Kubernetes部署利器-kubeadm

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kubeadm介绍

kubeadm是芬兰一个17岁的高中生写的一个社区项目。目前还不能用于生成环境。

kubeadm能够帮我们省去很多麻烦，而且比较接近原生部署的感觉，这对我们入门学习k8s部署来说，不失为一个利器。

用户只需要执行两条命令就可以完成k8s集群的部署：

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# 创建一个 Master 节点
$ kubeadm init

# 将一个 Node 节点加入到当前集群中
$ kubeadm join <Master 节点的 IP 和端口 >

那kubeadm究竟做了什么事情呢？

kubeadm init 的工作流程

  1. kubeadm 首先要做的，是一系列的检查工作，以确定这台机器可以用来部署 Kubernetes。例如内核版本，网络是否可用，必要的命令是否齐全等。
  1. 在通过了 Preflight Checks 之后，kubeadm 要为你做的，是生成 Kubernetes 对外提供服务所需的各种证书和对应的目录。kubeadm 为 Kubernetes 项目生成的证书文件都放在 Master 节点的 /etc/kubernetes/pki 目录下。
  1. 证书生成后，kubeadm 接下来会为其他组件生成访问 kube-apiserver 所需的配置文件。这些文件的路径是：/etc/kubernetes/xxx.conf。

  1. 接下来，kubeadm 会为 Master 组件生成 Pod 配置文件。 Master 组件 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler，而它们都会被使用 Pod 的方式部署起来。这些Pod并不会在此阶段被执行，而是等kubelet启动的时候，加载这些文件并执行的。由此可以看出，kubelet在k8s的地位非常高，其他master组件更像是辅助性的系统容器。

    在 Kubernetes 中，有一种特殊的容器启动方法叫做“Static Pod”。它允许你把要部署的 Pod 的 YAML 文件放在一个指定的目录里。这样，当这台机器上的 kubelet 启动时，它会自动检查这个目录，加载所有的 Pod YAML 文件，然后在这台机器上启动它们。在 kubeadm 中，Master 组件的 YAML 文件会被生成在 /etc/kubernetes/manifests 路径下。比如，kube-apiserver.yaml。

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       ls /etc/kubernetes/manifests/
    etcd.yaml  kube-apiserver.yaml  kube-controller-manager.yaml  kube-scheduler.yaml

  2. 然后，kubeadm 就会为集群生成一个 bootstrap token。在后面，只要持有这个 token，任何一个安装了 kubelet 和 kubadm 的节点，都可以通过 kubeadm join 加入到这个集群当中。

  3. 在 token 生成之后，kubeadm 会将 ca.crt 等 Master 节点的重要信息，通过 ConfigMap 的方式保存在 Etcd 当中，供后续部署 Node 节点使用.

  4. kubeadm init 的最后一步，就是安装默认插件。Kubernetes 默认 kube-proxy 和 DNS 这两个插件是必须安装的。它们分别用来提供整个集群的服务发现和 DNS 功能。其实，这两个插件也只是两个容器镜像而已，所以 kubeadm 只要用 Kubernetes 客户端创建两个 Pod 就可以了。

kubeadm join 的工作流程

kubeadm init 生成 bootstrap token 之后，你就可以在任意一台安装了 kubelet 和 kubeadm 的机器上执行 kubeadm join 了。

任何一台机器想要成为 Kubernetes 集群中的一个节点，就必须在集群的 kube-apiserver 上注册，而token就是认证的手段。

配置 kubeadm 的部署参数

可以在初始化的时候传入配置文件：

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kubeadm init --config kubeadm.yaml

下面是kubeadm.yaml的一个示例：

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apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha2
kind: MasterConfiguration
kubernetesVersion: v1.11.0
api:
  advertiseAddress: 192.168.0.102
  bindPort: 6443
  ...
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
    image: ""
imageRepository: k8s.gcr.io
kubeProxy:
  config:
    bindAddress: 0.0.0.0
    ...
kubeletConfiguration:
  baseConfig:
    address: 0.0.0.0
    ...
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: ""
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  ...

通过制定这样一个部署参数配置文件，你就可以很方便地在这个文件里填写各种自定义的部署参数了。比如，我现在要指定 kube-apiserver 的参数，那么我只要在这个文件里加上这样一段信息：

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apiServerExtraArgs:
  advertise-address: 192.168.0.103
  anonymous-auth: false
  enable-admission-plugins: AlwaysPullImages,DefaultStorageClass
  audit-log-path: /home/johndoe/audit.log

然后，kubeadm 就会使用上面这些信息替换 /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 里的 command 字段里的参数了。

这个配置文件的可配置项远不止这些，在后面再慢慢探索。