Kubernetes权威指南：从Docker到Kubernetes实践全接触（第4版）
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2.3 以二进制文件方式安装Kubernetes集群

本节以二进制文件方式安装Kubernetes集群，并对每个组件的配置进行详细说明。

从Kubernetes发布官网https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases找到对应的版本号，单击CHANGELOG，找到已编译好的二进制文件的下载页面，如图2.1和图2.2所示。本书基于Kubernetes 1.14版本进行说明。

图2.1 GitHub上Kubernetes的下载页面一

图2.2 GitHub上Kubernetes的下载页面二

在压缩包kubernetes.tar.gz内包含了Kubernetes的服务程序文件、文档和示例；在压缩包kubernetes-src.tar.gz内则包含了全部源代码。也可以直接下载Server Binaries中的kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz文件，其中包含了Kubernetes需要运行的全部服务程序文件。主要的服务程序文件列表如表2.2所示。

表2.2 主要的服务程序文件列表

Kubernetes的主要服务程序都可以通过直接运行二进制文件加上启动参数完成运行。在Kubernetes的Master上需要部署etcd 、 kube-apiserver 、 kube-controller-manager 、kube-scheduler服务进程，在工作Node上需要部署docker、kubelet和kube-proxy服务进程。

将Kubernetes的二进制可执行文件复制到/usr/bin目录下，然后在/usr/lib/system/system目录下为各服务创建systemd服务配置文件（完整的systemd系统知识请参考Linux的相关手册），这样就完成了软件的安装。要使Kubernetes正常工作，需要详细配置各个服务的启动参数。

下面主要介绍各服务最主要的启动参数，每个服务完整启动的参数说明详见2.8节。

2.3.1 Master上的etcd、kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler服务

1．etcd服务

etcd服务作为Kubernetes集群的主数据库，在安装Kubernetes各服务之前需要首先安装和启动。

从GitHub官网（https://github.com/coreos/etcd/releases）下载etcd二进制文件，将etcd和etcdctl文件复制到/usr/bin目录。

设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/etcd.service：

        [Unit]
        Description=Etcd Server
        After=network.target

        [Service]
        Type=simple
        WorkingDirectory=/var/lib/etcd/
        EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
        ExecStart=/usr/bin/etcd

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

其中，WorkingDirectory（/var/lib/etcd/）表示etcd数据保存的目录，需要在启动etcd服务之前创建。

配置文件/etc/etcd/etcd.conf通常不需要特别的参数设置（详细的参数配置内容参见官方文档），etcd默认使用http://127.0.0.1:2379地址供客户端连接。

配置完成后，通过systemctl start命令启动etcd服务。同时，使用systemctl enable命令将服务加入开机启动列表中：

        # systemctl daemon-reload
        # systemctl enable etcd.service
        # systemctl start etcd.service

通过执行etcdctl cluster-health，可以验证etcd是否正确启动：

        # etcdctl endpoint health
        127.0.0.1:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 1.33112ms

2．kube-apiserver服务

将kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler文件复制到/usr/bin目录。

设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service，内容如下：

        [Unit]
        Description=Kubernetes API Server
        Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
        After=etcd.service
        Wants=etcd.service

        [Service]
        EnvironmentFile=/etc/kubernetes/apiserver
        ExecStart=/usr/bin/kube-apiserver $KUBE_API_ARGS
        Restart=on-failure
        Type=notify
        LimitNOFILE=65536

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

配置文件/etc/kubernetes/apiserver的内容包括了kube-apiserver的全部启动参数，主要的配置参数在变量KUBE_API_ARGS中指定。

        # cat /etc/kubernetes/apiserver
        KUBE_API_ARGS="--etcd-servers=http://127.0.0.1:2379
    --insecure-bind-address=0.0.0.0--insecure-port=8080
    --service-cluster-ip-range=169.169.0.0/16--service-node-port-range=1-65535
    --enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,Default
    StorageClass,DefaultTolerationSeconds,MutatingAdmissionWebhook,ValidatingAdmissi
    onWebhook,ResourceQuota --logtostderr=false --log-dir=/var/log/kubernetes --v=0"

对启动参数说明如下。

◎ --etcd-servers：指定etcd服务的URL。

◎ --storage-backend：指定etcd的版本，从Kubernetes 1.6开始，默认为etcd 3。注意，在Kubernetes 1.6之前的版本中没有这个参数，kube-apiserver默认使用etcd 2，对于正在运行的1.5或旧版本的Kubernetes集群，etcd提供了数据升级方案，详见etcd文档（https://coreos.com/etcd/docs/latest/upgrades/upgrade_3_0.html）。

◎ --insecure-bind-address：API Server绑定主机的非安全IP地址，设置0.0.0.0表示绑定所有IP地址。

◎ --insecure-port：API Server绑定主机的非安全端口号，默认为8080。

◎ --service-cluster-ip-range：Kubernetes集群中Service的虚拟IP地址范围，以CIDR格式表示，例如169.169.0.0/16，该IP范围不能与物理机的IP地址有重合。

◎ --service-node-port-range：Kubernetes集群中Service可使用的物理机端口号范围，默认值为30000～32767。

◎ --enable-admission-plugins：Kubernetes集群的准入控制设置，各控制模块以插件的形式依次生效。

◎ --logtostderr：设置为false表示将日志写入文件，不写入stderr。

◎ --log-dir：日志目录。

◎ --v：日志级别。

3．kube-controller-manager服务

kube-controller-manager服务依赖于kube-apiserver服务，设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service，内容如下：

        [Unit]
        Description=Kubernetes Controller Manager
        Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
        After=kube-apiserver.service
        Requires=kube-apiserver.service
        [Service]
        EnvironmentFile=/etc/kubernetes/controller-manager
        ExecStart=/usr/bin/kube-controller-manager $KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS
        Restart=on-failure
        LimitNOFILE=65536

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

配置文件/etc/kubernetes/controller-manager的内容包含了kube-controller-manager的全部启动参数，主要的配置参数在变量KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS中指定：

        # cat /etc/kubernetes/controller-manager
        KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS="--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig
    --logtostderr=false --log-dir=/var/log/kubernetes --v=0"

对启动参数说明如下。

◎ --kubeconfig：设置与API Server连接的相关配置，例如：

        apiVersion: v1
        kind: Config
        users:
        - name: client
          user:
        clusters:
        - name: default
          cluster:
            server: http://192.168.18.3:8080
        contexts:
        - context:
            cluster: default
            user: client
          name: default
        current-context: default

◎ --logtostderr：设置为false表示将日志写入文件，不写入stderr。

◎ --log-dir：日志目录。

◎ --v：日志级别。

4．kube-scheduler服务

kube-scheduler服务也依赖于kube-apiserver服务，设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service，内容如下：

        [Unit]
        Description=Kubernetes Controller Manager
        Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
        After=kube-apiserver.service
        Requires=kube-apiserver.service

        [Service]
        EnvironmentFile=/etc/kubernetes/scheduler
        ExecStart=/usr/bin/kube-scheduler $KUBE_SCHEDULER_ARGS
        Restart=on-failure
        LimitNOFILE=65536

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

配置文件/etc/kubernetes/scheduler的内容包括了kube-scheduler的全部启动参数，主要的配置参数在变量KUBE_SCHEDULER_ARGS中指定：

        # cat /etc/kubernetes/scheduler
        KUBE_SCHEDULER_ARGS="--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig
    --logtostderr=false --log-dir=/var/log/kubernetes --v=0"

对启动参数说明如下。

◎ --kubeconfig：设置与API Server连接的相关配置，可以与kube-controller-manager使用的kubeconfig文件相同。

◎ --logtostderr：设置为false表示将日志写入文件，不写入stderr。

◎ --log-dir：日志目录。

◎ --v：日志级别。

配置完成后，执行systemctl start命令按顺序启动这3个服务，同时，使用systemctl enable命令将服务加入开机启动列表中：

        # systemctl daemon-reload
        # systemctl enable kube-apiserver.service
        # systemctl start kube-apiserver.service
        # systemctl enable kube-controller-manager
        # systemctl start kube-controller-manager
        # systemctl enable kube-scheduler
        # systemctl start kube-scheduler

通过systemctl status <service_name>验证服务的启动状态，running表示启动成功。

至此，Master上所需的服务就全部启动完成了。

2.3.2 Node上的kubelet、kube-proxy服务

在工作Node上需要预先安装好Docker Daemon并且正常启动。Docker的安装和启动详见Docker官网http://www.docker.com的说明文档。

1．kubelet服务

kubelet服务依赖于Docker服务，设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/kubelet.service，内容如下：

        [Unit]
        Description=Kubernetes Kubelet Server
        Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
        After=docker.service
        Requires=docker.service

        [Service]
        WorkingDirectory=/var/lib/kubelet
        EnvironmentFile=/etc/kubernetes/kubelet
        ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_ARGS
        Restart=on-failure

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

其中，WorkingDirectory表示kubelet保存数据的目录，需要在启动kubelet服务之前创建。

配置文件/etc/kubernetes/kubelet的内容包括了kubelet的全部启动参数，主要的配置参数在变量KUBELET_ARGS中指定：

        # cat /etc/kubernetes/kubelet
        KUBELET_ARGS="--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig
    --hostname-override=192.168.18.3--logtostderr=false
    --log-dir=/var/log/kubernetes --v=0"

对启动参数说明如下。

◎ --kubeconfig：设置与API Server连接的相关配置，可以与kube-controller-manager使用的kubeconfig文件相同。

◎ --hostname-override：设置本Node的名称。

◎ --logtostderr：设置为false表示将日志写入文件，不写入stderr。

◎ --log-dir：日志目录。

◎ --v：日志级别。

2．kube-proxy服务

kube-proxy服务依赖于network服务，设置systemd服务配置文件/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service，内容如下：

        [Unit]
        Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
        Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
        After=network.target
        Requires=network.service

        [Service]
        EnvironmentFile=/etc/kubernetes/proxy
        ExecStart=/usr/bin/kube-proxy $KUBE_PROXY_ARGS
        Restart=on-failure
        LimitNOFILE=65536

        [Install]
        WantedBy=multi-user.target

配置文件/etc/kubernetes/proxy的内容包括了kube-proxy的全部启动参数，主要的配置参数在变量KUBE_PROXY_ARGS中指定：

        # cat /etc/kubernetes/proxy
        KUBE_PROXY_ARGS="--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig --logtostderr=false
    --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2"

对启动参数说明如下。

◎ --kubeconfig：设置与API Server连接的相关配置，可以与kube-controller-manager使用的kubeconfig文件相同。

◎ --logtostderr：设置为false表示将日志写入文件，不写入stderr。

◎ --log-dir：日志目录。

◎ --v：日志级别。

配置完成后，通过systemctl启动kubelet和kube-proxy服务：

        # systemctl daemon-reload
        # systemctl enable kubelet.service
        # systemctl start kubelet.service
        # systemctl enable kube-proxy
        # systemctl start kube-proxy

kubelet默认采用向Master自动注册本Node的机制，在Master上查看各Node的状态，状态为Ready表示Node已经成功注册并且状态为可用：

        # kubectl get nodes
        NAME               STATUS     AGE
        192.168.18.3      Ready      1m

等所有Node的状态都为Ready之后，一个Kubernetes集群就启动完成了。接下来可以创建Pod、Deployment、Service等资源对象来部署容器应用了。

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