https://ETCD_1_IP:2379 # 适当地更改 ETCD_1_IP
      - https://ETCD_2_IP:2379 # 适当地更改 ETCD_2_IP
    caFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    certFile: /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
    keyFile: /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key

    • 在你的集群中，将配置模板中的以下变量替换为适当值：

    • LOAD_BALANCER_DNS

    • LOAD_BALANCER_PORT

    • ETCD_0_IP

    • ETCD_1_IP

    • ETCD_2_IP

以下的步骤与设置内置 etcd 的集群是相似的：

  1. 在节点上运行 sudo kubeadm init --config kubeadm-config.yaml --upload-certs 命令。

  2. 记下输出的 join 命令，这些命令将在以后使用。

  3. 应用你选择的 CNI 插件。

其他控制平面节点的步骤

步骤与设置内置 etcd 相同：

  • 确保第一个控制平面节点已完全初始化。
  • 使用保存到文本文件的 join 命令将每个控制平面节点连接在一起。 建议一次加入一个控制平面节点。
  • 不要忘记默认情况下，--certificate-key 中的解密秘钥会在两个小时后过期。

列举控制平面之后的常见任务

安装工作节点

你可以使用之前存储的 kubeadm init 命令的输出将工作节点加入集群中：

sudo kubeadm join 192.168.0.200:6443 --token 9vr73a.a8uxyaju799qwdjv --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7c2e69131a36ae2a042a339b33381c6d0d43887e2de83720eff5359e26aec866

手动证书分发

如果你选择不将 kubeadm init 与 --upload-certs 命令一起使用， 则意味着你将必须手动将证书从主控制平面节点复制到将要加入的控制平面节点上。

有许多方法可以实现这种操作。下面的例子使用了 ssh 和 scp：

如果要在单独的一台计算机控制所有节点，则需要 SSH。

  1. 在你的主设备上启用 ssh-agent，要求该设备能访问系统中的所有其他节点：

    eval $(ssh-agent)

  1. 将 SSH 身份添加到会话中：

    ssh-add ~/.ssh/path_to_private_key

  1. 检查节点间的 SSH 以确保连接是正常运行的

    • SSH 到任何节点时，请确保添加 -A 标志。 此标志允许你通过 SSH 登录到节点后从该节点上访问你自己 PC 上的 SSH 代理。 如果你不完全信任该节点上的用户会话安全，可以考虑使用其他替代方法。
    ssh -A 10.0.0.7
    • 当在任何节点上使用 sudo 时，请确保保持环境变量设置，以便 SSH 转发能够正常工作：
    sudo -E -s

  1. 在所有节点上配置 SSH 之后，你应该在运行过 kubeadm init 命令的第一个控制平面节点上运行以下脚本。 该脚本会将证书从第一个控制平面节点复制到另一个控制平面节点：

    在以下示例中，用其他控制平面节点的 IP 地址替换 CONTROL_PLANE_IPS。

    USER=ubuntu # 可定制
CONTROL_PLANE_IPS="10.0.0.7 10.0.0.8"
for host in ${CONTROL_PLANE_IPS}; do
 scp /etc/kubernetes/pki/ca.crt "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/ca.key "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/sa.key "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/sa.pub "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key "${USER}"@$host:
 scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt "${USER}"@$host:etcd-ca.crt
 # 如果你正使用外部 etcd，忽略下一行
 scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key "${USER}"@$host:etcd-ca.key
done

  1. 然后，在每个即将加入集群的控制平面节点上，你必须先运行以下脚本，然后再运行 kubeadm join。 该脚本会将先前复制的证书从主目录移动到 /etc/kubernetes/pki：

    USER=ubuntu # 可定制
mkdir -p /etc/kubernetes/pki/etcd
mv /home/${USER}/ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.pub /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/etcd-ca.crt /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
# 如果你正使用外部 etcd，忽略下一行
mv /home/${USER}/etcd-ca.key /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key

7 - 使用 kubeadm 创建一个高可用 etcd 集群

默认情况下，kubeadm 在每个控制平面节点上运行一个本地 etcd 实例。也可以使用外部的 etcd 集群，并在不同的主机上提供 etcd 实例。 这两种方法的区别在高可用拓扑的选项页面中阐述。

这个任务将指导你创建一个由三个成员组成的高可用外部 etcd 集群，该集群在创建过程中可被 kubeadm 使用。

准备开始

  • 三个可以通过 2379 和 2380 端口相互通信的主机。本文档使用这些作为默认端口。 不过，它们可以通过 kubeadm 的配置文件进行自定义。
  • 每个主机都应该能够访问 Kubernetes 容器镜像仓库 (registry.k8s.io)， 或者使用 kubeadm config images list/pull 列出/拉取所需的 etcd 镜像。 本指南将把 etcd 实例设置为由 kubelet 管理的静态 Pod。
  • 一些可以用来在主机间复制文件的基础设施。例如 ssh 和 scp 就可以满足此需求。

建立集群

一般来说，是在一个节点上生成所有证书并且只分发这些必要的文件到其它节点上。

  1. 将 kubelet 配置为 etcd 的服务管理器。

    由于 etcd 是首先创建的，因此你必须通过创建具有更高优先级的新文件来覆盖 kubeadm 提供的 kubelet 单元文件。

    cat << EOF > /etc/systemd/system/kubelet.service.d/kubelet.conf
# 将下面的 "systemd" 替换为你的容器运行时所使用的 cgroup 驱动。
# kubelet 的默认值为 "cgroupfs"。
# 如果需要的话，将 "containerRuntimeEndpoint" 的值替换为一个不同的容器运行时。
#
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    enabled: false
authorization:
  mode: AlwaysAllow
cgroupDriver: systemd
address: 127.0.0.1
containerRuntimeEndpoint: unix:///var/run/containerd/containerd.sock
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests
EOF

cat << EOF > /etc/systemd/system/kubelet.service.d/20-etcd-service-manager.conf
[Service]
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/kubelet --config=/etc/systemd/system/kubelet.service.d/kubelet.conf
Restart=always
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

    检查 kubelet 的状态以确保其处于运行状态：

    systemctl status kubelet

  1. 为 kubeadm 创建配置文件。

    使用以下脚本为每个将要运行 etcd 成员的主机生成一个 kubeadm 配置文件。

    # 使用你的主机 IP 更新 HOST0、HOST1 和 HOST2 的 IP 地址
export HOST0=10.0.0.6
export HOST1=10.0.0.7
export HOST2=10.0.0.8

# 使用你的主机名更新 NAME0、NAME1 和 NAME2
export NAME0="infra0"
export NAME1="infra1"
export NAME2="infra2"

# 创建临时目录来存储将被分发到其它主机上的文件
mkdir -p /tmp/${HOST0}/ /tmp/${HOST1}/ /tmp/${HOST2}/

HOSTS=(${HOST0} ${HOST1} ${HOST2})
NAMES=(${NAME0} ${NAME1} ${NAME2})

for i in "${!HOSTS[@]}"; do
HOST=${HOSTS[$i]}
NAME=${NAMES[$i]}
cat << EOF > /tmp/${HOST}/kubeadmcfg.yaml
---
apiVersion: "kubeadm.k8s.io/v1beta4"
kind: InitConfiguration
nodeRegistration:
    name: ${NAME}
localAPIEndpoint:
    advertiseAddress: ${HOST}
---
apiVersion: "kubeadm.k8s.io/v1beta4"
kind: ClusterConfiguration
etcd:
    local:
        serverCertSANs:
        - "${HOST}"
        peerCertSANs:
        - "${HOST}"
        extraArgs:
        - name: initial-cluster
          value: ${NAMES[0]}=https://${HOSTS[0]}:2380,${NAMES[1]}=https://${HOSTS[1]}:2380,${NAMES[2]}=https://${HOSTS[2]}:2380
        - name: initial-cluster-state
          value: new
        - name: name
          value: ${NAME}
        - name: listen-peer-urls
          value: https://${HOST}:2380
        - name: listen-client-urls
          value: https://${HOST}:2379
        - name: advertise-client-urls
          value: https://${HOST}:2379
        - name: initial-advertise-peer-urls
          value: https://${HOST}:2380
EOF
done

  1. 生成证书颁发机构。

    如果你已经拥有 CA，那么唯一的操作是复制 CA 的 crt 和 key 文件到 etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt 和 /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key。 复制完这些文件后继续下一步，“为每个成员创建证书”。

    如果你还没有 CA，则在 $HOST0（你为 kubeadm 生成配置文件的位置）上运行此命令。

    kubeadm init phase certs etcd-ca

    这一操作创建如下两个文件：

    • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key

  1. 为每个成员创建证书。

    kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST2}/
# 清理不可重复使用的证书
find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete

kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST1}/
find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete

kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
# 不需要移动 certs 因为它们是给 HOST0 使用的

# 清理不应从此主机复制的证书
find /tmp/${HOST2} -name ca.key -type f -delete
find /tmp/${HOST1} -name ca.key -type f -delete

  1. 复制证书和 kubeadm 配置。

    证书已生成，现在必须将它们移动到对应的主机。

    USER=ubuntu
HOST=${HOST1}
scp -r /tmp/${HOST}/* ${USER}@${HOST}:
ssh ${USER}@${HOST}
USER@HOST $ sudo -Es
root@HOST $ chown -R root:root pki
root@HOST $ mv pki /etc/kubernetes/

  1. 确保已经所有预期的文件都存在

    $HOST0 所需文件的完整列表如下：

    /tmp/${HOST0}
└── kubeadmcfg.yaml
---
/etc/kubernetes/pki
├── apiserver-etcd-client.crt
├── apiserver-etcd-client.key
└── etcd
    ├── ca.crt
    ├── ca.key
    ├── healthcheck-client.crt
    ├── healthcheck-client.key
    ├── peer.crt
    ├── peer.key
    ├── server.crt
    └── server.key

    在 $HOST1 上：

    $HOME
└── kubeadmcfg.yaml
---
/etc/kubernetes/pki
├── apiserver-etcd-client.crt
├── apiserver-etcd-client.key
└── etcd
    ├── ca.crt
    ├── healthcheck-client.crt
    ├── healthcheck-client.key
    ├── peer.crt
    ├── peer.key
    ├── server.crt
    └── server.key

    在 $HOST2 上：

    $HOME
└── kubeadmcfg.yaml
---
/etc/kubernetes/pki
├── apiserver-etcd-client.crt
├── apiserver-etcd-client.key
└── etcd
    ├── ca.crt
    ├── healthcheck-client.crt
    ├── healthcheck-client.key
    ├── peer.crt
    ├── peer.key
    ├── server.crt
    └── server.key

  1. 创建静态 Pod 清单。

    既然证书和配置已经就绪，是时候去创建清单了。 在每台主机上运行 kubeadm 命令来生成 etcd 使用的静态清单。

    root@HOST0 $ kubeadm init phase etcd local --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
root@HOST1 $ kubeadm init phase etcd local --config=$HOME/kubeadmcfg.yaml
root@HOST2 $ kubeadm init phase etcd local --config=$HOME/kubeadmcfg.yaml

  1. 可选：检查集群运行状况。

    如果 etcdctl 不可用，你可以在容器镜像内运行此工具。 你可以使用 crictl run 这类工具直接在容器运行时执行此操作，而不是通过 Kubernetes。

    ETCDCTL_API=3 etcdctl \
--cert /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt \
--key /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key \
--cacert /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
--endpoints https://${HOST0}:2379 endpoint health
...
https://[HOST0 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 16.283339ms
https://[HOST1 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 19.44402ms
https://[HOST2 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 35.926451ms
    • 将 ${HOST0} 设置为要测试的主机的 IP 地址。

接下来

一旦拥有了一个正常工作的 3 成员的 etcd 集群， 你就可以基于使用 kubeadm 外部 etcd 的方法， 继续部署一个高可用的控制平面。

8 - 使用 kubeadm 配置集群中的每个 kubelet

特性状态： Kubernetes v1.11 [stable]

kubeadm CLI 工具的生命周期与 kubelet 解耦；kubelet 是一个守护程序，在 Kubernetes 集群中的每个节点上运行。 当 Kubernetes 初始化或升级时，kubeadm CLI 工具由用户执行，而 kubelet 始终在后台运行。

由于kubelet是守护程序，因此需要通过某种初始化系统或服务管理器进行维护。 当使用 DEB 或 RPM 安装 kubelet 时，配置系统去管理 kubelet。 你可以改用其他服务管理器，但需要手动地配置。

集群中涉及的所有 kubelet 的一些配置细节都必须相同， 而其他配置方面则需要基于每个 kubelet 进行设置，以适应给定机器的不同特性（例如操作系统、存储和网络）。 你可以手动地管理 kubelet 的配置，但是 kubeadm 现在提供一种 KubeletConfiguration API 类型用于集中管理 kubelet 的配置。

Kubelet 配置模式

以下各节讲述了通过使用 kubeadm 简化 kubelet 配置模式，而不是在每个节点上手动地管理 kubelet 配置。

将集群级配置传播到每个 kubelet 中

你可以通过 kubeadm init 和 kubeadm join 命令为 kubelet 提供默认值。 有趣的示例包括使用其他容器运行时或通过服务器设置不同的默认子网。

如果你想使用子网 10.96.0.0/12 作为服务的默认网段，你可以给 kubeadm 传递 --service-cidr 参数：

kubeadm init --service-cidr 10.96.0.0/12

现在，可以从该子网分配服务的虚拟 IP。 你还需要通过 kubelet 使用 --cluster-dns 标志设置 DNS 地址。 在集群中的每个管理器和节点上的 kubelet 的设置需要相同。 kubelet 提供了一个版本化的结构化 API 对象，该对象可以配置 kubelet 中的大多数参数，并将此配置推送到集群中正在运行的每个 kubelet 上。 此对象被称为 KubeletConfiguration。 KubeletConfiguration 允许用户指定标志，例如用骆峰值代表集群的 DNS IP 地址，如下所示：

apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
clusterDNS:
- 10.96.0.10

有关 KubeletConfiguration 的更多详细信息，请参阅本节。

提供特定于某实例的配置细节

由于硬件、操作系统、网络或者其他主机特定参数的差异。某些主机需要特定的 kubelet 配置。 以下列表提供了一些示例。

  • 由 kubelet 配置标志 --resolv-conf 指定的 DNS 解析文件的路径在操作系统之间可能有所不同， 它取决于你是否使用 systemd-resolved。 如果此路径错误，则在其 kubelet 配置错误的节点上 DNS 解析也将失败。

  • 除非你使用云驱动，否则默认情况下 Node API 对象的 .metadata.name 会被设置为计算机的主机名。 如果你需要指定一个与机器的主机名不同的节点名称，你可以使用 --hostname-override 标志覆盖默认值。

  • 当前，kubelet 无法自动检测容器运行时使用的 cgroup 驱动程序， 但是值 --cgroup-driver 必须与容器运行时使用的 cgroup 驱动程序匹配，以确保 kubelet 的健康运行状况。

  • 要指定容器运行时，你必须用 --container-runtime-endpoint=<path> 标志来指定端点。

应用此类特定于实例的配置的推荐方法是使用 KubeletConfiguration 补丁。

使用 kubeadm 配置 kubelet

如果自定义的 KubeletConfiguration API 对象使用像 kubeadm ... --config some-config-file.yaml 这样的配置文件进行传递，则可以配置 kubeadm 启动的 kubelet。

通过调用 kubeadm config print init-defaults --component-configs KubeletConfiguration， 你可以看到此结构中的所有默认值。

也可以在基础 KubeletConfiguration 上应用实例特定的补丁。 阅读自定义 kubelet 来获取有关各个字段的更多信息。

使用 kubeadm init 时的工作流程

当调用 kubeadm init 时，kubelet 的配置会被写入磁盘 /var/lib/kubelet/config.yaml， 并上传到集群 kube-system 命名空间的 kubelet-config ConfigMap。 kubelet 配置信息也被写入 /etc/kubernetes/kubelet.conf，其中包含集群内所有 kubelet 的基线配置。 此配置文件指向允许 kubelet 与 API 服务器通信的客户端证书。 这解决了将集群级配置传播到每个 kubelet 的需求。

针对为特定实例提供配置细节的第二种模式， kubeadm 的解决方法是将环境文件写入 /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env，其中包含了一个标志列表， 当 kubelet 启动时，该标志列表会传递给 kubelet 标志在文件中的显示方式如下：

KUBELET_KUBEADM_ARGS="--flag1=value1 --flag2=value2 ..."

除了启动 kubelet 时所使用的标志外，该文件还包含动态参数，例如 cgroup 驱动程序以及是否使用其他容器运行时套接字（--cri-socket）。

将这两个文件编组到磁盘后，如果使用 systemd，则 kubeadm 尝试运行以下两个命令：

systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet

如果重新加载和重新启动成功，则正常的 kubeadm init 工作流程将继续。

使用 kubeadm join 时的工作流程

当运行 kubeadm join 时，kubeadm 使用 Bootstrap Token 证书执行 TLS 引导，该引导会获取一份证书， 该证书需要下载 kubelet-config ConfigMap 并把它写入 /var/lib/kubelet/config.yaml 中。 动态环境文件的生成方式恰好与 kubeadm init 完全相同。

接下来，kubeadm 运行以下两个命令将新配置加载到 kubelet 中：

systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet

在 kubelet 加载新配置后，kubeadm 将写入 /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf KubeConfig 文件中， 该文件包含 CA 证书和引导程序令牌。 kubelet 使用这些证书执行 TLS 引导程序并获取唯一的凭据，该凭据被存储在 /etc/kubernetes/kubelet.conf 中。

当 /etc/kubernetes/kubelet.conf 文件被写入后，kubelet 就完成了 TLS 引导过程。 kubeadm 在完成 TLS 引导过程后将删除 /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf 文件。

kubelet 的 systemd drop-in 文件

kubeadm 中附带了有关系统如何运行 kubelet 的 systemd 配置文件。 请注意 kubeadm CLI 命令不会修改此文件。

通过 kubeadm 包 安装的配置文件被写入 /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 并由 systemd 使用。它对原来的 kubelet.service 作了增强。

如果你想进一步覆盖它，可以创建一个目录/etc/systemd/system/kubelet.service.d/ （而不是/usr/lib/systemd/kubelet.service.d/），并将你自己的自定义配置写入到该目录下的一个文件中。

例如，您可以添加一个新的本地文件/etc/systemd/system/kubelet.service.d/local-overrides.conf 以覆盖“kubeadm”配置的单元设置。

以下是你可能在“/usr/lib/systemd/kubelet.service.d/10 kubeadm.conf”中找到的内容：

[Service]
Environment="KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf"
Environment="KUBELET_CONFIG_ARGS=--config=/var/lib/kubelet/config.yaml"
# 这是 "kubeadm init" 和 "kubeadm join" 运行时生成的文件，
# 动态地填充 KUBELET_KUBEADM_ARGS 变量
EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env
# 这是一个文件，用户在不得已下可以将其用作替代 kubelet args。
# 用户最好使用 .NodeRegistration.KubeletExtraArgs 对象在配置文件中替代。
# KUBELET_EXTRA_ARGS 应该从此文件中获取。
EnvironmentFile=-/etc/default/kubelet
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS

此文件指定由 kubeadm 为 kubelet 管理的所有文件的默认位置。

  • 用于 TLS 引导程序的 KubeConfig 文件为 /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf， 但仅当 /etc/kubernetes/kubelet.conf 不存在时才能使用。
  • 具有唯一 kubelet 标识的 KubeConfig 文件为 /etc/kubernetes/kubelet.conf。
  • 包含 kubelet 的组件配置的文件为 /var/lib/kubelet/config.yaml。
  • 包含的动态环境的文件 KUBELET_KUBEADM_ARGS 是来源于 /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env。
  • 包含用户指定标志替代的文件 KUBELET_EXTRA_ARGS 是来源于 /etc/default/kubelet（对于 DEB），或者 /etc/sysconfig/kubelet（对于 RPM）。 KUBELET_EXTRA_ARGS 在标志链中排在最后，并且在设置冲突时具有最高优先级。

Kubernetes 可执行文件和软件包内容

Kubernetes 版本对应的 DEB 和 RPM 软件包是：

软件包名称描述
kubeadm给 kubelet 安装 /usr/bin/kubeadm CLI 工具和 kubelet 的 systemd drop-in 文件。
kubelet安装 /usr/bin/kubelet 可执行文件。
kubectl安装 /usr/bin/kubectl 可执行文件。
cri-tools从 cri-tools git 仓库中安装 /usr/bin/crictl 可执行文件。
kubernetes-cni从 plugins git 仓库中安装 /opt/cni/bin 可执行文件。

9 - 使用 kubeadm 支持双协议栈

特性状态： Kubernetes v1.23 [stable]

你的集群包含双协议栈组网支持， 这意味着集群网络允许你在两种地址族间任选其一。在集群中，控制面可以为同一个 Pod 或者 Service 同时赋予 IPv4 和 IPv6 地址。

准备开始

你需要已经遵从安装 kubeadm 中所给的步骤安装了 kubeadm 工具。

针对你要作为节点使用的每台服务器， 确保其允许 IPv6 转发。在 Linux 节点上，你可以通过以 root 用户在每台服务器上运行 sysctl -w net.ipv6.conf.all.forwarding=1 来完成设置。

你需要一个可以使用的 IPv4 和 IPv6 地址范围。集群操作人员通常对于 IPv4 使用 私有地址范围。对于 IPv6，集群操作人员通常会基于分配给该操作人员的地址范围， 从 2000::/3 中选择一个全局的单播地址块。你不需要将集群的 IP 地址范围路由到公众互联网。

所分配的 IP 地址数量应该与你计划运行的 Pod 和 Service 的数量相适应。

创建双协议栈集群

要使用 kubeadm init 创建一个双协议栈集群，你可以传递与下面的例子类似的命令行参数：

# 这里的地址范围仅作示例使用
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16,2001:db8:42:0::/56 --service-cidr=10.96.0.0/16,2001:db8:42:1::/112

为了更便于理解，参看下面的名为 kubeadm-config.yaml 的 kubeadm 配置文件， 该文件用于双协议栈控制面的主控制节点。

---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
networking:
  podSubnet: 10.244.0.0/16,2001:db8:42:0::/56
  serviceSubnet: 10.96.0.0/16,2001:db8:42:1::/112
---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: "10.100.0.1"
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  kubeletExtraArgs:
  - name: "node-ip"
    value: "10.100.0.2,fd00:1:2:3::2"

InitConfiguration 中的 advertiseAddress 给出 API 服务器将公告自身要监听的 IP 地址。advertiseAddress 的取值与 kubeadm init 的标志 --apiserver-advertise-address 的取值相同。

运行 kubeadm 来实例化双协议栈控制面节点：

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml

kube-controller-manager 标志 --node-cidr-mask-size-ipv4|--node-cidr-mask-size-ipv6 是使用默认值来设置的。参见配置 IPv4/IPv6 双协议栈。

向双协议栈集群添加节点

在添加节点之前，请确保该节点具有 IPv6 可路由的网络接口并且启用了 IPv6 转发。

下面的名为 kubeadm-config.yaml 的 kubeadm 配置文件 示例用于向集群中添加工作节点。

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
kind: JoinConfiguration
discovery:
  bootstrapToken:
    apiServerEndpoint: 10.100.0.1:6443
    token: "clvldh.vjjwg16ucnhp94qr"
    caCertHashes:
    - "sha256:a4863cde706cfc580a439f842cc65d5ef112b7b2be31628513a9881cf0d9fe0e"
    # 请更改上面的认证信息，使之与你的集群中实际使用的令牌和 CA 证书匹配
nodeRegistration:
  kubeletExtraArgs:
  - name: "node-ip"
    value: "10.100.0.2,fd00:1:2:3::3"

下面的名为 kubeadm-config.yaml 的 kubeadm 配置文件 示例用于向集群中添加另一个控制面节点。

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: JoinConfiguration
controlPlane:
  localAPIEndpoint:
    advertiseAddress: "10.100.0.2"
    bindPort: 6443
discovery:
  bootstrapToken:
    apiServerEndpoint: 10.100.0.1:6443
    token: "clvldh.vjjwg16ucnhp94qr"
    caCertHashes:
    - "sha256:a4863cde706cfc580a439f842cc65d5ef112b7b2be31628513a9881cf0d9fe0e"
    # 请更改上面的认证信息，使之与你的集群中实际使用的令牌和 CA 证书匹配
nodeRegistration:
  kubeletExtraArgs:
  - name: "node-ip"
    value: "10.100.0.2,fd00:1:2:3::4"

JoinConfiguration.controlPlane 中的 advertiseAddress 设定 API 服务器将公告自身要监听的 IP 地址。advertiseAddress 的取值与 kubeadm join 的标志 --apiserver-advertise-address 的取值相同。

kubeadm join --config=kubeadm-config.yaml

创建单协议栈集群

为了更便于理解，参看下面的名为 kubeadm-config.yaml 的 kubeadm 配置文件示例， 该文件用于单协议栈控制面节点。

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta4
kind: ClusterConfiguration
networking:
  podSubnet: 10.244.0.0/16
  serviceSubnet: 10.96.0.0/16

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