Kubernetes ( k8s ) 是一个开源、云原生的容器编排和管理平台。这是跨不同节点自动化部署、扩展和维护容器化应用程序的首选方法。

从服务发现到自动重启，从资源分配跟踪到计算利用率和扩展；一个配置良好的k8s集群可以自行管理很多事情。

什么是 Kubernetes 集群？

一个 Kubernetes 集群由一个Master和至少一个到多个worker节点组成。Master 是管理集群上所有活动的虚拟机 (VM)。

一个节点是一个虚拟机，在你的k8s集群中作为一个工作机器来托管正在运行的应用程序。我们强烈建议您只使用 VM或云服务器来运行 Kubernetes，而不是系统容器或 VPS，因为这些可能会导致 k8s 出现问题。

节点由Kubelet、容器运行时和 kube-proxy 组成。k8s安装的三个核心模块：Kubelet、kubeadm和kubectl是控制节点并与 Kubernetes Master 通信的代理。

安装并完成其他配置后，您将能够创建您的第一个 k8s 集群。您可以从 kubemaster 节点上的命令行管理此集群。

每个 Kubernetes 实例都运行在容器运行时之上，容器运行时是负责管理容器操作的软件。

在这种情况下，容器不是虚拟化服务器，而是一种打包代码和依赖项以在隔离（容器化）环境中运行单个应用程序（服务）的解决方案，本质上是将应用程序与主机分离。

最受欢迎和推荐的是Docker，我们将在本指南中使用它。

但是，如果您想安装不同的底层容器运行时，您可以利用容器运行时接口的强大功能并基本上使用您想要的任何运行时。

Kubernetes 将容器分组为 pod，这是其最基本的操作单元，基本上只是在同一节点上运行的容器组。Pod 通过网络连接并共享存储资源。

为了连接您的节点或 VM 并将它们设为私有，请确保选择一家为其 VM 提供虚拟局域网 (VLAN) 的托管公司。我们以每月 R200 的价格为我们的云服务器提供 VLAN 附加服务。

先决条件

• 多个 Debian 9 VM（云服务器）来容纳主节点 和工作节点。
• Docker 或任何其他容器运行时。
• 在每台服务器上拥有sudo或拥有root特权的用户。

步骤 1. 在所有 Debian 9 虚拟机上安装 Docker

安装完docker之后，最终的输出如下

步骤 2. 安装 Curl 和 https

sudo apt install curl

sudo apt-get install -y apt-transport-https

步骤 3. 添加 Kubernetes 公钥

sudo curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -

在运行以上步骤时有可能出现无法连接packages.cloud.google.com的错误，可以通过浏览器手动下载apt-key.gpg文件并传到服务器上，传到服务器上之后运行以下命令添加公钥

apt-key add apt-key.gpg

步骤 4. 添加 apt 存储库

cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF

步骤 5. 更新系统并安装 Kubernetes 模块

sudo apt-get update

命令完成执行后，使用以下命令安装 Kubernetes 模块：

apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

国内环境在运行以上步骤时可能出现packages.cloud.google.com源无法连接的错误，可以替换为aliyun的镜像源地址，步骤如下：

vim /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

#deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt kubernetes-xenial main

$ sudo apt update
$ apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl --allow-unauthenticated

步骤 6. 设置主机名

为您的主节点和工作节点设置适当的主机名：

sudo hostnamectl set-hostname "master-node"
exec bash

sudo hostnamectl set-hostname "w-node1"
exec bash

现在打开/etc/hosts文件并编辑工作节点的主机名：

sudo cat <<EOF>> /etc/hosts
10.168.10.207 master-node
10.168.10.208 node1 W-node1
10.168.10.209 node2 W-node2
EOF

步骤 7. 配置防火墙

为了跨多个节点的无缝通信，我们需要在防火墙中定义规则。在您的主节点上使用以下命令来执行此操作：

sudo ufw allow 6443/tcp
sudo ufw allow 2379/tcp
sudo ufw allow 2380/tcp
sudo ufw allow 10250/tcp
sudo ufw allow 10251/tcp
sudo ufw allow 10252/tcp
sudo ufw allow 10255/tcp
sudo ufw reload

我们还需要在每个工作节点上执行这些命令：

sudo ufw allow 10251/tcp
sudo ufw allow 10255/tcp
sudo ufw reload

步骤 8.关闭Linux内存交换区

为了让 Kubelet 工作，我们还需要在所有 VM 上禁用内存交换。使用以下命令关闭交换：

sudo swapoff -a

步骤 9. 启用 Kubelet

最后，我们需要启用 kubelet 服务。使用此命令：

sudo systemctl enable kubelet

我们在 Debian 9 上安装配置 Kubernetes 到此结束，接下来分享部署 k8s 集群的步骤。

在 Debian 9 上部署 Kubernetes 集群

步骤 1.kubeadm初始化

要启动一个新的 Kubernetes 集群实例，您需要初始化kubeadm。使用以下命令：

sudo kubeadm init

执行此命令可能需要几分钟时间。成功后，您应该会获得类似于此屏幕截图中的日志：

您还将在输出末尾获得一个自动生成的命令。复制Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:上面屏幕截图中突出显示的行之后的文本，并将其保存在安全的地方。我们将使用它来将工作节点添加到我们的集群中。

注意：如果您忘记复制命令，或者放错了位置，请不要担心。您可以通过输入以下命令再次检索它：

sudo kubeadm token create --print-join-command

运行以上步骤时，你可能会遇到这个错误

failed to run Kubelet: validate service connection: CRI v1 runtime API is not implemented for endpoint

这时由于k8s新的版本移除了CRI v1alpha2 API 导致的,可以通过以下命令解决

apt remove --purge kubelet
apt install -y kubeadm kubelet=1.25.5-00

步骤 2. 创建所需目录并开始管理 Kubernetes 集群

了开始管理您的集群，您需要创建一个目录并取得所有权。以普通用户身份运行以下命令：

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

步骤 3. 为集群设置 Pod 网络

sudo kubectl get nodes

sudo kubectl get pods --all-namespaces

可以看到，master - node的状态是NotReady. CoreDNS 服务也没有运行。要解决此问题，请运行以下命令：

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

您应该得到以下输出：

现在，如果您验证节点和 CoreDNS 服务的状态，您应该会得到Ready和Running 看到如下所示：

第 4 步。将节点添加到您的集群

作为最后一步，您需要将工作节点添加到集群中。我们将在步骤 1中使用kubeadm join 自动生成的令牌。

在所有工作节点 VM上运行您自己的以下命令版本，这意味着您必须替换 102.130.117.206:6443为您自己机器的 IP 地址。

kubeadm join 102.130.117.206:6443 --token v9qxex.i6jant8m2r0zxhhk     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b0cda6d2e64a8a65ad5f439e06c3cb489c3d7f6f4e0c094ebb2556037153dc4b

添加成功后，您应该得到以下输出：

在 上运行以下命令master-node应该会显示新添加的节点。

sudo kubectl get nodes

要为您的工作节点设置角色，请使用以下命令：

sudo kubectl label node w-node1 node-role.kubernetes.io/worker=worker

现在一切就绪。

祝您愉快！