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# 深入刨析Kubernetes

> 来源：原 mongodb 集合 `t_blog`  ·  整理日期：2026-08-25
> 分类 ID：`2022051619278900000000000002`  ·  排序：5  ·  文章数：14

## 目录

1. [第2章 Docker](#第2章-docker)
2. [第3章 设计与架构](#第3章-设计与架构)
3. [kubernetes etcd安装](#kubernetes-etcd安装)
4. [第4章 kubeadm](#第4章-kubeadm)
5. [第5章 编排原理](#第5章-编排原理)
6. [第7章 网络原理](#第7章-网络原理)
7. [第6章 存储原理](#第6章-存储原理)
8. [第8章 调度与资源管理](#第8章-调度与资源管理)
9. [第10章 资源](#第10章-资源)
10. [第11章 权限控制](#第11章-权限控制)
11. [基于虚拟网卡共有网络k8s集群搭建](#基于虚拟网卡共有网络k8s集群搭建)
12. [kubernetes 二进制安装master](#kubernetes-二进制安装master)
13. [kubernetes Calico 配置](#kubernetes-calico-配置)
14. [kubernetes 二进制安装worker](#kubernetes-二进制安装worker)

---

## 1. 第2章 Docker

<sub>bid: `2022051619278900000000000003`</sub>

## kubernetes 第2章 Docker
### docker network
---
[参考１](https://baijiahao.baidu.com/s?id=1730776907492640810&wfr=spider&for=pc)
[参照２](https://blog.csdn.net/gui951753/article/details/79210535)

    # show network command: bridge, host, none
    docker network ls
    # bridge
    # host
    # none

### docker 项目最核心的原理是，为带创建的用户进程
### 重新认识linux容器
---
1.Linux Namespace 的隔离能力
2.Linux Cgroups的限制能力
3.基于rootfs的文件系统
其中用到了chroot 和 pivot_root 两个系统调用切换进程目录的能力
docker 在镜像的设计中引入了layer的概念
docker镜像使用的rootfs往往由多个layer组成。
 这些layer 分：
- ro+wh layer
- rw layer
- init layer
- init层是docker项目单独生成的内部层，专门存放/etc/hosts,/etc/resolv.conf等信息。用户 commit时 init层并不会提交。提交的时rw层。

### Dockerfile
---
[doc](https://docs.docker.com/engine/reference/builder/)
    
    # Comment
    INSTRUCTION arguments
    
    FROM python:2.7-slim

    WORKDIR /app

    ADD . /app

    RUN pip install --trusted-host pypi.python.org -r requirements.txt

    EXPOSE 80

    ENV NAME World

    CMD ["python", "app.py"]

    # dockerfile默认提供了一个隐式的ENTRYPOINT INSTRUCTION
    即 /bin/sh -c
    所以Docker容器的启动进程为ENTRYPOINT， 而不是CMD
    而CMD命令为Dockerfile指定python app.py 为该容器进程
    CMD的内容就是ENTRYPOINT 的参数
    实际上在容器中运行的进程为 /bin/sh -c "python app.py"

### Linux Namespace 隔离机制
---
Linux Namespace虽然看不见摸不到，但是一个进程的Namespace信息在宿主机上是确实存在的，并且以文件的形式存在。

    $ docker inspect --format '{{ .State.pid }}' 4ddf4542324
    25686
    此时，可以查看宿主机文件
    $ls -l /proc/25686/ns
    可以看出一个进程是有多个Namespace的，存放于该目录下。
    这就意味着，一个进程可以选择加入某个Namespace中，这就是docker exec 原理

### docker Volume
在chroot之前，宿主机的文件目录对容器进程是可见的，我们只需要在rootfs准备好后，在执行chroot之前，把Volume指定的宿主机目录挂载到指定容器目录即可。
Volume里信息不会被docker commit提交。

---

## 2. 第3章 设计与架构

<sub>bid: `2022051809471000000000000005`</sub>

## kubernetes 第3章 设计与架构
### Kubernetes 设计与架构
---
容器实际上是由，Linux Namespace，Linux Cgroup，rootfs 这三种技术构建出来的。
不难看出一个运行中linux的容器其实可以被一分为二的：
1.挂载到/var/lib/docker/aufs/mnt上的rootfs，这一部分被称为容器镜像，是容器的静态视图。
2.一个由Namespace+Cgroups构成的隔离环境，这一部分被称为容器运行时，是容器的动态视图。
容器编排项目：compose+Swarm和Kubarnetes容器编排工具。
### Kubernetes的核心能力与项目定位
---
Kubernetes 的本质是平台的平台，即一个用来帮助用户构建上层平台的基础平台。
Pod是Kubernetes 中最基础的单元
声明式API是kubernetes最核心的设计理念，通过

### apiserver

### etcd

### cri

### kubectl

### kubelet

### proxy

###

---

## 3. kubernetes etcd安装

<sub>bid: `2022053111285300000000000018`</sub>

### 删除kubeadm 残留信息
---

    yum remove -y kubelet kubeadm kubectl

    rm -rf /etc/kubernetes/
    rm -rf /etc/systemd/system/kubelet.service.d
    rm -rf /etc/systemd/system/kubelet.service
    rm -rf /usr/bin/kube*
    rm -rf /etc/cni
    rm -rf /opt/cni
    rm -rf /var/lib/etcd
    rm -rf /var/etcd

### etcd 集群安装
---

**1.1** 服务器规划

    etcd-1 
    etcd-2
    etcd-3

**1.2** 资源准备

    wget https://github.com/kubernetes/kubernetes/archive/refs/tags/v1.23.8.tar.gz

    从gethub源码中的go.mod可以看出，etcd的版本依赖是v3.5.0
    然后我去下载etcd-v3.5.0
    wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.5.0/etcd-v3.5.0-linux-amd64.tar.gz

**1.3** cfssl证书生成工具准备
cfssl是一个开源的证书管理工具，使用json文件生成证书，相比openssl更方便使用。
找任意一台服务器操作，这里用Master1节点。

    #创建目录存放cfssl工具
    mkdir /software-cfssl
    
    #下载相关工具
    cd /software-cfssl
    wget -q --timestamping https://storage.googleapis.com/kubernetes-the-hard-way/cfssl/1.4.1/linux/cfssl https://storage.googleapis.com/kubernetes-the-hard-way/cfssl/1.4.1/linux/cfssljson
    
    cd /software-cfssl/
    chmod +x *
    mv cfssl cfssljson /usr/local/bin

**1.4** 自签证书颁发机构(CA)
    
    # 创建工作目录
    mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
    cd ~/TLS/etcd/

    # 生成自签CA配置
```bash
cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
```
```bash
cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "ShangHai",
            "ST": "ShangHai"
        }
    ]
}
EOF
```
- 生成自签CA证书
```bash
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
```
- ca的有效证书查看
```bash
openssl x509 -in ca.pem -noout -text
```

**1.5** 签发etcd https证书

    # 使用自签CA
    cat > server-csr.json << EOF
    {
        "CN": "etcd",
        "hosts": [
        "49.233.4.79",
        "43.138.55.43",
        "43.138.73.106",
        "10.0.16.3",
        "10.0.8.13",
        "127.0.0.1"
        ],
        "key": {
            "algo": "rsa",
            "size": 2048
        },
        "names": [
            {
                "C": "CN",
                "L": "ShangHai",
                "ST": "ShangHai"
            }
        ]
    }
    EOF
- 生成证书
```bash
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server
```

- 查看有效期 
```bash
    openssl x509 -in server.pem -noout -text
``

**1.5** 部署etcd集群

    mkdir /usr/local/etcd-v3.5.0/{bin,cfg,ssl} -p
    tar -xf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
    mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /usr/local/etcd-v3.5.0/bin/
---
    # 创建etcd配置文件
    cat > /usr/local/etcd-v3.5.0/conf/etcd.conf << EOF
    #[Member]
    ETCD_NAME="etcd-1" # 需要修改
    ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
    ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://49.233.4.79:2380"
    ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://49.233.4.79:2379"
    
    #[Clustering]
    ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://49.233.4.79:2380"
    ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://49.233.4.79:2379"
    ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://49.233.4.79:2380,etcd-2=https://43.138.55.43:2380,etcd-3=https://138.73.106:2380"
    ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
    ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"　
    # etc-1 为new，etcd-2/2为existing,网上很多文章都是直接copy不改，是不好使的
    EOF
---
    # systemd管理etcd
    cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service << EOF
    [Unit]
    Description=Etcd Server
    After=network.target
    After=network-online.target
    Wants=network-online.target
    
    [Service]
    Type=notify
    EnvironmentFile=/usr/local/etcd-v3.5.0/conf/etcd.conf
    User=root # 此处必须要指定用户，要不启动会报错
    ExecStart=/usr/local/etcd-v3.5.0/bin/etcd \
    --cert-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server.pem \
    --key-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server-key.pem \
    --peer-cert-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server.pem \
    --peer-key-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server-key.pem \
    --trusted-ca-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/ca.pem \
    --peer-trusted-ca-file=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/ca.pem \
    --logger=zap
    Restart=on-failure
    LimitNOFILE=65536
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
---
    将master1节点所有生成的文件拷贝到节点2和节点3
     xsync etcd-v3.5.0
---
    修改节点2，节点3 ,etcd.conf配置文件中的节点名称和当前服务器IP:
---
    启动etcd并设置开机自启
---
    检查etcd集群状态
---
    etcd问题排查(日志)
    less /var/log/message
    journalctl -u etcd
    journalctl -xe
    

    etcd 默认数据目录
    /var/lib/etcd/
    # 只有第一次启动时候，发生"msg":"request cluster ID mismatch"
    rm -rf /usr/local/etcd-v3.5.0/data

    systemctl stop etcd
    systemctl start etcd

    etcd 启动
    etcd --config-file /usr/local/etcd-v3.5.0/conf/etcd.conf.yml
    
    etcd 后台启动
    nohup etcd --config-file /usr/local/etcd-v3.5.0/conf/etcd.conf.yml >/usr/local/etcd-v3.5.0/log/etcd.log 2>&1 &

    测试
    ETCDCTL_API=2 etcdctl
    ETCDCTL_API=3 etcdctl
---
  
    关于客户端和CA证书的问题，etcdctl 是 客户端，而我们签发的证书都是服务端证书，所以访问服务端时候必须把z
    --cacert=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/ca.pem --cert=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server.pem --key=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server-key.pem

---

## 4. 第4章 kubeadm

<sub>bid: `2022060613040400000000000019`</sub>

## kubernetes 第4章 kubeadm
### k8s 安装相关 doc
---
[apiDoc](https://kubernetes.io/docs/reference/config-api/)  
[docker centos install doc](https://docs.docker.com/engine/install/centos/)

## 4.1 安装背景
---
腾讯云服务器，3台2G四核的不同网段的轻量云服务器（特价买的）。
因为轻量云服务器采用的是VPC网络，所以通过ip addr 命令可以看到并没有公网网址。
和一个网段私有网络不同，这里是需要公网ip的，所以做了一个临时的虚拟网卡：

`4.1.1` 创建临时网卡先应付：
    
    # 每台机器都要做(临时网卡做法，永久性的暂时没测试)
    ifconfig eth0:1 49.233.4.79 netmask 255.255.255.0 up
    ifconfig eth0:1 43.138.55.43 netmask 255.255.255.0 up
    ifconfig eth0:1 43.138.73.106 netmask 255.255.255.0 up

`4.1.2` 腾讯云有两个网络访问安全的设置：
    
    # 添加 安全组 规则 放行所有6443 TCP端口
    # 防火前 添加 规则 ，放行 node1 node2 node3 的6443 TCP网络

`4.1.3` hostname修改
    
    # hostname 修改
    hostnamectl set-hostname xx

`4.1.4` 设置3台机器的网络连接：
    
    # 修改 /etc/hosts
    vi /etc/hosts
    
    # 将以下内容添加即可
    49.233.4.79 node1
    43.138.55.43 node2
    43.138.73.106 node3

    # ping 
    ping node3 

`4.1.5` 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

`4.1.6` 关闭swap

    swapoff -a  
    sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

`4.1.7` 允许 iptables 检查桥接流量

    cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
    br_netfilter
    EOF

    cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
    net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    EOF
    
    sysctl --system

`4.1.8` 删除以前残留的网络设置信息

    rm -rf /etc/cni/net.d/*
    rm -rf /var/lib/cni/calico
    systemctl  restart kubelet

    systemctl stop kubelet
    systemctl stop docker
    rm -rf /var/lib/cni/
    rm -rf /var/lib/kubelet/*
    rm -rf /etc/cni/
    ifconfig cni0 down
    ifconfig flannel.1 down
    ifconfig docker0 down
    iptb
    ip link delete cni0
    ip link delete flannel.1
    systemctl start docker
    systemctl start kubelet

### 4.2 kubeadm install
---
记录一次使用kubeadm安装的操作。
kubeadm：直接在宿主机上运行kubelet，然后使用容器部署其他k8s组件的妥协方式。

`4.2.1` docker install
Preflight check
拿到云服务器(centos 7.6)后，首先安装了docker

    49.233.4.79
    2705483506 43.138.55.43
    3584667696 43.138.73.106

    
    # 查看docker-ce的版本
    yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
    # 安装docker
    # yum install docker-ce-<VERSION_STRING> docker-ce-cli-<VERSION_STRING> containerd.io docker-compose-plugin
    yum install docker-ce-20.10.17-3.el7 docker-ce-cli-20.10.17-3.el7 containerd.io docker-compose-plugin

    cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
    [kubernetes]
    name=Kubernetes
    baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
    enabled=1
    gpgcheck=1
    repo_gpgcheck=0
    gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg     https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
    EOF

`4.2.2` kubelet/kubectl/kubeadm download

    # 指定版本号最好
    yum -y install kubelet-1.23.7-0 kubeadm-1.23.7-0 kubectl-1.23.7-0
    # 如果原来存在多个版本，请删除,因为默认是使用高版本的，会导致无法加入node
    yum -y remove kubeadm* kubelet* kubectl*

    systemctl enable kubelet.service

    # 修改 docker 的cgroup
    # 添加以下内容
    vim /etc/docker/daemon.json
    {
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
    }
    # 重启docker
    systemctl restart docker
    docker info | grep Cgroup  


### 4.3 kubeadm init

    # 创建集群，其他默认就可以，需要指定集群公网地址和CIDR局域网网段
    kubeadm init --apiserver-advertise-address 49.233.4.79 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

    # 使集群生效，
    mkdir -p $HOME/.kube
    sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
    
    # token 24h 过期
    kubeadm token create --print-join-command
    # 查看集群master节点
    kubectl describe node node1

    # 查看集群pods，我们会发现，coredns 一直处于Pending状态，这是符合预期的，因为我们还没有安装集群插件
    kubectl get pods -A

    # 安装集群插件 flannel
    # https://github.com/flannel-io/flannel/blob/master/Documentation/kube-flannel.yml
    kubectl apply -f kube-flannel.yaml

    # 安装集群网络插件 
    kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

    # 再查看集群pods，一定要先安装网络插件，再去添加集群节点哦。
    kubectl get pods -A

    # 加入worker节点
    # 由于不在一个内网，集群间通讯默认走内网ip，因此需要借助公网ip，通过iptables转换
    iptables -t nat -A OUTPUT -d  -j DNAT --to-destination 青云内网ip


    # 然后 kubeadm join 在其他node处添加进来。
    kubeadm join 49.233.4.79:6443 --token xx.xxx \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxx

    # 到这一步集群节点就算完事了。

### 4.4 ETCD
---

`4.4.1` etcd ca 

    # etcd 作为数据库 也有自己的ca，kubeadm 安装etcd时ca是存入以下路径
    /etc/kubernetes/pki/etcd/
 
`4.4.2` etcd comman

    1. 查看ETCD集群中运行的ETCD pod
    kubectl get pod -n kube-system | grep etcd
    2. 进入ETCD pod容器
    kubectl exec -it etcd-node1 -n kube-system -- /bin/sh
    3. 设置环境变量为v3
    export ETCDCTL_API=3
    4. 查看 member list
    ETCDCTL_API=3 etcdctl \
    --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
    --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.crt \
    --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.key \ 
    member list
    check perf
    4. 查看 key 需要加上cert才可以
    etcdctl get /registry/pods/kube-system/kube-flannel-ds-vnhrw
    5. 未查询简单化，添加别名
    # 别名列表
    alias -p
    # 添加别名
    alias cls=clear
    # 删除别名
    unalias 别名
    alias etc="/usr/local/bin/etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key"
    6. 查询所有的key
    etcdctl get / --prefix --keys-only
    7. 查询flnanel配置
    etcdctl get /registry/configmaps/kube-system/kube-flannel-cfg
    ETCD_ENABLE_V2=true 
    ETCDCTL_API=2 etcdctl ls /coreos.com/network/subnets/
    ETCDCTL_API=2 etcdctl cluster-health
    ETCDCTL_API=2 etcdctl member list
    ETCDCTL_API=3 etcdctl member list
    ETCDCTL_API=3 etcdctl check perf

### 4.5 各种错误的解决方法。
---    
    # 最典型的就是版本不统一导致的安装错误

    [ERROR CRI]: container runtime is not running: output: time="2022-06-13T10:26:24+08:00" level=fatal msg="unable to determine runtime API version: rpc error: code = Unavailable desc = connection error: desc = \"transport: Error while dialing dial unix /var/run/containerd/containerd.sock: connect: no such file or directory\""
详细过程如下：

这个原因吧 是一开始 直接yum -y install docker 发生的错，后来用docker-ce 就直接修复了

     [ERROR KubeletVersion]: the kubelet version is higher than the control plane version. This is not a supported version skew and may lead to a malfunctional cluster. Kubelet version: "1.24.1" Control plane version: "1.23.7"
    yum -y remove kubelet
    yum -y install kubelet-1.23.7 kubeadm-1.23.7

kubeadm init 时候会发现被墙了。
    
    I0613 12:39:59.679221   18038 checks.go:859] pulling: k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6
    [preflight] Some fatal errors occurred:
        [ERROR ImagePull]: failed to pull image k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.7: output: Error response from daemon: Get "https://k8s.gcr.io/v2/": net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)
解决方案： https://www.cnblogs.com/lifan1998/p/14326761.html
DOCKERHUB_URL=registry.aliyuncs.com/google_containers
---
kubeadm init 时候kubelet check 出错

    [kubelet-check] It seems like the kubelet isn't running or healthy.
    [kubelet-check] The HTTP call equal to 'curl -sSL http://localhost:10248/healthz' failed with error: Get "http://localhost:10248/healthz": dial tcp [::1]:10248: connect: connection refused.

使用 journalctl -xeu kubelet查看错误信息，基本上是docker 的cgroup和k8s的cgroup不一致导致的。
修改 docker 的cgroup

    解决方法
    # 添加以下内容
    vim /etc/docker/daemon.json
    {
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
    }

    # 重启docker
    systemctl restart docker
    docker info | grep Cgroup
    # 重新初始化
    kubeadm reset # 先重置


### 上述master节点完成后进入，worker node安装
---

    # 确保和主节点的kubeadm版本相同
    yum list --showduplicates kubeadm
    yum -y install kubeadm-1.23.7-0 kubelet-1.23.7-0 kubectl-1.23.7-0
    systemctl enable kubelet.service

### /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables contents are not set to 1
错误

    [ERROR FileContent–proc-sys-net-bridge-bridge-nf-call-iptables]: /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables contents are not set to 1
    [preflight] If you know what you are doing, you can make a check non-fatal with --ignore-preflight-errors=...

解决方案

    echo “1” >/proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables

---

## 5. 第5章 编排原理

<sub>bid: `2022060717000500000000000021`</sub>

## kubernetes 第5章 编排原理
### 污点
---
`taints：污点，定义在节点上，是键值数据`
`tolerations：容忍度，定义在pod上，可以定义能容忍哪些污点`

    
    taints:
    - effect: NoSchedule 不会被调度
      key: node-role.kubernetes.io/master
    - effect: PreferNoSchedule 尽量不调度
      key: node-role.kubernetes.io/master
    - effect: NoExecute 驱逐节点 
      key: node-role.kubernetes.io/master

    tolerations:
    - key: "key"
      operator: "Equal"
      value: "value"
      effect: "NoSchedule"

    tolerations:
    - key: "key"
      operator: "Exists"
      effect: "NoSchedule"

    一个 toleration和一个 taint 相"匹配"是指它们有一样的key和effect
    operator 默认是 Equal ，即value 相等才匹配

`master节点默认是有污点的可以通过以下命令查看`
  
    kubectl describe nodes node1 | grep Taints
    Taints:             node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule
    该污点表示，不会被调度。

    kubectl describe nodes node2 | grep Taints
    Taints:             <none>

`如何在master节点发布pod呢`

---

## 6. 第7章 网络原理

<sub>bid: `2022060814410000000000000024`</sub>

##
### 7.2 深入解析容器跨主机网络
---
为了解决容器跨主机通信问题，就一定要从Flannel项目说起。
Flannel项目目前提供了三种实现：
（1）VXLAN
（2）host-gw了。
（3）UDP
UDP是最早的支持的一种方式，但是，性能较差，已经弃用，但这种方式简单直接，也是最容易理解的一种容器跨主机网络实现。
Flannel会在宿主机上创建一些列路由规则，flannel0
flannel0是基于CIDR/16的，而docker0，eth0是基于CIDR/24的。并且flannel0设备类型很有意思，他是一个基于TUN设备（tunnel设备）
在linux中tunnel设备是在一种第三层（网络层）工作的virtual device。他的功能也非常简单，就是在操作系统内核和用户应用程序之间传递ip包。
当操作系统，将一个Ip包发送给一个flannel0设备之后，flannel0会把这个ip包交给创建该设备的应用程序，也就是Flannel进程，这是一个内核态到用户态的流动方向。
反之，如果Flannel进程，向flannel0设备发送了一个ip包，这个ip包会出现在 宿主机network stack 中，根据宿主机的路由表进行下一步处理。这是用户态向内核态的流动方向。
还有一个重要概念subnet子网：事实上，一台主机上的所有容器都会被分配一个CIDR/24的子网，而主机和子网的映射关系保存在k8s的分布式存储etcd当中。
    
    // 查看keys
    $ etcdctl ls /coreos.com/network/subnets
    /coreos.com/network/subnets/100.96.1.0-24
    /coreos.com/network/subnets/100.96.2.0-24
    /coreos.com/network/subnets/100.96.3.0-24

    // 获取public ip
    $ etcdctl get /coreos.com/network/subnets/100.96.2.0-24
    {"PublicIP": "10.168.0.3"}
    
以上过程的总结： 
容器确定source ip和 target ip，如果他们在一个CIDR/24下，则走的直连规则，如果不是一个子网段，则会把ip包通过docker0进入到宿主机ip route表中进行匹配，然后进入到flannel0设备中，flannel0 通过tunnel 把ip包转给flannel1d进程，然后通过etcd查询target的共有ip，并将ip包发出。
当然，采用UDP得以实现的原因是，每台宿主机flannelid都监听着一个8285端口。
当然这种方式，性能很差，差在tunnel设备需要三次用户态和内核态的切换，很肥资源。
这也是Flannel 后来支持VXLAN的模式成为主流的网络解决方案。

### VXLAN（virtual extensible LAN 虚拟可扩展局域网）
---
是linux本来就支持的网络虚拟化技术。
VXLAN可以在完全在内核态上实现封装和解封的工作，从而构建UDP模式相似的网络。
VXLAN是在二层网络上构建出的隧道模式，只不过对他进行封装和解封的对象是二层数据帧（ethernet frame），而且这个工作全部是在内核里完成，（因为VXLAN就是linux内核的一个模块）
但是为了解决发送时IP包并不知道MAC，所以需要维护一个ARP表
可以通过命令去查看
  
    $ ip neigh show dev flannel.1


### 7.3 kubernetes网络模型与CNI网络插件
---
7.2的流程，是k8s对容器网络的处理方法。只不过k8s是通过一个叫做CNI的接口维护了一个单独的网桥来代替docker0.默认的设备名称cni0.
具体内容就不细说了，
### 7.4 解读kubernetes 三层网络方案 host-gw
--
### 7.5 解读kubernetes 三层
--

---

## 7. 第6章 存储原理

<sub>bid: `2022060814418900000000000023`</sub>

kubernetes 第6章 存储原理

---

## 8. 第8章 调度与资源管理

<sub>bid: `2022060814420100000000000025`</sub>

## kubernetes 第8章 调度与资源管理
### 8.1 kubernetes 资源模型
---
- 可压缩资源（compressiable resources）
  CPU，当他不足时，Pod只会饥饿，不会退出
- 不可压缩资源（imcompressiable resources）
  内存，当他不足时，Pod会因为OOM被内核结束。
由于Pod是可以由多个Containner组成，而每个Containner都是一个进程，所以Pod整体的资源配置是由Container所有进程资源配置累加的，同时资源配置是需要配置在Container上的。
此外，k8s是允许，CPU设置成分数的，cpu=0.5或者cpu=500m这样的写法，才是k8s的内部通用表示法。
内存的单位自然就是byte，注意区分MB和Mib
**※** 1MiB 1024x1024 1Mb=1000x1000

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: frontend
    spec:
      containers:
      - name: db
        image: mysql
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "password"
        resources:
          requests:
            memory: "64Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"
      - name: wp
        image: wordpress
        resources:
          requests:
            memory: "64Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"

关于limits和requests
区别：
调度时候，kube-scheduler只会按照requests的值去计算。
而在真正设置Cgroups的时候，kubelet会按照limits去计算。 

### qosclass类型
---
如果只定义了limits，那么k8s默认会将requests与limits设置一样，
qosclass字段会被k8s自动设置成Guaranteed
当Pod不满足Guaranteed，但至少有一个container设置了requests，k8s会将qosclass设置成Burstable
如果一个Pod既没有设置limits也没有设置requests，Qos的类型为BestEffort
**作用**
当宿主机资源紧张的时候，kubelet对Pod进行资源回收（Eviction）时候需要用到。具体来说，宿主机上不可压缩资源资源短缺时候，就有可能触发Eviction
目前Eviction的默认值如下：
memory.available<100Mi
nodefs.available<10%
nodefs.inodesFree<5%
imagefs.avaialble<15%
kubelet中是可以对上述Eviction进行配置的。
配置时，有两种模式Soft和Hard，
而k8s计算Eviction的阈值数据来源，是通过Cgroup读取的值和cAdsivor监控到的数据。
当宿主机的Eviction阈值达到后，会进入MemoryPressure或者DiskPressure状态，从而避免新的Pod被调度到这个宿主机。

**Eviction**
发生Eviction按照，BestEffort->Burstable(超过requests的容器)->Guaranteed

**cpuset**
我们可以通过cpuset将容器绑定到某个CPU的核上，而不是像cpushare共享cpu计算能力。这样操作系统在cpu直接的切换会大大减少。

### 8.2 kubernetes 默认调度器
---
- default scheduler
默认调度器的主要职责是，为创建出来的Pod需找一个最合适的节点。

Node selection in kube-scheduler
kube-scheduler selects a node for the pod in a 2-step operation:
1. Filtering
2. Scoring

根据算法选出，可调度的list，在根据算法从中选出最优。
Predicate算法，检查每个节点是否可用
Priority算法，给每个节点打分，得分最高的就是最终的调度结果。
而，scheduler对Pod的调度成功体现在，他的spec.nodeName字段填上调度结果的节点名字。

### 8.3 kubernetes 默认调度器调度策略
---
- 调度策略
- [doc](https://kubernetes.io/docs/reference/scheduling/policies/)
1. GeneralPredicates
  
2. 与Volume相关的过滤策略
  NoDiskConflict检查多个Pod声明的PV是否有冲突，比如AWS EBS类型的Volume不允许被两个Pod同时使用。
  MaxPDVolumeCountPredicate检查一个节点某个类型的PV是否超过一定数量。

3. 宿主机相关的过滤策略
  NodeMemoryPressurePredicate
4. Pod相关的过滤策略
  PodAffinityPredicate
  亲密性affinity和反亲密性anti-affinity。
## 8.4 kubernetes 默认调度器优先级和抢占机制
---
Priority和Preemption解决的是Pod调度失败后该怎么办的问题。
提交一个priorityclass定义：

    apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
    kind: PriorityClass
    metadata:
      name: high-priority
    value: 1000000
    globleDefault: false
    description: "~~~~"
默认的Pod的priority的value是0
globleDefault是false意味着，不是默认的，需要在pod声明指定
因为scheduler中维护了一个调度队列，当Pod中priority高的就有可能提前出队列，从而更早的完成调度过程。
当一个高priority的Pod调度失败后，scheduler的抢占Preemption能力就会触发。
scheduler 在调度队列中实现了两个不同的队列：
activeQ和unschedulableQ
activeQ中的Pod都是下一次调度周期需要调度的对象
unschedulableQ存放的都是调度失败的Pod。
当一个unschedulableQ发生更新后，k8s

---

## 9. 第10章 资源

<sub>bid: `2022061515517700000000000028`</sub>

## 1. ingress来龙去脉
---
[doc](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/ingress/)

- Ingress-nginx quick start
[quick start](https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/deploy/#quick-start)

K8s集群对外暴露服务的方式目前只有三种:
- Loadblancer
- Nodeport
- ingress
- headerless 


### ingress介绍
---
ingress由两部分组成
- ingress
指的是k8s中的一个api对象，一般用yaml配置。作用是定义请求如何转发到service的规则，可以理解为配置模板。

- ingress controller
具体实现反向代理及负载均衡的程序，对ingress定义的规则进行解析，根据配置的规则来实现请求转发。
ingress-controller并不是k8s自带的组件，实际上ingress-controller只是一个统称，用户可以选择不 同的ingress-controller实现
目前，由k8s维护的ingress-controller只有google云的GCE与ingress-nginx两个，其他还有很多第三方维护的ingress-controller

### ingress-controller 安装
[参照](https://blog.csdn.net/weixin_38797137/article/details/124251698)
    
    # 先现在 配置文件
    wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.2.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
    # 由于国内被墙，有几个镜像是下载不下来的，所以修改deploy.yaml
    vi deploy.yaml
    # /image 查找镜像
    # 修改controller:v1.2.0 
    bitnami/nginx-ingress-controller:1.2.0
    # 修改kube-webhook-certgen
    registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.1.1
    # /externalTrafficPolicy 
    # 修改externalTrafficPolicy = Cluster

    # 最后 apply
    kubectl apply -f deploy.yaml
    

### ingress tls 证书替换
    // [可以参考 linux 下的 nginx 证书使用](https://cloud.tencent.com/document/product/400/35244)
    [root@node1 ~]# kubectl create secret tls https-secret2023 --cert=/usr/local/kubernetes/secret/violin-home.cn_bundle.crt --key=/usr/local/kubernetes/secret/violin-home.cn.key -n devops
    [root@node1 ~]# kubectl get secret -A
    [root@node1 ~]# kubectl edit ingress violin-ingress -n devops

## 2. Service 
---
[doc](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/service/)

    
    [root@node1 ~]# kubectl get svc -A
    NAMESPACE     NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
    default       kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP                  2d21h
    kube-system   kube-dns     ClusterIP   10.96.0.10   <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   2d21h

`先了解以下参与k8s网络的角色`

- kube-dns
- kube-proxy
- kube-flannel-ds
- coredns
- cni0
- controller

---

## 10. 第11章 权限控制

<sub>bid: `2022061710512100000000000001`</sub>

## RBAC规则
---
### 概念
RBAC模型（Role-Based Access Control：基于角色的访问控制）
在RBAC模型里面，有3个基础组成部分，分别是：用户、角色和权限。
- User（用户）：每个用户都有唯一的UID识别，并被授予不同的角色
- Role（角色）：不同角色具有不同的权限
- Permission（权限）：访问权限


      # user  ->   role    <- Permission
      张三         管理员      增删改查
      李四         普通用户    查 
      王五         普通用户    查

设置角色，然后对角色进行权限设置，然后将用户和角色关联即可。
用户和权限没有必然关系，是通过角色去控制的
### kubernetes 中的RBAC
RBAC规则包含ServiceAccount、ClusterRole、ClusterRoleBinding三类YAML文件，即三种对象

- **Service Account** 
是面向命名空间的：
    
      apiVersion: v1
      kind: ServiceAccount
      metadata:
        name: beckend-serviceaccount
        namespace: kube-users

- **ClusterRole**
是面向整个集群所有命名空间的
ClusterRole的一条规则由apiGroups、resources、verbs共同组成
ClusterRole 用来描述 一个角色和他所拥有的权限

      apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
      kind: ClusterRole
      metadata:
        name: namespace-readonly
      rules:
      - apiGroups:
        - ""
        resources:
        - namespaces
        verbs:
        - get
        - list
        - watch
      - apiGroups:
        - metrics.k8s.io
        resources:
        - pods
        verbs:
        - get
        - list
        - watch 

- ClusterRoleBinding
是面向整个集群所有命名空间的
ClusterRoleBinding中subjects是访问API的主体
subjects包含users、groups、service accounts三种类型
我们使用的是ServiceAccount类型
ClusterRoleBinding 描述的是将 ServiceAccount（用户）和 ClusterRole（角色）jin'xing
 

      apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
      kind: ClusterRoleBinding
      metadata:
        name: namespace-readonly-sa
      roleRef:
        apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
        kind: ClusterRole
        name: namespace-readonly
      subjects:
      - apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
        kind: ServiceAccount
        name: system:serviceaccounts:kube-users

---

## 11. 基于虚拟网卡共有网络k8s集群搭建

<sub>bid: `2022062320127000000000000005`</sub>

### linux
---

- port set
  
      在腾讯云控制面对相应端口进行放行
      TCP 6443
      UDP 8472
      TCP 30000-32767

- 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

- 关闭swap 
      
      # 临时关闭swap分区，当前会话生效，重启失效
      swapoff -a  
      # 永久关闭swap分区
      sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
    
    
- 所有机器都要做

      echo "1" >/proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
      vi /etc/sysctl.conf
      net.ipv4.ip_forward = 1
  
      cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
      net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
      net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
      EOF
  
      cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
      br_netfilter
      EOF
  
      sudo sysctl --system

### 创建网卡

    由于PVC网卡上是没有public ip 的，需要我们自定义网卡
    # 每台机器都要做(临时网卡做法，永久性的暂时没测试)
    # ifconfig eth0:1 49.233.4.79 netmask 255.255.255.0 up
    # ifconfig eth0:1 43.138.55.43 netmask 255.255.255.0 up
    # ifconfig eth0:1 43.138.73.106 netmask 255.255.255.0 up
    
    ifconfig eth0:1 49.233.4.79
    
    # 永久生效
    cat > /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:1 <<EOF
    BOOTPROTO=static
    DEVICE=eth0:1
    IPADDR=<你的公网IP>
    PREFIX=32
    TYPE=Ethernet
    USERCTL=no
    ONBOOT=yes
    EOF

        
    
### 版本信息
---
    kubernetes, kubelet, kubectl, kubeadm version
    v1.23.7

### 修改kubelet( per machine)
---
    # 此文件安装kubeadm后就存在了
    vim /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
 
    # 注意，这步很重要，如果不做，节点仍然会使用内网IP注册进集群
    # 在末尾添加参数 --node-ip=公网IP
    ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS --node-ip=<公网IP>

### 编写启动配置文件
---

    # 添加配置文件，注意替换下面的IP
    cat > kubeadm-config.yaml <<EOF
    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
    kind: ClusterConfiguration
    kubernetesVersion: v1.23.7
    apiServer:
      certSANs: 
      - master        #请替换为hostname
      - xx.xx.xx.xx   #请替换为公网IP
      - xx.xx.xx.xx   #请替换为私网IP
      - 10.96.0.1
    controlPlaneEndpoint: xx.xx.xx.xx:6443 #替换为公网IP
    imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images 已有镜像仓库，此处删除。
    networking:
      podSubnet: 10.244.0.0/16
      serviceSubnet: 10.96.0.0/12
    --- 
    apiVersion: kubeproxy-config.k8s.io/v1alpha1
    kind: KubeProxyConfiguration
    featureGates:
      SupportIPVSProxyMode: true
    mode: ipvs
    EOF

### kubeadm 创建master节点
---

    kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml

### 修改kube-apiserver参数（master，只修改注释项，其余的不要动）
---

    # 修改两个信息，添加--bind-address和修改--advertise-address
    vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

    spec:
      containers:
      - command:
        - kube-apiserver
        - --advertise-address=xx.xx.xx.xx # 修改为公网IP
        - --bind-address=0.0.0.0  # 新增参数
        - --allow-privileged=true

### 安装flannel网络插件（只在master 主节点执行）
---

    # 1、下载flannel配置文件
    wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
    修改 kube-flannel.yml 内容，如下：
    

    net-conf.json: |
      {
        "Network": "10.244.0.0/16",  # 这里是kubeadm-config.yaml配置的podsnetwork
        "Backend": {
          "Type": "vxlan"
        }
      }


    containers:
    - name: kube-flannel
      image: quay.io/coreos/flannel:v0.14.0
      command:
      - /opt/bin/flanneld
      args:
      - --ip-masq
      - --kube-subnet-mgr
      - --public-ip=$(PUBLIC_IP)  # 新增
      - --iface=eth0   # 新增
      resources:
        requests:
          cpu: "100m"
          memory: "50Mi"
        limits:
          cpu: "100m"
          memory: "50Mi"
      securityContext:
        privileged: false
        capabilities:
          add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
      env:
      - name: POD_NAME
        valueFrom:
          fieldRef:
            fieldPath: metadata.name
      - name: POD_NAMESPACE
        valueFrom:
          fieldRef:
            fieldPath: metadata.namespace
      - name: PUBLIC_IP #新增
        valueFrom:   #新增
          fieldRef: #新增
            fieldPath: status.podIP #新增
### 创建网络
--- 

    kubectl apply -f kube-flannel.yml

### 将worker节点加入即可
---

### 关于分布式存储
---

- rook

      customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/cephblockpoolradosnamespaces.ceph.rook.io created
      clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/cephfs-csi-nodeplugin created
      clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cephfs-csi-provisioner-role created
      role.rbac.authorization.k8s.io/cephfs-external-provisioner-cfg created
      rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cephfs-csi-provisioner-role-cfg created
      serviceaccount/rook-ceph-cmd-reporter created


      configmap/rook-ceph-operator-config created
      deployment.apps/rook-ceph-operator created

---

## 12. kubernetes 二进制安装master

<sub>bid: `2022070116141100000000000006`</sub>

### 事前准备
---

如果以前有安装过， 请清理掉

    ll /usr/lib/systemd/system/kube*

    systemctl stop kube-apiserver
    systemctl stop kube-controller-manager
    systemctl stop kubelet
    systemctl stop kube-proxy
    systemctl stop kube-scheduler


    目录准备
    mkdir -p /usr/local/kubernetes/{bin,conf,ssl,logs} 
    
### kube-apiserver 安装
---

`生成自签CA配置`

    cat > ca-config.json << EOF
    {
      "signing": {
        "default": {
          "expiry": "87600h"
        },
        "profiles": {
          "kubernetes": {
             "expiry": "87600h",
             "usages": [
                "signing",
                "key encipherment",
                "server auth",
                "client auth"
            ]
          }
        }
      }
    }
    EOF

    cat > ca-csr.json << EOF
    {
        "CN": "kubernetes CA",
        "key": {
            "algo": "rsa",
            "size": 2048
        },
        "names": [
            {
                "C": "CN",
                "L": "ShangHai",
                "ST": "ShangHai",
                "O": "k8s",
                "OU": "system"
            }
        ]
    }
    EOF
    
    生成CA
    cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
---

`给apiServer签发证书`

    cat > server-csr.json << EOF
    {
        "CN": "kubernetes",
        "hosts": [
    	  "10.244.0.1",
          "10.0.0.1",
          "127.0.0.1",
          "49.233.4.79",
          "43.138.55.43",
          "43.138.73.106",
          "10.0.16.3",
          "10.0.8.13",
          "kubernetes",
          "kubernetes.default",
          "kubernetes.default.svc",
          "kubernetes.default.svc.cluster",
          "kubernetes.default.svc.cluster.local"
        ],
        "key": {
            "algo": "rsa",
            "size": 2048
        },
        "names": [
            {
                "C": "CN",
                "L": "ShangHai",
                "ST": "ShangHai",
                "O": "k8s",
                "OU": "system"
            }
        ]
    }
    EOF

    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server


    生成token
    head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '
    cat > /usr/local/kubernetes/conf/token.csv << EOF
    f41424f202b2c2e71da40ce20d32f1d2,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
    EOF
---

    cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes API Server
    Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kube-apiserver.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
    Restart=on-failure
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
---
    
    vi kube-apiserver.conf

    KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \
    --v=2 \
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \
    --etcd-servers=https://49.233.4.79:2379,https://43.138.55.43:2379,https://43.138.73.106:2379 \
    --bind-address=49.233.4.79 \
    --secure-port=6443 \
    --advertise-address=49.233.4.79 \
    --allow-privileged=true \
    --service-cluster-ip-range=10.0.0.0/16 \
    --enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \
    --authorization-mode=RBAC,Node \
    --enable-bootstrap-token-auth=true \
    --token-auth-file=/usr/local/kubernetes/conf/token.csv \
    --service-node-port-range=30000-32767 \
    --kubelet-client-certificate=/usr/local/kubernetes/ssl/server.pem \
    --kubelet-client-key=/usr/local/kubernetes/ssl/server-key.pem \
    --tls-cert-file=/usr/local/kubernetes/ssl/server.pem  \
    --tls-private-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/server-key.pem \
    --client-ca-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
    --service-account-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca-key.pem \
    --service-account-issuer=api \
    --service-account-signing-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/server-key.pem \
    --etcd-cafile=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/ca.pem \
    --etcd-certfile=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server.pem \
    --etcd-keyfile=/usr/local/etcd-v3.5.0/ssl/server-key.pem \
    --requestheader-client-ca-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
    --proxy-client-cert-file=/usr/local/kubernetes/ssl/server.pem \
    --proxy-client-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/server-key.pem \
    --requestheader-allowed-names=kubernetes \
    --requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \
    --requestheader-group-headers=X-Remote-Group \
    --requestheader-username-headers=X-Remote-User \
    --enable-aggregator-routing=true \
    --audit-log-maxage=30 \
    --audit-log-maxbackup=3 \
    --audit-log-maxsize=100 \
    --audit-log-path=/usr/local/kubernetes/logs/k8s-audit.log"

---
    
    # 刷新设置，并设置开机启动，查看status
    systemctl daemon-reload
    systemctl start kube-apiserver 
    systemctl enable kube-apiserver
    systemctl status kube-apiserver -l

    
### kube-controller-manager 安装
---
`创建配置文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kube-controller-manager.conf << EOF
    KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
    --v=2 \\
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \\
    --leader-elect=true \\
    --kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/kube-controller-manager.kubeconfig \\
    --bind-address=127.0.0.1 \\
    --allocate-node-cidrs=true \\
    --cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\
    --service-cluster-ip-range=10.0.0.0/16 \\
    --cluster-signing-cert-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \\
    --cluster-signing-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca-key.pem  \\
    --root-ca-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \\
    --service-account-private-key-file=/usr/local/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
    --cluster-signing-duration=87600h0m0s"
    EOF


---
`生成证书`

    cd /usr/local/kubernetes/ssl
    cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
    {
      "CN": "system:kube-controller-manager",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "L": "ShangHai", 
          "ST": "ShangHai",
          "O": "system:masters",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF

    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager

    ll

`生成kubeconfig文件`

    KUBE_CONFIG="/usr/local/kubernetes/conf/kube-controller-manager.kubeconfig"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443"
    
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
      --client-certificate=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-controller-manager.pem \
      --client-key=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-controller-manager-key.pem \
      --embed-certs=true \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user=kube-controller-manager \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
    
    ll /usr/local/kubernetes/conf
---

`systemd管理controller-manager`

    cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes Controller Manager
    Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kube-controller-manager.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
    Restart=on-failure
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
---
`启动并设置开机自启`

    systemctl daemon-reload
    systemctl start kube-controller-manager
    systemctl enable kube-controller-manager
    systemctl status kube-controller-manager -l



### kube-scheduler 安装
---
`创建配置文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kube-scheduler.conf << EOF
    KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \\
    --v=2 \\
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \\
    --leader-elect \\
    --kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/kube-scheduler.kubeconfig \\
    --bind-address=127.0.0.1"
    EOF
---
`生成kubeconfig文件`

    cd /usr/local/kubernetes/ssl
    
    cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
    {
      "CN": "system:kube-scheduler",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "L": "ShangHai",
          "ST": "ShangHai",
          "O": "system:masters",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF
    
    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

    ll
---
`生成kubeconfig文件 `    

    KUBE_CONFIG="/usr/local/kubernetes/conf/kube-scheduler.kubeconfig"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443"
    
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials kube-scheduler \
      --client-certificate=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-scheduler.pem \
      --client-key=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-scheduler-key.pem \
      --embed-certs=true \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user=kube-scheduler \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

---
`systemd管理scheduler`

    cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes Scheduler
    Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kube-scheduler.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
    Restart=on-failure
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF

---
`启动并设置开机启动`

    systemctl daemon-reload
    systemctl start kube-scheduler
    systemctl enable kube-scheduler
    systemctl status kube-scheduler -l

---

### kubectl 安装
---

`生成kubectl连接集群的证书`

    cd /usr/local/kubernetes/ssl
    cat > admin-csr.json <<EOF
    {
      "CN": "admin",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "L": "ShangHai",
          "ST": "ShangHai",
          "O": "system:masters",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF

    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
    ll
---
`生成kubeconfig文件`

    rm -rf /root/.kube
    mkdir /root/.kube
    
    KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443"
    
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials cluster-admin \
      --client-certificate=/usr/local/kubernetes/ssl/admin.pem \
      --client-key=/usr/local/kubernetes/ssl/admin-key.pem \
      --embed-certs=true \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user=cluster-admin \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

    ll

---
`通过kubectl工具查看当前集群组件状态`

    [root@k8s-master1 ssl]# kubectl get cs
    Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
    NAME                 STATUS    MESSAGE                         ERROR
    scheduler            Healthy   ok
    controller-manager   Healthy   ok
    etcd-2               Healthy   {"health":"true","reason":""}
    etcd-0               Healthy   {"health":"true","reason":""}
    etcd-1               Healthy   {"health":"true","reason":""}

    如上说明Master节点组件运行正常。

---
`授权kubelet-bootstrap用户允许请求证书`

    kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
    --clusterrole=system:node-bootstrapper \
    --user=kubelet-bootstrap



---

### kubelet 
---
`kubelet是 kubernetes 工作节点上的一个代理组件，运行在每个节点上。由于我的三台服务都是工作节点，所以也都需要装kubelet和kube-proxy`
`apiserver <-> kubelet <-> pod`
---
`创建服务`


    cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes Kubelet
    After=docker.service
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
    Restart=on-failure
    LimitNOFILE=65536
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
---
`创建服务配置文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kubelet.conf << EOF
    KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
    --v=2 \\
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \\
    --network-plugin=cni \\
    --hostname-override=k8s-master1 \\
    --kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet.kubeconfig \\
    --bootstrap-kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/bootstrap.kubeconfig \\
    --config=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet-config.yml \\
    --cert-dir=/usr/local/kubernetes/ssl \\
    --pod-infra-container-image=k8s.gcr.io/pause:3.6"
    EOF

---
`创建k8s kubelet资源文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kubelet-config.yml << EOF
    kind: KubeletConfiguration
    apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
    address: 0.0.0.0
    port: 10250
    readOnlyPort: 10255
    cgroupDriver: systemd
    clusterDNS:
    - 10.0.0.2
    clusterDomain: cluster.local 
    failSwapOn: false
    authentication:
      anonymous:
        enabled: false
      webhook:
        cacheTTL: 2m0s
        enabled: true
      x509:
        clientCAFile: /usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem 
    authorization:
      mode: Webhook
      webhook:
        cacheAuthorizedTTL: 5m0s
        cacheUnauthorizedTTL: 30s
    evictionHard:
      imagefs.available: 15%
      memory.available: 100Mi
      nodefs.available: 10%
      nodefs.inodesFree: 5%
    maxOpenFiles: 1000000
    maxPods: 110
    EOF

---
    KUBE_CONFIG="/usr/local/kubernetes/conf/bootstrap.kubeconfig"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443" # apiserver IP:PORT
    TOKEN="f41424f202b2c2e71da40ce20d32f1d2" # 与token.csv里保持一致  /usr/local/kubernetes/conf/token.csv 
    
    # 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
      --token=${TOKEN} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user="kubelet-bootstrap" \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

    ll

---
    
    systemctl daemon-reload
    systemctl stop kubelet
    systemctl start kubelet
    systemctl enable kubelet
    systemctl status kubelet -l    

---

    kubectl get csr

    kubectl certificate approve  node-csr-KbHieprZUMOvTFMHGQ1RNTZEhsSlT5X6wsh2lzfUry4
    certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/node-csr-KbHieprZUMOvTFMHGQ1RNTZEhsSlT5X6wsh2lzfUry4 approved

---

`部署kube-proxy`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy.conf << EOF
    KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \\
    --v=2 \\
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \\
    --config=/usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy-config.yml"
    EOF

---
    
    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy-config.yml << EOF
    kind: KubeProxyConfiguration
    apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
    bindAddress: 0.0.0.0
    metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
    clientConnection:
      kubeconfig: /usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy.kubeconfig
    hostnameOverride: k8s-master1
    clusterCIDR: 10.244.0.0/16
    EOF

---
  
    cd /usr/local/kubernetes/ssl
    
    cat > kube-proxy-csr.json << EOF
    {
      "CN": "system:kube-proxy",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "L": "ShangHai",
          "ST": "ShangHai",
          "O": "k8s",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF
    
    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
    ll


---

`生成kube-proxy.kubeconfig文件`
  
    KUBE_CONFIG="/usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy.kubeconfig"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443"
    
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials kube-proxy \
      --client-certificate=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-proxy.pem \
      --client-key=/usr/local/kubernetes/ssl/kube-proxy-key.pem \
      --embed-certs=true \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user=kube-proxy \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

---

    cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes Proxy
    After=network.target
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kube-proxy.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
    Restart=on-failure
    LimitNOFILE=65536
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF

---

    systemctl daemon-reload
    systemctl stop kube-proxy
    systemctl start kube-proxy
    systemctl enable kube-proxy
    systemctl status kube-proxy -l

---

## 13. kubernetes Calico 配置

<sub>bid: `2022070223079600000000000007`</sub>

### 官方网站
---
该插件与kubernetes版本对应。
https://projectcalico.docs.tigera.io/archive/v3.20/getting-started/kubernetes/requirements

### 安装
---
安装文档
https://projectcalico.docs.tigera.io/archive/v3.23/getting-started/kubernetes/self-managed-onprem/onpremises#install-calico-with-kubernetes-api-datastore-50-nodes-or-less

### 填坑
---

``

    rm -rf /etc/cni/net.d/*
    rm -rf /var/lib/cni/calico
    systemctl  restart kubelet
    
    systemctl stop kubelet
    systemctl stop docker
    rm -rf /var/lib/cni/
    rm -rf /var/lib/kubelet/*
    rm -rf  
    ifconfig cni0 down
    ifconfig flannel.1 down
    ifconfig docker0 down
    iptb
    ip link delete cni0
    ip link delete flannel.1
    systemctl start docker
    systemctl start kubelet    



`关于污点和容忍`

    kubectl taint node k8s-master1 node.kubernetes.io/not-ready-

``


    cat > apiserver-to-kubelet-rbac.yaml << EOF
    apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
    kind: ClusterRole
    metadata:
      annotations:
        rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
      labels:
        kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
      name: system:kube-apiserver-to-kubelet
    rules:
      - apiGroups:
          - ""
        resources:
          - nodes/proxy
          - nodes/stats
          - nodes/log
          - nodes/spec
          - nodes/metrics
          - pods/log
        verbs:
          - "*"
    ---
    apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
    kind: ClusterRoleBinding
    metadata:
      name: system:kube-apiserver
      namespace: ""
    roleRef:
      apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
      kind: ClusterRole
      name: system:kube-apiserver-to-kubelet
    subjects:
      - apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
        kind: User
        name: kubernetes
    EOF
    
    kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml

ー－－

---

## 14. kubernetes 二进制安装worker

<sub>bid: `2022070314528700000000000008`</sub>

### kubelet 
---
`kubelet是 kubernetes 工作节点上的一个代理组件，运行在每个节点上。由于我的三台服务都是工作节点，所以也都需要装kubelet和kube-proxy`
`apiserver <-> kubelet <-> pod`
---
`创建服务`


    cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF
    [Unit]
    Description=Kubernetes Kubelet
    After=docker.service
    
    [Service]
    EnvironmentFile=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet.conf
    ExecStart=/usr/local/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
    Restart=on-failure
    LimitNOFILE=65536
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
---
`创建服务配置文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kubelet.conf << EOF
    KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
    --v=2 \\
    --log-dir=/usr/local/kubernetes/logs \\
    --network-plugin=cni \\
    --hostname-override=k8s-node3 \\
    --kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet.kubeconfig \\
    --bootstrap-kubeconfig=/usr/local/kubernetes/conf/bootstrap.kubeconfig \\
    --config=/usr/local/kubernetes/conf/kubelet-config.yml \\
    --cert-dir=/usr/local/kubernetes/ssl \\
    --pod-infra-container-image=k8s.gcr.io/pause:3.6"
    EOF

---
`创建k8s kubelet资源文件`

    cat > /usr/local/kubernetes/conf/kubelet-config.yml << EOF
    kind: KubeletConfiguration
    apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
    address: 0.0.0.0
    port: 10250
    readOnlyPort: 10255
    cgroupDriver: systemd
    clusterDNS:
    - 10.0.0.2
    clusterDomain: cluster.local 
    failSwapOn: false
    authentication:
      anonymous:
        enabled: false
      webhook:
        cacheTTL: 2m0s
        enabled: true
      x509:
        clientCAFile: /usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem 
    authorization:
      mode: Webhook
      webhook:
        cacheAuthorizedTTL: 5m0s
        cacheUnauthorizedTTL: 30s
    evictionHard:
      imagefs.available: 15%
      memory.available: 100Mi
      nodefs.available: 10%
      nodefs.inodesFree: 5%
    maxOpenFiles: 1000000
    maxPods: 110
    EOF

---
    KUBE_CONFIG="/usr/local/kubernetes/conf/bootstrap.kubeconfig"
    KUBE_APISERVER="https://49.233.4.79:6443" # apiserver IP:PORT
    TOKEN="47d803a011a25fee21cc2fa434c391aa" # 与token.csv里保持一致  /opt/kubernetes/cfg/token.csv 
    
    # 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/usr/local/kubernetes/ssl/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
      --token=${TOKEN} \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user="kubelet-bootstrap" \
      --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
      
    kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

---
    
    systemctl daemon-reload
    systemctl stop kubelet
    systemctl start kubelet
    systemctl enable kubelet
    systemctl status kubelet -l

---