从零开始搭建基于calico的kubenetes

2023-12-01 12:38
文章标签 搭建 从零开始 calico kubenetes

本文主要是介绍从零开始搭建基于calico的kubenetes，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

从零开始搭建基于calico的kubenetes

安装之前

之前搭建过基于CoreOS的kubernetes，毕竟在中国90%以上的公司都不是基于CoreOS的，本文将基于ubuntu 16.04 64bit与目前为止最新的kubernetes从0开始再次进行部署kubernetes。好久没有研究k8s了，借助这个机会再次温习下。本章重点放在搭建，在参考本文的时候可能会需要翻墙拉去镜像。下章节将讲部署中遇到的坑以及解决办法，有志同道合的朋友在部署时碰到问题可以随时留言或微信@我，微信号：shenshouer

环境要求：

  • 官方下载kubernetes-v1.4.4.tar.gz
  • vagrant 1.8.6
  • virtualbox 5.1.8 r111374 (Qt5.5.1)

虚拟机准备

可以使用vagrant也可以直接使用其他虚拟机或宿主机，根据自己的环境确定。

  • ubuntu 16.04 64bit
  • Vagrantfile 内容如下：
$num_instances = 3
$vm_gui = false
$vm_memory = 1024
$vm_cpus = 1
$instance_name_prefix = "ubuntu"
$vb_cpuexecutioncap = 100def vm_gui$vb_gui.nil? ? $vm_gui : $vb_gui
enddef vm_memory$vb_memory.nil? ? $vm_memory : $vb_memory
enddef vm_cpus$vb_cpus.nil? ? $vm_cpus : $vb_cpus
endVagrant.configure("2") do |config|config.vm.box = "ubuntu/xenial64"(1..$num_instances).each do |i|config.vm.define vm_name = "%s-%02d" % [$instance_name_prefix, i] do |config|config.vm.hostname = vm_nameconfig.vm.provider :virtualbox do |vb|vb.gui = vm_guivb.memory = vm_memoryvb.cpus = vm_cpusvb.customize ["modifyvm", :id, "--cpuexecutioncap", "#{$vb_cpuexecutioncap}"]endip = "172.18.8.#{i+100}"config.vm.network :private_network, ip: ipconfig.vm.synced_folder "./data", "/vagrant_data"end# config.vm.provision "shell", inline: "echo 'deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main'>/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list"# config.vm.provision "shell", inline: "cat /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list"# config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL#   export ALL_PROXY=socks5://172.18.8.1:1086#  curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -#  apt-get update#  apt-get install -y docker.io kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni#SHELLend
end

开始安装

设置master

配置TLS

master需要CA根证书公钥,ca.pem; apiserver证书,apiserver.pem与其私钥apiserver-key.pem.

  • 1、创建openssl.cnf文件，内容如下：
[req]
req_extensions = v3_req
distinguished_name = req_distinguished_name
[req_distinguished_name]
[ v3_req ]
basicConstraints = CA:FALSE
keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
DNS.1 = kubernetes
DNS.2 = kubernetes.default
IP.1 = 10.100.0.1 
IP.2 = ${MASTER_IPV4}

使用Master的IP替换${MASTER_IPV4}此IP用于访问kubernetes API.在我的这个测试环境中Master IP为172.18.8.101

  • 2、生成必要的TLS文件
# Generate the root CA.
openssl genrsa -out ca-key.pem 2048
openssl req -x509 -new -nodes -key ca-key.pem -days 10000 -out ca.pem -subj "/CN=kube-ca"# Generate the API server keypair.
openssl genrsa -out apiserver-key.pem 2048
openssl req -new -key apiserver-key.pem -out apiserver.csr -subj "/CN=kube-apiserver" -config openssl.cnf
openssl x509 -req -in apiserver.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out apiserver.pem -days 365 -extensions v3_req -extfile openssl.cnf

  • 3、 在生成的文件中找到ca.pem, apiserver.pem, and apiserver-key.pem三个文件，使用scp命令复制到master主机上

  • 4、将证书移至/etc/kubernetes/ssl文件夹下，并设置为只有root用户可读：

# Move keys
sudo mkdir -p /etc/kubernetes/ssl/
sudo mv -t /etc/kubernetes/ssl/ ca.pem apiserver.pem apiserver-key.pem# Set permissions
sudo chmod 600 /etc/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem
sudo chown root:root /etc/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem
在master上安装calico需要的etcd

Calico需要自己的一个etcd集群用于保存状态。在本例中将只在master上安装一个单节点的集群。

注意：在生产环境中建议部署一个分布式集群，本例中为简单起见，只部署一个单节点的etcd。

  • 1、下载模板manifest文件
wget https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.1-docs/samples/kubernetes/master/calico-etcd.manifest
  • 2、 使用master ip地址替换calico-etcd.manifest中所有的<MASTER_IPV4>
  • 3、 将文件放置master主机的/etc/kubernetes/manifests目录下。在未运行kubelet之前，这将没有任何作用,但是Calico允许在此期间etcd的缺失。
sudo mv -f calico-etcd.manifest /etc/kubernetes/manifests
在master上安装calico

我们需要在master安装calico。这将运行master路由数据包至其他节点上的pod。

  • 1、 安装calicoctl工具
wget https://github.com/projectcalico/calico-containers/releases/download/v0.22.0/calicoctl
chmod +x calicoctl
sudo mv calicoctl /usr/bin
  • 2、 预拉取calico/node容器（这点保证服务在瞬间启动）:
sudo docker pull calico/node:v0.22.0
  • 3、 下载network-environment模板：
wget -O network-environment https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.1-docs/samples/kubernetes/master/network-environment-template
  • 4、 编辑network-environment用于替代node的设置:

使用mster ip 替换<KUBERNETES_MASTER>。这个IP是用于与从节点进行通讯的源IP。

  • 5、 将network-environment放置到/etc
sudo mv -f network-environment /etc
  • 6、 Install, enable, 与 start calico-node service:
sudo wget -N -P /etc/systemd https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/common/calico-node.service

其内容如下：

[Unit]
Description=Calico per-node agent
Documentation=https://github.com/projectcalico/calico-docker
Requires=docker.service
After=docker.service[Service]
User=root
EnvironmentFile=/etc/network-environment
PermissionsStartOnly=true
ExecStart=/usr/bin/calicoctl node --ip=${DEFAULT_IPV4} --detach=false
Restart=always
RestartSec=10[Install]
WantedBy=multi-user.target

安装并设置自启动

sudo systemctl enable /etc/systemd/system/calico-node.service
sudo systemctl start calico-node.service

安装kubernetes到master

将使用kubelet来启动master组件

  • 1、 下载安装kubelet:
    翻墙有困难的，实际上如下两个文件在kubernetes-v1.4.4.tar.gz包中解压后可找到。
sudo wget -N -P /usr/bin http://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.4.4/bin/linux/amd64/kubectl
sudo wget -N -P /usr/bin http://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.4.4/bin/linux/amd64/kubelet
sudo chmod +x /usr/bin/kubelet /usr/bin/kubectl
  • 2、 安装kubeletsystemd unit文件并启动kubelet：

安装kubelet.service文件

sudo wget -N -P /etc/systemd https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/master/kubelet.service

修改后其内容如下：

[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
Requires=docker.service
After=docker.service[Service]
ExecStart=/usr/bin/kubelet \
--register-node=false \
--allow-privileged=true \
--config=/etc/kubernetes/manifests \
--pod-infra-container-image=shenshouer/pause-amd64:3.0 \
--cluster-dns=10.100.0.10 \
--cluster_domain=cluster.local \
--logtostderr=true
Restart=always
RestartSec=10[Install]
WantedBy=multi-user.target

我已经将默认的gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0修改成了shenshouer/pause-amd64:3.0将会直接去hub.docker.com上拉去。

sudo systemctl enable /etc/systemd/system/kubelet.service
sudo systemctl start kubelet.service
  • 3、 下载并安装master manifest文件，这将自动启动kubernetes master所需的服务:
sudo mkdir -p /etc/kubernetes/manifests
sudo wget -N -P /etc/kubernetes/manifests https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.1-docs/samples/kubernetes/master/kubernetes-master.manifest

修改后的kubernetes-master.manifest内容如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: name: kube-controller
spec: hostNetwork: truevolumes:- name: "etc-kubernetes"
      hostPath:path: "/etc/kubernetes"- name: ssl-certs-kubernetes
      hostPath:path: /etc/kubernetes/ssl- name: "ssl-certs-host"
      hostPath:path: "/usr/share/ca-certificates"- name: "var-run-kubernetes"
      hostPath:path: "/var/run/kubernetes"- name: "etcd-datadir"
      hostPath:path: "/var/lib/etcd"- name: "usr"
      hostPath:path: "/usr"- name: "lib64"
      hostPath:path: "/lib64"containers: - name: etcd
      image: shenshouer/etcd:2.2.1command:- "/usr/local/bin/etcd"
        - "--data-dir=/var/lib/etcd"
        - "--advertise-client-urls=http://127.0.0.1:2379"
        - "--listen-client-urls=http://127.0.0.1:2379"
        - "--listen-peer-urls=http://127.0.0.1:2380"
        - "--name=etcd"
      volumeMounts:- mountPath: /var/lib/etcd
          name: "etcd-datadir"- name: kube-apiserver
      image: gcr.io/google_containers/kube-apiserver:ac3112fc470bc0f78a8f74feef1baa1fcommand: - /usr/local/bin/kube-apiserver
        - --v=4
        - --allow-privileged=true
        - --insecure-bind-address=0.0.0.0
        - --secure-port=443
        - --etcd-servers=http://127.0.0.1:2379
        - --service-cluster-ip-range=10.100.0.0/24
        - --admission-control=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,PersistentVolumeLabel,DefaultStorageClass,ResourceQuota
        - --service-account-key-file=/etc/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem
        - --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem
        - --tls-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/apiserver.pem
        - --client-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem
        - --logtostderr=true
      ports:- containerPort: 443
          hostPort: 443name: https- containerPort: 8080
          hostPort: 8080name: localvolumeMounts:- mountPath: /etc/kubernetes/ssl
          name: ssl-certs-kubernetesreadOnly: true- mountPath: /etc/ssl/certs
          name: ssl-certs-hostreadOnly: true- mountPath: /etc/kubernetes
          name: "etc-kubernetes"- mountPath: /var/run/kubernetes
          name: "var-run-kubernetes"- name: kube-controller-manager
      image: gcr.io/google_containers/kube-controller-manager:8c606bf21e2ea4ccdb21d3696fc45c52command:- usr/local/bin/kube-controller-manager
      - --v=4
      - --address=127.0.0.1
      - --master=http://127.0.0.1:8080
      - --cluster-name=kubernetes
      - --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem
      - --root-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem
      - --cluster-signing-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem
      - --cluster-signing-key-file=/etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem
      - --insecure-experimental-approve-all-kubelet-csrs-for-group=system:kubelet-bootstrap
      livenessProbe:httpGet:host: 127.0.0.1path: /healthzport: 10252sinitialDelaySeconds: 15timeoutSeconds: 1volumeMounts:- mountPath: /etc/kubernetes/ssl
        name: ssl-certs-kubernetesreadOnly: true- mountPath: /etc/ssl/certs
        name: ssl-certs-hostreadOnly: true- name: kube-scheduler
      image: gcr.io/google_containers/kube-scheduler:07d41e4e30d78421ec9c9f2f2a2ce5d6command:- /usr/local/bin/kube-scheduler
      - --v=4
      - --address=127.0.0.1
      - --leader-elect
      - --master=http://127.0.0.1:8080
      livenessProbe:httpGet:host: 127.0.0.1path: /healthzport: 10251initialDelaySeconds: 15timeoutSeconds: 1- name: kube-proxy
      image: gcr.io/google_containers/kube-proxy:d09ef01c7206d2f1dcde5b28763ed7fecommand:- /usr/local/bin/kube-proxy
      - --v=4
      - --master=http://127.0.0.1:8080
      - --proxy-mode=iptables
      securityContext:privileged: truevolumeMounts:- mountPath: /etc/ssl/certs
        name: ssl-certs-hostreadOnly: true

启动如下镜像

gcr.io/google_containers/kube-apiserver:ac3112fc470bc0f78a8f74feef1baa1f
gcr.io/google_containers/kube-controller-manager:8c606bf21e2ea4ccdb21d3696fc45c52
gcr.io/google_containers/kube-scheduler:07d41e4e30d78421ec9c9f2f2a2ce5d6
gcr.io/google_containers/kube-proxy:d09ef01c7206d2f1dcde5b28763ed7fe

是在kubernetes-v1.4.4.tar.gz包中解压后kubernetes/server/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz解压所得到的tar包，通过docker load -i kube-apiserver.tar导入到docker中的

  • 4、 通过执行docker ps检查进程。一会后，可以看到正在运行的the etcd, apiserver, controller-manager, scheduler, 与 kube-proxy容器。

注意: 启动容器运行需要一会时间。但在国内，需要克服GWF的问题。

设置Node

以下步骤需要在每一个节点上进行.

配置TLS

从节点需要三个密钥：ca.pem, worker.pem, 与 worker-key.pem. 前面已经为生成了ca.pem与ca-key.pem。将需要为每一个从节点生成公/私密钥对。

  • 1、 以如下内容创建worker-openssl.cnf:
[req]
req_extensions = v3_req
distinguished_name = req_distinguished_name
[req_distinguished_name]
[ v3_req ]
basicConstraints = CA:FALSE
keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
IP.1 = $ENV::WORKER_IP
  • 2、 为从节点生成必要的TLS资源。这里依赖于从节点的IP地址，ca.pem 与 ca-key.pem在前面的章节中已经生成了。
# Export this worker's IP address.
export WORKER_IP=<WORKER_IPV4>
# Generate keys.
openssl genrsa -out worker-key.pem 2048
openssl req -new -key worker-key.pem -out worker.csr -subj "/CN=worker-key" -config worker-openssl.cnf
openssl x509 -req -in worker.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out worker.pem -days 365 -extensions v3_req -extfile worker-openssl.cnf
  • 3、 将此三个文件(ca.pem, worker.pem, worker-key.pem)
  • 4、 将文件放置/etc/kubernetes/ssl文件夹下并给予合适的权限：
# Move keys
sudo mkdir -p /etc/kubernetes/ssl/
sudo mv -t /etc/kubernetes/ssl/ ca.pem worker.pem worker-key.pem# Set permissions
sudo chmod 600 /etc/kubernetes/ssl/worker-key.pem
sudo chown root:root /etc/kubernetes/ssl/worker-key.pem
在节点上配置kubelet
  • 1、 在证书到位后，为从节点创建一个配置文件/etc/kubernetes/worker-kubeconfig.yaml用于验证，使用master ip 替换<KUBERNETES_MASTER>:
apiVersion: v1
kind: Config
clusters:
- name: localcluster:server: https://<KUBERNETES_MASTER>:443certificate-authority: /etc/kubernetes/ssl/ca.pem
users:
- name: kubeletuser:client-certificate: /etc/kubernetes/ssl/worker.pemclient-key: /etc/kubernetes/ssl/worker-key.pem
contexts:
- context:cluster: localuser: kubeletname: kubelet-context
current-context: kubelet-context
在节点上安装Calico

在kubernetes之前安装calico非常重要。将使用calico-node.servicesystemd文件：

  • 1、安装calicoctl
wget https://github.com/projectcalico/calico-containers/releases/download/v0.22.0/calicoctl
chmod +x calicoctl
sudo mv calicoctl /usr/bin
  • 2、 拉取calico/node镜像
docker pull calico/node:v0.22.0
  • 3、 下载配置network-environment模板
wget -O network-environment https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/node/network-environment-template

  • 4、 修改network-environment :

    1. 使用节点IP替换<DEFAULT_IPV4>.
    2. 使用master ip或者主机名替换<KUBERNETES_MASTER> .

  • 5、 将network-environment移至/etc:

sudo mv -f network-environment /etc
  • 6、 安装calico-node服务
sudo wget -N -P /etc/systemd https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/common/calico-node.service
sudo systemctl enable /etc/systemd/calico-node.service
sudo systemctl start calico-node.service
  • 7、 安装Calico CNI 插件：
sudo mkdir -p /opt/cni/bin/
sudo wget -N -P /opt/cni/bin/ https://github.com/projectcalico/calico-cni/releases/download/v1.0.0/calico
sudo wget -N -P /opt/cni/bin/ https://github.com/projectcalico/calico-cni/releases/download/v1.0.0/calico-ipam
sudo chmod +x /opt/cni/bin/calico /opt/cni/bin/calico-ipam
  • 8、 创建CNI网络配置文件，用于通知kubernetes创建一个名为calico-k8s-network的网络，并对此网络使用calico插件。使用如下内容创建/etc/cni/net.d/10-calico.conf,使用master IP替换<KUBERNETES_MASTER>,每一个节点上都需要进行:
# Make the directory structure.
mkdir -p /etc/cni/net.d# Make the network configuration file
cat >/etc/cni/net.d/10-calico.conf <<EOF
{"name": "calico-k8s-network","type": "calico","etcd_authority": "<KUBERNETES_MASTER>:6666","log_level": "info","ipam": {"type": "calico-ipam"}
}
EOF

至此仅创建了一个网络，默认情况下将被kubelet使用。

  • 9、 验证calico是否启动正确:
calicoctl status

应该显示Felix (Calico的节点代理)正在运行，并且有每个配置了的节点与master的BGP状态。”Info”列显示为“Established”:

$ calicoctl status
calico-node container is running. Status: Up 15 hours
Running felix version 1.3.0rc5IPv4 BGP status
+---------------+-------------------+-------+----------+-------------+
|  Peer address |     Peer type     | State |  Since   |     Info    |
+---------------+-------------------+-------+----------+-------------+
| 172.18.203.41 | node-to-node mesh |   up  | 17:32:26 | Established |
| 172.18.203.42 | node-to-node mesh |   up  | 17:32:25 | Established |
+---------------+-------------------+-------+----------+-------------+IPv6 BGP status
+--------------+-----------+-------+-------+------+
| Peer address | Peer type | State | Since | Info |
+--------------+-----------+-------+-------+------+
+--------------+-----------+-------+-------+------+

如果“Info”显示为“Active”或其他值表面calico与其他节点的连接存在问题。检查IP设置是否正确，检查calico是否使用了正确的本地IP（设置在network-environment文件中的）。

在节点上安装kubernetes
  • 1、下载kubelet二进制文件:
sudo wget -N -P /usr/bin http://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.4.4/bin/linux/amd64/kubelet
sudo chmod +x /usr/bin/kubelet
  • 2、 安装kubeletsystemd文件:
# Download the unit file.
sudo wget -N -P /etc/systemd  https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/node/kubelet.service# Enable and start the unit files so that they run on boot
sudo systemctl enable /etc/systemd/kubelet.service
sudo systemctl start kubelet.service
  • 3、下载kube-proxymanifest文件
wget https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico-cni/k8s-1.3-docs/samples/kubernetes/node/kube-proxy.manifest
  • 4、 使用master的IP地址替换<KUBERNETES_MASTER>并放置到指定位置:
sudo mkdir -p /etc/kubernetes/manifests/
sudo mv kube-proxy.manifest /etc/kubernetes/manifests/

配置kubectl远程访问

安装DNS组件

安装Kubernetes UI组件（可选）

Dashboard部署

这篇关于从零开始搭建基于calico的kubenetes的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/441185。

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搭建H1veCTF平台

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An Easy / Quick / Cheap Integrated Platform H1ve是一款自研CTF平台，同时具备解题、攻防对抗模式。其中，解题赛部分对Web和Pwn题型，支持独立题目容器及动态Flag防作弊。攻防对抗赛部分支持AWD一键部署，并配备炫酷地可视化战况界面。 项目地址：https://github.com/D0g3-Lab/H1ve 更多请打开。。。
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