在當今的雲端時代，Kubernetes（簡稱 K8S）作為 Open source 的 container (容器) 編排平台，已經成為許多企業和開發者的首選。它為應用程式的部署、擴展和管理提供了一個強大且靈活的解決方案。
本篇文章將詳細介紹如何在地端 (On-premise, self-host) 伺服器上搭建 Kubernetes 環境，我們將介紹所有必要的步驟，包括環境設置、安裝必要的套件、建立節點與部署應用程式。這將是一個完整的實錄，讓讀者能夠透過這篇文章深入瞭解 K8S 的建置與運作。

為何會再次寫這篇文章？

後來發現 RedHat ( RHEL / RockyLinux ) 的指令跟 Ubuntu 有一些差異，
遇到的情況也略為不同，我覺得蠻值得再寫一次的。

當然，還是推薦使用 虛擬機 (Virtual machine, VM) 來建置，
你可以用你喜歡的虛擬機程式來架設，例如 VMWare Workstation, VirtualBox 都可以，我是使用 Promox VE 裡面的 VM 功能來完成。

如果有看過前一篇的話，這個方式安裝方式為 Bare-metal （裸金屬、裸機）的安裝方式。
這個也叫做 Vanilla Kubernetes （翻譯：單純的 Kubernetes 安裝）。

安裝地圖

Docker 跟 Kubernetes (K8S) 發展至今，百家爭鳴，門派也很多，
安裝部署方式也不盡相同，為了避免初學者混肴，
先幫你預先選好各種所需要的元件：

示範的作業系統

RockyLinux 9.2 對應到 RHEL (Redhat Enterprise Linux) 9.2

服務們
kubelet
Container 運行環境 (Container Runtime)：docker
cgroup drivers: 確認為 systemd (cgroup drivers v2)
CRI (Container Runtime Interface)：使用 cri-dockerd
CNI (Container Network Interface)：使用 Flannel

指令們

kubectl
kubeadm

這篇主要關注在如何架設 Kubernetes 叢集，
除此之外，你還需要一個配合的共用儲存空間，叢集都可以存取到的儲存空間（檔案伺服器）
可以用 TrueNAS 架設一個。

虛擬機硬體建置

這邊是我 虛擬機 (VM) 的硬體部分建置設定

2 CPU
4GB Ram
8GB Disk 以上，建議 10GB 較穩定

註1：經過測試，不要用 Proxmox VE 裡的 LXC Container 功能架設，
會有非常多的問題，包含權限切不乾淨等。

註2：使用 Proxmox VE 預設參數會遇到 Kernel panic 問題，
進入虛擬機 Hardware > Processors 選項，將 Type 改為 host 就會正常。

到時候要建立三台 VM，一台 Control Node 跟二台 Worker Node ，這是最小叢集的配置。
可以先安裝一個母版，到時候用複製 VM 的方式來達成。

虛擬機作業系統 – RockyLinux

示範使用的 RedHat 版本為社群版的 RockyLinux 9.2
使用 minimal 最小安裝

安裝細節就不贅述。

<每台都做> 關掉 swap

這步驟不分角色，三台都要做

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

根據 kubeadm 的安裝文件，他有特別指示

MUST disable swap in order for the kubelet to work properly.

必須要關掉 swap 才能正確運作。

所以我們用以下步驟永久關閉 Swap

調整 vm.swappiness 的值為零

$ sudo sysctl -w vm.swappiness=0

用 sed 指令找尋 swap 片段，並加上註解

$ sudo sed -i '/ swap /s/^/#/g' /etc/fstab

然後重新載入磁區

$ sudo mount -a

暫時關閉 swap 可以用 swapoff 指令

$ sudo swapoff -a

確認 swap

用 sysctl 的方式來列出目前 swppiness 設定值

$ sysctl vm.swappiness

可以用以下指令查看 swap

$ free

或者

$ cat /proc/swaps

應該要找不到 swap 才正確

<每台都做> 安裝 Docker

Docker 不分角色，三台都要裝

安裝文件：
https://docs.docker.com/engine/install/centos/
https://docs.docker.com/engine/install/rhel/

小弟整理的一鍵安裝指令
（科技發展迅速，整理的安裝文件有可能會過時，如果有更新版，請參考官方文件）

$ sudo yum install -y yum-utils && \
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo && \
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

（這個部分的指令跟 Ubuntu 不一樣）

修改 daemon.json 讓跳開預設網段
(如果沒有該檔案請自行新增之)

$ sudo vi /etc/docker/daemon.json

內容為

{
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "tag": "{{.Name}}",
    "max-size": "2m",
    "max-file": "2"
  }
}

設定預設開機啟動，並立即啟動

$ sudo systemctl enable --now docker

驗證 Docker

可用 systemctl 指令查看是否有正常執行

$ sudo systemctl status docker

看看是否有 Running

可以用 docker ps 查看目前所有運行中的 container

$ docker ps

是否能夠正常顯示列表，若是初次安裝，列表是空的很正常。

Docker 版本

留下當時截稿的 Docker 版本給大家參考

# docker version
Client: Docker Engine - Community
 Version:           24.0.6
 API version:       1.43
 Go version:        go1.20.7
 Git commit:        ed223bc
 Built:             Mon Sep  4 12:33:18 2023
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          24.0.6
  API version:      1.43 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.20.7
  Git commit:       1a79695
  Built:            Mon Sep  4 12:31:49 2023
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          1.6.24
  GitCommit:        61f9fd88f79f081d64d6fa3bb1a0dc71ec870523
 runc:
  Version:          1.1.9
  GitCommit:        v1.1.9-0-gccaecfc
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0

<每台都做> 安裝 `kubelet`、`kubeadm`、`kubectl` 三兄弟

安裝文件：
https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

小弟整理的安裝指令

$ sudo setenforce 0 && \
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config && \
cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/rpm/repodata/repomd.xml.key
exclude=kubelet kubeadm kubectl cri-tools kubernetes-cni
EOF && \
sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes && \
sudo systemctl enable --now kubelet

（科技發展迅速，整理的安裝文件有可能會過時，如果有更新版，請參考官方文件）

（這個部分跟 Ubuntu 不一樣）

目前安裝的版本是 kubelet v1.28.2

<每台都做> 手動編譯安裝 Container Runtime Interface (CRI) – cri-dockerd

這步驟不分角色，三台都要裝

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/container-runtimes/

我們用 Docker Engine 推薦的 cri-dockerd

說明文件：
https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/migrating-from-dockershim/migrate-dockershim-dockerd/#what-is-cri-dockerd

若是 RHEL 7.9 (CentOS 7-2009) 可以使用 cri-dockerd-0.3.6.20231018204925.877dc6a4-0.el7.x86_64.rpm若是 RHEL 8.8 (RockyLinux 8.8) 可以使用 cri-dockerd-0.3.6.20231018204925.877dc6a4-0.el8.x86_64.rpm
因為 RHEL 9.2 (RockyLinux 9.2) 沒有對應的 rpm 可以裝
所以用手動編譯的方式進行

以下是官方文件提供的步驟
https://github.com/mirantis/cri-dockerd#build-and-install

先安裝必要套件

$ sudo yum install -y make go

用 git clone 最新的版本

$ git clone https://github.com/Mirantis/cri-dockerd.git

編譯它 (compile)

$ cd cri-dockerd && \
make cri-dockerd

安裝

cd cri-dockerd && \
mkdir -p /usr/local/bin && \
install -o root -g root -m 0755 cri-dockerd /usr/local/bin/cri-dockerd && \
install packaging/systemd/* /etc/systemd/system && \
sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' /etc/systemd/system/cri-docker.service && \

然後請 systemctl 重新載入 daemon
最後啟動服務

$ sudo systemctl daemon-reload && \
sudo systemctl enable --now cri-docker

驗證 cri-docker

可用 systemctl 指令確認是否有正常運行

$ sudo systemctl status cri-docker

確認有 Running

裝完就會有 unix:///var/run/cri-dockerd.sock

複製虛擬機 (VM)

這邊步驟就是將單純的將虛擬機 (VM) 複製二份成三台，並全部啟動。
以下分別闡述複製完要做的事情

重新產生 Machine-id

用以下指令重新產生 Machine-id

$ sudo rm /etc/machine-id && \
sudo systemd-machine-id-setup

修改 Hostname (主機名稱)

$ sudo vi /etc/hostname

分別改成對應的主機名稱

重新設定 ssh，產生全新的 known-host

$ ssh-keygen -A

（這個部分的指令跟 Ubuntu 不一樣）

確認 Machine-id

sudo cat /sys/class/dmi/id/product_uuid

確認 Hostname

$ hostname

確認網卡 Mac address 位址

ip link

如果是有 DHCP 的話，可以用路由器 dhcp static lease (固定分配 IP)

然後可以用 dhclient 指令重新取 DHCP 的 IP

$ sudo dhclient -r

用 verbose 來看細節

$ sudo dhclient -v

註：RockyLinux 9.2 預設沒有安裝 dhclient 指令
需要另外用 yum 安裝

$ sudo yum install -y dhcp-client

<每台都做> 設定主機對應

叢集的三台機器做出來，還不知道彼此，
這邊用 /etc/hosts 檔案來讓主機們各自找到彼此

$ sudo vi /etc/hosts

根據每台主機的 IP 位址與主機名稱

192.168.1.100   k8s-ctrl
192.168.1.101   k8s-node1
192.168.1.102   k8s-node2

IP 位址在前，主機名稱在後，用 tab 分隔。

先整理好內容，再各自寫在每一台上面，每一台主機都會看到同一份資料。

確認 cgroup drivers 為 systemd

（這整個段落可以跳過，因為 cgroup drivers 預設已經是 systemd 了）

https://stackoverflow.com/questions/45708175/kubelet-failed-with-kubelet-cgroup-driver-cgroupfs-is-different-from-docker-c

直接講結論，目前最新使用的是 systemd (cgroup Version: 2)

查看 docker 的 cgroup

# docker info | grep -i cgroup

 Cgroup Driver: systemd
 Cgroup Version: 2
  cgroupns

查看 kubelet 的 cgroup

$ sudo cat /var/lib/kubelet/config.yaml | grep cgroup

cgroupDriver: systemd

可以確認是否為 systemd (cgroup Version: 2)

如果 docker 不為 systemd

可以在 daemon.json手動加上

$ sudo vi /etc/docker/daemon.json

這個段落

 "exec-opts": [
    "native.cgroupdriver=systemd"
  ],

重啟 docker

$ sudo systemctl restart docker

如果 kubelet 不為 systemd 就手動修改之

$ sudo vi /var/lib/kubelet/config.yaml

重啟 kubelet

$ sudo systemctl restart kubelet

<每台都做> 設定網路雜項值

根據文件：
https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/container-runtimes/#forwarding-ipv4-and-letting-iptables-see-bridged-traffic

這邊設定網路連線轉發 IPv4 位址並讓 iptables 查看橋接器的流量

用文件提供的指令操作，等等一句一句解釋：

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

請 Kubernetes (K8S) 引用載入 br_netfilter, overlay 二個核心模組

$ sudo modprobe overlay && \
sudo modprobe br_netfilter

啟用 br_netfilter, overlay 二個核心模組

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
EOF

設定轉發 IPv4 位址，讓 iptables 查看橋接器的流量

$ sudo sysctl --system

再不起重新啟動電腦情況下，套用設定值

檢查驗證

檢查 br_netfilter, overlay 二個核心模組有沒有被正確載入可以用以下二個指令

$ lsmod | grep br_netfilter
$ lsmod | grep overlay

檢查

net.bridge.bridge-nf-call-iptables
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables
net.ipv4.ip_forward

這幾個系統變數是否有設定為 1，可以用 sysctl 指令來檢查：

$ sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables net.ipv4.ip_forward

設定 Control plane node（控制平台） (舊名 Master node)

終於要來設定 Control plane (控制平台) 了，如果有其他教學看到 Master node 的話，
別擔心，指的是同一件事情。

利用 kubeadm init 指令來初始化，並代入這些參數：

$ sudo kubeadm init \
    --control-plane-endpoint=192.168.1.100 \
    --apiserver-advertise-address=192.168.1.100 \
    --node-name k8s-ctrl \
    --apiserver-bind-port=6443 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

參數說明

control-plane-endpoint
指明 Control plane (控制平台) 是哪個網址，這邊設定好目前這台 IP 位址即可，假設為 192.168.1.100
（這設定值可省略）
apiserver-advertise-address
指明 API server 的廣播地址，預設就是 Control plane (控制平台) IP 位址，假設為 192.168.1.100
（這設定值可省略）
node-name
指明 Control plane (控制平台) 的名字，這裡跟主機名稱一致即可。
apiserver-bind-port
指明 Kubernetes API server 的連接埠 (port) 號，預設是 6443，可以依需求變更。
pod-network-cidr
指明 pod 內部網路使用的網段，這邊因為配合 Flannel CNI，請保留 10.244.0.0/16 請不要修改。
cri-socket
指明使用的 CRI 使用 unix:///var/run/cri-dockerd.sock 這設定值 請不要修改。

記錄一下運作的樣子

# kubeadm init \
    --control-plane-endpoint=192.168.1.100 \
    --apiserver-advertise-address=192.168.1.100 \
    --node-name k8s-ctrl \
    --apiserver-bind-port=6443 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

[[init] Using Kubernetes version: v1.28.2
[preflight] Running pre-flight checks
        [WARNING Firewalld]: firewalld is active, please ensure ports [6443 10250] are open or your cluster may not function correctly
        [WARNING Service-Kubelet]: kubelet service is not enabled, please run 'systemctl enable kubelet.service'
[preflight] Pulling images required for setting up a Kubernetes cluster
[preflight] This might take a minute or two, depending on the speed of your internet connection
[preflight] You can also perform this action in beforehand using 'kubeadm config images pull'
W1019 08:18:09.599064    3875 checks.go:835] detected that the sandbox image "registry.k8s.io/pause:3.6" of the container runtime is inconsistent with that used by kubeadm. It is recommended that using "registry.k8s.io/pause:3.9" as the CRI sandbox image.
[certs] Using certificateDir folder "/etc/kubernetes/pki"
[certs] Generating "ca" certificate and key
[certs] Generating "apiserver" certificate and key
[certs] apiserver serving cert is signed for DNS names [kubernetes kubernetes.default kubernetes.default.svc kubernetes.default.svc.cluster.local rk8-ctrl] and IPs [10.96.0.1 192.168.1.100]
[certs] Generating "apiserver-kubelet-client" certificate and key
[certs] Generating "front-proxy-ca" certificate and key
[certs] Generating "front-proxy-client" certificate and key
[certs] Generating "etcd/ca" certificate and key
[certs] Generating "etcd/server" certificate and key
[certs] etcd/server serving cert is signed for DNS names [localhost rk8-ctrl] and IPs [192.168.1.100 127.0.0.1 ::1]
[certs] Generating "etcd/peer" certificate and key
[certs] etcd/peer serving cert is signed for DNS names [localhost rk8-ctrl] and IPs [192.168.1.100 127.0.0.1 ::1]
[certs] Generating "etcd/healthcheck-client" certificate and key
[certs] Generating "apiserver-etcd-client" certificate and key
[certs] Generating "sa" key and public key
[kubeconfig] Using kubeconfig folder "/etc/kubernetes"
[kubeconfig] Writing "admin.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "kubelet.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "controller-manager.conf" kubeconfig file
[kubeconfig] Writing "scheduler.conf" kubeconfig file
[etcd] Creating static Pod manifest for local etcd in "/etc/kubernetes/manifests"
[control-plane] Using manifest folder "/etc/kubernetes/manifests"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-apiserver"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-controller-manager"
[control-plane] Creating static Pod manifest for "kube-scheduler"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[wait-control-plane] Waiting for the kubelet to boot up the control plane as static Pods from directory "/etc/kubernetes/manifests". This can take up to 4m0s
[apiclient] All control plane components are healthy after 6.504831 seconds
[upload-config] Storing the configuration used in ConfigMap "kubeadm-config" in the "kube-system" Namespace
[kubelet] Creating a ConfigMap "kubelet-config" in namespace kube-system with the configuration for the kubelets in the cluster
[upload-certs] Skipping phase. Please see --upload-certs
[mark-control-plane] Marking the node rk8-ctrl as control-plane by adding the labels: [node-role.kubernetes.io/control-plane node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers]
[mark-control-plane] Marking the node rk8-ctrl as control-plane by adding the taints [node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule]
[bootstrap-token] Using token: ktwf96.9mhdqldhpu3ema54
[bootstrap-token] Configuring bootstrap tokens, cluster-info ConfigMap, RBAC Roles
[bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow Node Bootstrap tokens to get nodes
[bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow Node Bootstrap tokens to post CSRs in order for nodes to get long term certificate credentials
[bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow the csrapprover controller automatically approve CSRs from a Node Bootstrap Token
[bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow certificate rotation for all node client certificates in the cluster
[bootstrap-token] Creating the "cluster-info" ConfigMap in the "kube-public" namespace
[kubelet-finalize] Updating "/etc/kubernetes/kubelet.conf" to point to a rotatable kubelet client certificate and key
[addons] Applied essential addon: CoreDNS
[addons] Applied essential addon: kube-proxy

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6 \
        --control-plane

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6

開立防火牆 (TCP 6443, TCP 10250)

你會注意到這次有一些警告需要處理

警告訊息： firewalld 有啟動，請記得開 6443, 10250 連接埠 (port)

[WARNING Firewalld]: firewalld is active, please ensure ports [6443 10250] are open or your cluster may not function correctly

我們就來做開防火牆這件事情

$ sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6443/tcp && \
sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10250/tcp

如果前述 Kubernetes API server 的連接埠 (port) 號有修改的話（也就是 --apiserver-bind-port 參數），
這邊也要同步修改。

記得重新載入它

sudo firewall-cmd --reload

確認防火牆

sudo firewall-cmd --list-all-zones

執行 kubelet 服務

有收到一個警告消息：kubelet 服務沒有啟動

[WARNING Service-Kubelet]: kubelet service is not enabled, please run 'systemctl enable kubelet.service'

執行它即可消除

$ sudo systemctl enable kubelet.service && \
sudo systemctl start kubelet.service

設定 kubectrl 連結

如果沒意外的話，完成之後會看到

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

別太高興，設定還沒完，先把 kubeadm join 語句先存起來備用

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6

然後依照步驟，
若是 root 使用者，

在 .bash_profile 或者 .zsh_profile 設定環境變數

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

若是一般使用者，請依照指令依序設定

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

註：加入 token 是有期限的，如果隔太久沒有整個步驟做完，
或者忘記了、被洗掉了，可以用指令重新生成加入指令

$ kubeadm token create --print-join-command

<Control plane 做> 安裝 Helm 套件管理程式

Helm 是 Kubernetes (k8s) 所使用的套件管理程式，
類似 apt-get 可以方便我們安裝元件，免去一點設定的雷

Helm 只要裝在 Control plane (舊名 Master node) 就可以了

安裝文件
https://helm.sh/docs/intro/install/

從執行檔直接複製

$ wget https://get.helm.sh/helm-v3.13.1-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf helm-v3.13.1-linux-amd64.tar.gz
cp linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

（科技發展迅速，整理的安裝文件有可能會過時，如果有更新版，請參考官方文件）

也可從 Script 安裝

curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 && \
chmod 700 get_helm.sh && \
./get_helm.sh

（科技發展迅速，整理的安裝文件有可能會過時，如果有更新版，請參考官方文件）

二者效果相同，擇一安裝即可。

<Control plane 做> 安裝 Flannel CNI

https://github.com/flannel-io/flannel

使用 Helm 安裝 Flannel，將之安裝在 kube-flannel 的 namespace，可用小弟整理之一鍵安裝指令

Flannel 只要在 Control plane (舊名 Master node) 上面下指令，就會部署到整個叢集。

可以使用以下整理之指令一鍵安裝

$ kubectl create ns kube-flannel && \
kubectl label --overwrite ns kube-flannel pod-security.kubernetes.io/enforce=privileged && \
helm repo add flannel https://flannel-io.github.io/flannel/ && \
helm install flannel --set podCidr="10.244.0.0/16" --namespace kube-flannel flannel/flannel

（科技發展迅速，整理的安裝文件有可能會過時，如果有更新版，請參考官方文件）

指令意思大致為：

建立一個 namespace （命名空間）名叫 kube-flannel
給定 kube-flannel 特權的權限
加入 repo 網址
用 helm 安裝 Flannel

設定 Worker node

這下終於可以設定 Worker node 了

還記得剛剛留下來的指令

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6

什麼？忘記了？

可以用指令重新生成加入指令

$ kubeadm token create --print-join-command

出現 kubeadm join 指令之後，加上指明 cri-socket 就可以執行了

意指加上這行

--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

變成這樣

$ sudo kubeadm join 192.168.1.100:6443 
    --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6 \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

記錄一下運作情形

$ kubeadm join 192.168.1.100:6443 
    --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6 \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

[preflight] Running pre-flight checks
[preflight] Reading configuration from the cluster...
[preflight] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.

這樣就加入叢集了

Troubleshoting

若你看到

[preflight] Running pre-flight checks

然後卡住的話，可以加上 -v=5 得到更 verbose 的內容

$ kubeadm join 192.168.1.100:6443 
    --token cxxxxs.c4xxxxxxxxxxxxd0 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:103d7xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx5b1b6 \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock -v=5

I1019 08:29:40.569229    2362 join.go:412] [preflight] found NodeName empty; using OS hostname as NodeName
[preflight] Running pre-flight checks
I1019 08:29:40.569740    2362 preflight.go:93] [preflight] Running general checks
I1019 08:29:40.569938    2362 checks.go:280] validating the existence of file /etc/kubernetes/kubelet.conf
I1019 08:29:40.570190    2362 checks.go:280] validating the existence of file /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf
I1019 08:29:40.570330    2362 checks.go:104] validating the container runtime
I1019 08:29:40.628420    2362 checks.go:639] validating whether swap is enabled or not
I1019 08:29:40.628538    2362 checks.go:370] validating the presence of executable crictl
I1019 08:29:40.628603    2362 checks.go:370] validating the presence of executable conntrack
I1019 08:29:40.628770    2362 checks.go:370] validating the presence of executable ip
I1019 08:29:40.628809    2362 checks.go:370] validating the presence of executable iptables
I1019 08:29:40.628865    2362 checks.go:370] validating the presence of executable mount
I1019 08:29:40.628925    2362 checks.go:370] validating the presence of executable nsenter
I1019 08:29:40.628980    2362 checks.go:370] validating the presence of executable ebtables
I1019 08:29:40.629025    2362 checks.go:370] validating the presence of executable ethtool
I1019 08:29:40.629060    2362 checks.go:370] validating the presence of executable socat
I1019 08:29:40.629099    2362 checks.go:370] validating the presence of executable tc
I1019 08:29:40.629150    2362 checks.go:370] validating the presence of executable touch
I1019 08:29:40.629212    2362 checks.go:516] running all checks
I1019 08:29:40.639498    2362 checks.go:401] checking whether the given node name is valid and reachable using net.LookupHost
I1019 08:29:40.639703    2362 checks.go:605] validating kubelet version
I1019 08:29:40.704380    2362 checks.go:130] validating if the "kubelet" service is enabled and active
I1019 08:29:40.721619    2362 checks.go:203] validating availability of port 10250
I1019 08:29:40.722091    2362 checks.go:280] validating the existence of file /etc/kubernetes/pki/ca.crt
I1019 08:29:40.722136    2362 checks.go:430] validating if the connectivity type is via proxy or direct
I1019 08:29:40.722196    2362 checks.go:329] validating the contents of file /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
I1019 08:29:40.722316    2362 checks.go:329] validating the contents of file /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
I1019 08:29:40.722358    2362 join.go:529] [preflight] Discovering cluster-info
I1019 08:29:40.722412    2362 token.go:80] [discovery] Created cluster-info discovery client, requesting info from "192.168.1.100:6443"
I1019 08:29:40.723841    2362 token.go:217] [discovery] Failed to request cluster-info, will try again: Get "https://192.168.1.100:6443/api/v1/namespaces/kube-public/configmaps/cluster-info?timeout=10s": dial tcp 192.168.1.100:6443: connect: no route to host

你會看到類似問題字眼

[discovery] Failed to request cluster-info, will try again: Get "https://192.168.1.100:6443/api/v1/namespaces/kube-public/configmaps/cluster-info?timeout=10s": dial tcp 192.168.1.100:6443: connect: no route to host

就是找不到 192.168.1.100:6443，除了 ping 會通之外，可能檢查防火牆有沒有正確開啟。

重設整個叢集

如果整個叢集有其他問題，做爛了，可以用以下方法重新設定

進到每一台 node 裡面，利用 kubeadm reset 重置，記得代入 cri-socket

如下：

$ kubeadm reset -f --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

記錄一下運作情形

$ kubeadm reset -f --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

[preflight] Running pre-flight checks
W1019 08:24:38.813576    2256 removeetcdmember.go:106] [reset] No kubeadm config, using etcd pod spec to get data directory
[reset] Deleted contents of the etcd data directory: /var/lib/etcd
[reset] Stopping the kubelet service
[reset] Unmounting mounted directories in "/var/lib/kubelet"
[reset] Deleting contents of directories: [/etc/kubernetes/manifests /var/lib/kubelet /etc/kubernetes/pki]
[reset] Deleting files: [/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/kubelet.conf /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf /etc/kubernetes/controller-manager.conf /etc/kubernetes/scheduler.conf]

The reset process does not clean CNI configuration. To do so, you must remove /etc/cni/net.d

The reset process does not reset or clean up iptables rules or IPVS tables.
If you wish to reset iptables, you must do so manually by using the "iptables" command.

If your cluster was setup to utilize IPVS, run ipvsadm --clear (or similar)
to reset your system's IPVS tables.

The reset process does not clean your kubeconfig files and you must remove them manually.
Please, check the contents of the $HOME/.kube/config file.

它會提示你，有些防火牆規則並不會完全刪掉

可以刪掉 cni 資料夾來重置

$ rm -rf /etc/cni/net.d

對應文件：
https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-reset/

<Control plane 做> 測試檢查叢集

測試 Kubernetes 是否正常運作，
在 Control plane (控制平台) 裡可以用二個指令觀察一下：

取得所有的 Pods

用 kubectl get pods 指令取得 Pod，加上 -A 代表包含所有 namespace (命名空間)

以下指令就是取得所有的 Pods

$ kubectl get pods -A

取得所有的 pods

$ kubectl get pods -A

NAMESPACE      NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-flannel   kube-flannel-ds-8rtvc              1/1     Running   0          30s
kube-flannel   kube-flannel-ds-9w2vw              1/1     Running   0          30s
kube-flannel   kube-flannel-ds-jdndp              1/1     Running   0          30s
kube-system    coredns-5d78c9869d-df989           1/1     Running   0          4m20s
kube-system    coredns-5d78c9869d-s8ftg           1/1     Running   0          4m19s
kube-system    etcd-k8s-ctrl                      1/1     Running   0          4m35s
kube-system    kube-apiserver-k8s-ctrl            1/1     Running   0          4m33s
kube-system    kube-controller-manager-k8s-ctrl   1/1     Running   0          4m35s
kube-system    kube-proxy-2qrjj                   1/1     Running   0          4m19s
kube-system    kube-proxy-bpk94                   1/1     Running   0          3m51s
kube-system    kube-proxy-mgrjn                   1/1     Running   0          3m57s
kube-system    kube-scheduler-k8s-ctrl            1/1     Running   0          4m36s

你應該要看到：

kube-flannel 的若干個 Pod 為 Running
（若是 Pending 或者 CrashLoopBackOff 可能要除錯）
kube-system （k8s 核心元件）的二個 coredns 的 Pod 為 Running
（若是 Pending 或者 CrashLoopBackOff 可能要除錯）
kube-system （k8s 核心元件）的 etcd 為 Running
kube-system （k8s 核心元件）的 kube-controller-manager 的 Pod 為 Running
kube-system （k8s 核心元件）的 kube-apiserver 的 Pod 為 Running
kube-system （k8s 核心元件）的 kube-scheduler 的 Pod 為 Running
kube-system （k8s 核心元件）的若干個 kube-proxy 的 Pod 為 Running

當然，放在 kube-system 裡面的 Pod 屬於系統保留的，請勿更動修改。

取得所有 nodes （主機節點）

你可以用 kubectl get nodes -A 指令來取得所有運作的 nodes

$ kubectl get nodes -A

NAME        STATUS   ROLES           AGE     VERSION
k8s-ctrl    Ready    control-plane   4m40s   v1.27.1
k8s-node1   Ready    <none>          3m59s   v1.27.1
k8s-node2   Ready    <none>          3m53s   v1.27.1

你應該要看到你的叢集，三台都是 Ready 的

Trobleshoting

若你可能看到這樣的錯誤

# kubectl get node -A

E1019 08:31:28.269393    5101 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E1019 08:31:28.270061    5101 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E1019 08:31:28.271897    5101 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E1019 08:31:28.272478    5101 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E1019 08:31:28.273617    5101 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

有可能是

真的連不上，檢查防火牆 control panel 有沒有開
沒有設定好 kubectl 連線 config
kubelet 沒有正確啟動

可以用以下指令查看每台 kubelet 的細節 log

journalctl -f -u kubelet

最後貼一下所有看得到的 images

control panel

# docker image ls
REPOSITORY                                TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
flannel/flannel                           v0.22.3   e23f7ca36333   4 weeks ago     70.2MB
registry.k8s.io/kube-apiserver            v1.28.2   cdcab12b2dd1   5 weeks ago     126MB
registry.k8s.io/kube-controller-manager   v1.28.2   55f13c92defb   5 weeks ago     122MB
registry.k8s.io/kube-proxy                v1.28.2   c120fed2beb8   5 weeks ago     73.1MB
registry.k8s.io/kube-scheduler            v1.28.2   7a5d9d67a13f   5 weeks ago     60.1MB
flannel/flannel-cni-plugin                v1.2.0    a55d1bad692b   2 months ago    8.04MB
registry.k8s.io/etcd                      3.5.9-0   73deb9a3f702   5 months ago    294MB
registry.k8s.io/coredns/coredns           v1.10.1   ead0a4a53df8   8 months ago    53.6MB
registry.k8s.io/pause                     3.9       e6f181688397   12 months ago   744kB
registry.k8s.io/pause                     3.6       6270bb605e12   2 years ago     683kB

worker node

# docker image ls
REPOSITORY                   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
flannel/flannel              v0.22.3   e23f7ca36333   4 weeks ago    70.2MB
registry.k8s.io/kube-proxy   v1.28.2   c120fed2beb8   5 weeks ago    73.1MB
flannel/flannel-cni-plugin   v1.2.0    a55d1bad692b   2 months ago   8.04MB
registry.k8s.io/pause        3.6       6270bb605e12   2 years ago    683kB

先預祝大家設定順利！

參考資料

https://blog.gtwang.org/linux/centos-7-firewalld-command-setup-tutorial/
https://forum.proxmox.com/threads/kernel-panic-when-creating-vms-centos-9-stream-iso.104656/page-2#post-485684
https://forum.proxmox.com/threads/solved-kernel-panic-on-install-rocky-linux.119841/

安裝地圖

示範的作業系統

服務們

指令們

虛擬機硬體建置

虛擬機作業系統 – RockyLinux

<每台都做> 關掉 swap

確認 swap

<每台都做> 安裝 Docker

驗證 Docker

Docker 版本

<每台都做> 安裝 kubelet、kubeadm、kubectl 三兄弟

<每台都做> 手動編譯安裝 Container Runtime Interface (CRI) – cri-dockerd

驗證 cri-docker

複製虛擬機 (VM)

重新產生 Machine-id

修改 Hostname (主機名稱)

重新設定 ssh，產生全新的 known-host

確認 Machine-id

確認 Hostname

確認網卡 Mac address 位址

<每台都做> 設定主機對應

確認 cgroup drivers 為 systemd

<每台都做> 設定網路雜項值

檢查驗證

設定 Control plane node（控制平台） (舊名 Master node)

開立防火牆 (TCP 6443, TCP 10250)

執行 kubelet 服務

設定 kubectrl 連結

<Control plane 做> 安裝 Helm 套件管理程式

<Control plane 做> 安裝 Flannel CNI

設定 Worker node

Troubleshoting

重設整個叢集

<Control plane 做> 測試檢查叢集

取得所有的 Pods

取得所有 nodes （主機節點）

Trobleshoting

參考資料

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<每台都做> 安裝 `kubelet`、`kubeadm`、`kubectl` 三兄弟