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使用 Virtualbox 安装部署 Kubernetes 集群（一）

Kubernetes 集群的部署是我们学习 Kubernetes的最大阻碍，本节将从 Virtualbox 安装 CentOS8 开始，一步步搭建一套包含单台 Master 节点和三台 Worker 节点的完整的 Kubernetes 集群。

Tips： Kubernetes集群的搭建需要宿主机有 8G 及以上内存和 50G 以上的磁盘空间。

1. 下载/更新虚拟机 Virtualbox​

如果之前的读者没有使用虚拟机，这里请先打开下载页，下载符合自己系统的虚拟机工具。

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已安装的用户，也请尽量升级自己的虚拟机版本，尤其对于Windows10的系统，最好将虚拟机升级到比较新的6.1版本，可以避免很多bug。

3. 下载CentOS8 镜像​

我们使用阿里云的开源镜像站获取最新的 CentOS8 镜像，注意选择以x86_64-boot.iso结尾的镜像。

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2. 虚拟机安装前设定​

CentOS8 虚拟机需要：

  • 2GB 内存；
  • 2核心 CPU；
  • 20GB 硬盘；
  • 使用CentOS8安装镜像；
  • 桥接网络。

详细步骤​

打开 Virutalbox，新建虚拟机：

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进入专家模式

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这里将虚拟机名称设为 master-1 以便标记区分，将内存设为 2048M：

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点击创建，将硬盘文件大小改为 20GB，设定动态分配，然后点击创建完成初步设定。

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在新建好的虚拟机 master-1 上右键设置：

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在设置页的系统设定中，配置处理器数量为2：

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设定以下载好的 CentOS8 镜像启动虚拟机：

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配置网络连接方式为桥接网卡，下面的网卡选择当前操作系统网络连接正在使用的、可以连接外网的网卡。

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设定结束后，点击OK。

4. 安装 CentOS8​

在安装过程中，我们需要设定：

  1. 英文环境；
  2. 联通网络；
  3. 软件源；
  4. 自定义分区策略，只保留一个分区/,设定为ext4文件系统（注意一定不要swap交换分区，否则需要在系统中手动关闭）；
  5. minimal 最小化安装；
  6. 关闭 Kdump；
  7. 东八区（上海时区）；
  8. root 账户密码；
  9. 安装完成后移除光驱。

详细步骤：​

这里以 Windows 下的 Virutalbox 为例，Linux、macOS 的下的操作与它几乎一致。

在master-1上右键，选择正常启动。

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使用光标选择 Install CentOS Linux 8，回车确认

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引导加载过后，出现安装界面，这里我们使用默认的英文环境，不要更改，直接点击Continue。

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配置网络，选择Network & Host Name

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将网卡连接的 off变更为on,然后点击左上角的Done

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配置安装源，选择 Installation Source

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选择https://，在地址栏中填入mirrors.aliyun.com/centos/8/BaseOS/x86_64/os/。URL type 选择 repository URL，然后点击左上角的 Done 完成设定。

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设定安装硬盘与分区，点击 Installation Dest：

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点击要安装 CentOS8 的硬盘，注意有个小对号才表示选中安装到此硬盘。

点击下方的 Custom，我们将自定义分区，然后点击左上角的Done。

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分区方案选择Standard Partition，然后点击加号：

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挂载点 Mount Point 选择 /, 大小设定为20 GB， 然后点击 Add mount point：

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将这个分区的文件系统设定为ext4，然后点击左上角的Done完成设定。

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第一次点击Done会出现警告，不要理会，再点一次Done：

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展示磁盘分区变更，点击 Accept Changes 保存我们自定义的分区操作。

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选择Software Selection：

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选择Minimal最小化安装。

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点击KDUMP：

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取消 Enable Kdump前的勾选，然后点击左上角Done：

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点击Time & Date设定时区：

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点击地图上长三角的位置，或者手动选择 Region:Asia, City:Shanghai，然后点击左上角的Done：

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点击 Begin Installation开始安装：

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在安装界面中点击Root Password，设定 Root 账户密码：

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如果密码太弱，安装程序会进行提示，需要再点击一次 Done 确认使用弱密码。

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我们不准备使用 root 以外的账户，等待几分钟完成安装，提示可以重启。这里不要点击 reboot，鼠标脱离虚拟机（Windows下默认按 右Ctrl 键），直接关闭master-1虚拟机。

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回到 virtualbox 管理控制台，将 master-1 的光驱直接移除。然后点击ok。

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再次正常启动 master-1 虚拟机，稍等片刻，进入登录终端，使用root账号和之前设定的密码完成登录。

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输入 ip a命令查看虚拟机的分配到的IP地址。这里拿到的IP为192.168.1.12。

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5. 安装 Docker 和 Kubernetes 相关工具​

接下来我们将在这台 master-1 虚拟机中，安装 docker、kubeadm、kubelete、kubectl 等工具。我们将在宿主机侧，用终端工具 ssh 进入虚拟机操作。

5.1 启动终端​

windows环境​

对于 Windows 用户，建议先安装 cmder 终端命令行工具。

打开下载页面下载压缩包，放到合适的地方解压。

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进入解压后的目录，双击 Cmder.exe 启动终端。

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*nix 环境​

对于 Linux 和 macOS 用户，请打开自己惯用的终端工具。

5.2 安装Docker 与 K8s​

使用 ssh 命令登录 master-1 虚拟机终端。

ssh root@192.168.1.12 输入密码后登录：

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接下来我们来安装 Docker 、Kubernetes 运行环境。

Tips：可以将这些命令保存到install.sh中，然后执行 sh ./install.sh安装。

操作步骤如下

# 将CentOS8 的软件源更换成国内的阿里源
rm -fr /etc/yum.repos.d/*
dnf config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-8.repo
# 添加 docker软件源
dnf config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 添加 Kubernetes 软件源
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=0
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

# 更新软件
dnf update
# 安装Docker相关依赖
dnf install -y https://download.docker.com/linux/centos/7/x86_64/edge/Packages/containerd.io-1.2.13-3.2.el7.x86_64.rpm
# 获取阿里云k8s镜像源对应的版本
 version=`curl -s https://github.com/AliyunContainerService/k8s-for-docker-desktop/blob/master/images.properties|grep kube-apiserver:v|awk -F kube-apiserver:v '{print $2}'|awk -F '<' '{print $1}'`
echo $version > .k8s.version
# 安装 Docker 和 k8s 工具
dnf install -y docker-ce kubeadm-$version kubectl-$version kubelet-$version tc

# 关闭 Selinux
setenforce 0
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
# 关闭并禁用firewalld
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
# 设定iptables规则
iptables -P INPUT ACCEPT
iptables -F
# 设定允许ipv4路由转发
echo "net.ipv4.ip\_forward = 1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
sysctl -p
# 设定 Docker cgroup 驱动模式为 systemd
mkdir /etc/docker
cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json
{
    "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

# 设定docker kubelet开机自启
systemctl enable docker
systemctl enable kubelet

执行docker --version与kubeadm version确认安装完成。

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6. 小结​

至此，第一部分操作结束，master-1 虚拟机上已经安装好必要的工具，下一节我们开始部署 Kubernetes集群。