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install-k8s/README.md
2020-11-23 13:39:45 +09:00

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# k8s-master 설치 가이드
※ [듀얼 스택 클러스터 구축을 위한 k8s-master 설치 가이드](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/blob/master/K8S_Master/README_dualstack.md)
## 구성 요소 및 버전
* cri-o (v1.17.4)
* kubeadm, kubelet, kubectl (v1.17.6)
* k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6
* k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6
* k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6
* k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6
* k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
* k8s.gcr.io/pause:3.1
* k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
## Prerequisites
## 폐쇄망 설치 가이드
1. **폐쇄망에서 설치하는 경우** 아래 가이드를 참고 하여 image registry를 먼저 구축한다.
* https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/Image_Registry
2. 사용하는 image repository에 k8s 설치 시 필요한 이미지를 push한다.
* 작업 디렉토리 생성 및 환경 설정
```bash
$ mkdir -p ~/k8s-install
$ cd ~/k8s-install
```
* 외부 네트워크 통신이 가능한 환경에서 필요한 이미지를 다운받는다.
```bash
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
$ sudo docker pull k8s.gcr.io/pause:3.1
```
![image](figure/dockerimages.PNG)
* docker image를 tar로 저장한다.
```bash
$ sudo docker save -o kube-proxy.tar k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6
$ sudo docker save -o kube-controller-manager.tar k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6
$ sudo docker save -o etcd.tar k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
$ sudo docker save -o coredns.tar k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
$ sudo docker save -o kube-scheduler.tar k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6
$ sudo docker save -o kube-apiserver.tar k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6
$ sudo docker save -o pause.tar k8s.gcr.io/pause:3.1
```
![image](figure/dockersave.PNG)
3. 위의 과정에서 생성한 tar 파일들을 폐쇄망 환경으로 이동시킨 뒤 사용하려는 registry에 이미지를 push한다.
```bash
$ sudo docker load -i kube-apiserver.tar
$ sudo docker load -i kube-scheduler.tar
$ sudo docker load -i kube-controller-manager.tar
$ sudo docker load -i kube-proxy.tar
$ sudo docker load -i etcd.tar
$ sudo docker load -i coredns.tar
$ sudo docker load -i pause.tar
```
![image](figure/dockerload.PNG)
```bash
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/coredns:1.6.5 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6
$ sudo docker tag k8s.gcr.io/pause:3.1 ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/pause:3.1
```
![image](figure/tag.PNG)
```bash
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.17.6
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.17.6
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.17.6
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/etcd:3.4.3-0
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/coredns:1.6.5
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.17.6
$ sudo docker push ${REGISTRY}/k8s.gcr.io/pause:3.1
```
![image](figure/push.PNG)
```bash
$ curl ${REGISTRY}/v2/_catalog
```
![image](figure/check.PNG)
* 비고 :
* 위 내용은 2개이상의 마스터 구축시 마스터 1개에서만 진행한다.
## Install Steps
0. [환경 설정](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step0-%ED%99%98%EA%B2%BD-%EC%84%A4%EC%A0%95)
1. [cri-o 설치](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step-1-cri-o-%EC%84%A4%EC%B9%98)
2. [kubeadm, kubelet, kubectl 설치](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step-2-kubeadm-kubelet-kubectl-%EC%84%A4%EC%B9%98)
3. [kubernetes cluster 구성](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step-3-kubernetes-cluster-%EA%B5%AC%EC%84%B1)
3-1. [kubernetes cluster 구성(master 다중화)](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step-3-1-kubernetes-cluster-%EB%8B%A4%EC%A4%91%ED%99%94-%EA%B5%AC%EC%84%B1%EC%9D%84-%EC%9C%84%ED%95%9C-keepalived-%EC%84%A4%EC%B9%98)
## Step0. 환경 설정
* 목적 : `k8s 설치 진행을 위한 os 환경 설정`
* 순서 :
* os hostname을 설정한다.
```bash
sudo hostnamectl set-hostname k8s-master
```
* hostname과 ip를 등록한다.
* sudo vi /etc/hosts
```bash
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.22.5.2 k8s-master
```
* 방화벽(firewall)을 해제한다.
```bash
sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
```
* 스왑 메모리를 비활성화 한다.
```bash
sudo swapoff -a
```
* 스왑 메모리 비활성화 영구설정
* sudo vi /etc/fstab
```bash
swap 관련 부분 주석처리
# /dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0
```
![image](figure/fstab.PNG)
* SELinux 설정을 해제한다.
```bash
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
```
* crio 사용 전 환경 설정
```bash
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter
sudo cat << "EOF" | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF
sudo sysctl --system
```
## Step 1. cri-o 설치
* 목적 : `k8s container runtime 설치`
* 순서 :
* cri-o를 설치한다.
* (폐쇄망) 아래 주소를 참조하여 패키지 레포를 등록 후 crio를 설치한다.
* https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/Package#step-1-local-repository-%EA%B5%AC%EC%B6%95
```bash
sudo yum -y install cri-o
sudo systemctl enable crio
sudo systemctl start crio
```
* (외부망) crio 버전 지정 및 레포를 등록 후 crio를 설치한다.
```bash
VERSION=1.17
sudo curl -L -o /etc/yum.repos.d/devel:kubic:libcontainers:stable.repo https://download.opensuse.org/repositories/devel:kubic:libcontainers:stable/CentOS_7/devel:kubic:libcontainers:stable.repo
sudo curl -L -o /etc/yum.repos.d/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:${VERSION}.repo https://download.opensuse.org/repositories/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:${VERSION}/CentOS_7/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:${VERSION}.repo
sudo yum -y install cri-o
sudo systemctl enable crio
sudo systemctl start crio
```
* cri-o 설치를 확인한다.
```bash
sudo systemctl status crio
rpm -qi cri-o
```
![image](figure/rpm.PNG)
* 비고 :
* 추후 설치예정인 network plugin과 crio의 가상 인터페이스 충돌을 막기위해 cri-o의 default 인터페이스 설정을 제거한다.
```bash
sudo rm -rf /etc/cni/net.d/100-crio-bridge.conf
sudo rm -rf /etc/cni/net.d/200-loopback.conf
```
* 폐쇄망 환경에서 private registry 접근을 위해 crio.conf 내용을 수정한다.
* insecure_registry, registries, plugin_dirs 내용을 수정한다.
* sudo vi /etc/crio/crio.conf
* registries = ["{registry}:{port}" , "docker.io"]
* insecure_registries = ["{registry}:{port}"]
* plugin_dirs : "/opt/cni/bin" 추가
* (폐쇄망) pause_image : "k8s.gcr.io/pause:3.1" 을 "{registry}:{port}/k8s.gcr.io/pause:3.1" 로 변경
![image](figure/crio_config.PNG)
* pid cgroup의 max pid limit 설정이 필요한 경우 pids_limit 개수를 수정한다.
* default : pids_limit = 1024
* 시스템의 제한값인 `/proc/sys/kernel/pid_max`의 값 이하로 설정한다.
```bash
pids_limit = 32768
```
* registries.conf 내용을 수정한다.
* sudo vi /etc/containers/registries.conf
```bash
unqualified-search-registries = ['registry.fedoraproject.org', 'registry.access.redhat.com', 'registry.centos.org', 'docker.io', '{registry}:{port}']
ex) unqualified-search-registries = ['registry.fedoraproject.org', 'registry.access.redhat.com', 'registry.centos.org', 'docker.io', '172.22.5.2:5000']
```
* crio를 재시작 한다.
```bash
sudo systemctl restart crio
```
## Step 2. kubeadm, kubelet, kubectl 설치
* 목적 : `Kubernetes 구성을 위한 kubeadm, kubelet, kubectl 설치한다.`
* 순서:
* CRI-O 메이저와 마이너 버전은 쿠버네티스 메이저와 마이너 버전이 일치해야 한다.
* (폐쇄망) kubeadm, kubectl, kubelet 설치 (v1.17.6)
```bash
sudo yum install -y kubeadm-1.17.6-0 kubelet-1.17.6-0 kubectl-1.17.6-0
sudo systemctl enable kubelet
```
* (외부망) 레포 등록 후 kubeadm, kubectl, kubelet 설치 (v1.17.6)
```bash
sudo cat << "EOF" | sudo tee -a /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
sudo yum install -y kubeadm-1.17.6-0 kubelet-1.17.6-0 kubectl-1.17.6-0
sudo systemctl enable kubelet
```
## Step 3. kubernetes cluster 구성
* 목적 : `kubernetes master를 구축한다.`
* 순서 :
* 쿠버네티스 설치시 필요한 kubeadm-config를 작성한다.
* vi kubeadm-config.yaml
```bash
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
advertiseAddress: {api server IP}
bindPort: 6443
nodeRegistration:
criSocket: /var/run/crio/crio.sock
---
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.17.6
controlPlaneEndpoint: {endpoint IP}:6443
imageRepository: {registry}/k8s.gcr.io
networking:
serviceSubnet: 10.96.0.0/16
podSubnet: {POD_IP_POOL}/16
---
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
cgroupDriver: systemd
```
* kubernetesVersion : kubernetes version
* advertiseAddress : API server IP ( master IP )
* 해당 master 노드의 IP
* controlPlaneEndpoint : endpoint IP ( master IP or virtual IP) , port는 반드시 6443으로 설정
* 1개의 마스터 : master IP , 2개 이상의 마스터 구축시 : virtual IP
* serviceSubnet : "${SERVICE_IP_POOL}/${CIDR}"
* podSubnet : "${POD_IP_POOL}/${CIDR}"
* imageRepository : "${registry} / docker hub name"
* cgroupDriver: cgroup driver systemd 변경
* kubeadm init (2개 이상 마스터 구축시에는 아래 가이드 참조)
```bash
sudo kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml
```
* 마스터 다중화 진행시 아래 마스터 다중화 가이드로 설치를 진행한다.
* [마스터 다중화 가이드](https://github.com/tmax-cloud/hypercloud-install-guide/tree/master/K8S_Master#step-3-1-kubernetes-cluster-%EB%8B%A4%EC%A4%91%ED%99%94-%EA%B5%AC%EC%84%B1%EC%9D%84-%EC%9C%84%ED%95%9C-keepalived-%EC%84%A4%EC%B9%98)
![image](figure/kubeinit.PNG)
* kubernetes config
```bash
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```
![image](figure/success.PNG)
* 확인
```bash
kubectl get nodes
```
![image](figure/nodes.PNG)
```bash
kubectl get pods -A -o wide
```
![image](figure/pods.PNG)
* 비고 :
* master에도 pod 스케줄을 가능하게 하려면 master taint를 제거한다
```bash
kubectl taint node [master hostname] node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-
ex) kubectl taint node k8s- node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-
```
## Step 3-1. kubernetes cluster 다중화 구성을 위한 Keepalived 설치
* 목적 : `K8S cluster의 Master 다중화 구성을 위한 Keepalived를 설치 및 설정한다`
* 순서 :
* Keepalived 설치
```bash
sudo yum install -y keepalived
```
* Keepalived 설정
```bash
sudo vi /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_instance VI_1 {
state {MASTER or BACKUP}
interface {network interface}
virtual_router_id {virtual router id}
priority {priority}
advert_int 1
nopreempt
authentication {
auth_type PASS
auth_pass $ place secure password here.
}
virtual_ipaddress {
{VIP}
}
}
```
![image](figure/keepalived.PNG)
* interface : network interface 이름 확인 (ip a 명령어로 확인) ex) enp0s8
* state : master or backup으로 설정, 하나의 master에만 master를 설정하고 나머지 master에는 backup으로 설정
* priority : Master 우선순위
* priority 값이 높으면 최우선적으로 Master 역할 수행
* 각 Master마다 다른 priority 값으로 수정
* ex) master1 priority 100, master2 priority 99, master3 priority 98
* virtual_ipaddress : virtual ip(VIP) 설정
* virtual_router_id : vritual router id ex) 50
* keepalived 재시작 및 상태 확인
```bash
sudo systemctl restart keepalived
sudo systemctl enable keepalived
sudo systemctl status keepalived
```
* network interface 확인
```bash
ip a
```
* 설정한 VIP 확인 가능, 여러 마스터 중 하나만 보임.
* inet {VIP}/32 scope global eno1
![image](figure/ipa.PNG)
## Step 3-2. docker 설치 및 설정
* 목적 : `구성한 docker registry에 접근을 위해 docker를 설치한다.`
* 생성 순서 :
* 다른 구성하는 마스터에 docker를 설치한다.
```bash
$ sudo yum install -y docker-ce
$ sudo systemctl start docker
$ sudo systemctl enable docker
```
* docker damon에 insecure-registries를 등록한다.
* sudo vi /etc/docker/daemon.json
```bash
{
"insecure-registries": ["{IP}:5000"]
}
```
* docker를 재실행하고 status를 확인한다.
```bash
$ sudo systemctl restart docker
$ sudo systemctl status docker
```
## Step 3-3. kubernetes cluster 다중화 구성 설정
* 목적 : `K8S cluster의 Master 다중화를 구성한다`
* 순서 :
* kubeadm-config.yaml 파일로 kubeadm 명령어 실행한다.
* Master 다중구성시 --upload-certs 옵션은 반드시 필요.
* join 시에 --cri-socket=/var/run/crio/crio.sock 옵션을 추가하여 실행한다.
```bash
sudo kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs
sudo kubeadm join {IP}:{PORT} --token ~~ discovery-token-ca-cert-hash --control-plane --certificate-key ~~ --cri-socket=/var/run/crio/crio.sock (1)
sudo kubeadm join {IP}:{PORT} --token ~~ discovery-token-ca-cert-hash --cri-socket=/var/run/crio/crio.sock (2)
```
![image](figure/master2.PNG)
* 해당 옵션은 certificates를 control-plane으로 upload하는 옵션
* 해당 옵션을 설정하지 않을 경우, 모든 Master 노드에서 key를 복사해야 함
* Master 단일구성과는 다르게, --control-plane --certificate-key 옵션이 추가된 명령어가 출력됨
* (1)처럼 Master 다중구성을 위한 hash 값을 포함한 kubeadm join 명령어가 출력되므로 해당 명령어를 복사하여 다중구성에 포함시킬 다른 Master에서 실행
* (2)처럼 Worker의 join을 위한 명령어도 출력되므로 Worker 노드 join시 사용, crio 사용시 --cri-socket 옵션 추가
```bash
sudo kubeadm join 172.22.5.2:6443 --token 2cks7n.yvojnnnq1lyz1qud \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:efba18bb4862cbcb54fb643a1b7f91c25e08cfc1640e5a6fffa6de83e4c76f07 \ --control-plane --certificate-key f822617fcbfde09dff35c10e388bc881904b5b6c4da28f3ea8891db2d0bd3a62 --cri-socket=/var/run/crio/crio.sock
```
* kubernetes config
```bash
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```
## Delete Steps