Ansible部署K8s集群的方法

请看下面的详细攻略。

概述

Ansible是一款自动化IT操作工具，可以用它来管理和部署K8s集群。在使用Ansible部署K8s集群时，通常可以包含以下步骤：

• 准备工作环境：安装Ansible软件和其他必要的工具以及配置SSH连接。
• 准备K8s集群主机：为每个节点安装Docker、配置节点IP地址和设置K8s集群参数等。
• 配置主机清单文件：在Ansible主控节点上创建主机清单文件来定义部署环境中的所有主机。
• 创建Ansible任务剧本：编写Ansible playbook文件来定义部署K8s集群的任务。
• 执行部署：使用Ansible执行剧本来部署K8s集群。

准备工作环境

在Ansible主控节点上执行以下步骤：

1. 安装Ansible软件

sudo apt update
sudo apt install ansible

1. 配置SSH连接

使用ssh-keygen命令生成SSH密钥，将公钥复制到所有K8s节点的~/.ssh/authorized_keys文件中。

ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id node1_ip
ssh-copy-id node2_ip
ssh-copy-id node3_ip

准备K8s集群主机

为了安装K8s，我们需要在每个节点上先安装Docker和kubeadm。

1. 安装Docker:

执行以下命令以安装Docker。

sudo apt-get update
sudo apt-get -y install docker.io
sudo systemctl enable docker.service
sudo systemctl start docker.service
sudo systemctl status docker.service

1. 安装Kubeadm

执行以下命令以安装Kubernetes组件。

sudo curl -fsSL https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

1. 初始化K8s master节点

在主节点上执行以下命令以初始化Kubernetes集群。

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sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --apiserver-advertise-address=<master_node_IP>

这里，--pod-network-cidr需要与将要使用的CNI插件匹配，这里使用的是Flannel插件，所以CIDR值为10.244.0.0/16。

1. 加入K8s worker节点

在worker节点上执行以下命令以将其加入到K8s集群中。

sudo kubeadm join <master_node_IP>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

需要将<master_node_IP>, <token> and <hash>替换为实际的值，该命令通常由master节点初始化时输出。

配置主机清单文件

在Ansible主控节点上创建名为hosts的文本文件，该文件描述了K8s集群环境中使用的所有主机。示例如下：

[k8s_master]
192.168.1.100

[k8s_worker]
192.168.1.101
192.168.1.102

这里，[k8s_master]和[k8s_worker]是Ansible中的组名，192.168.1.100,192.168.1.101,192.168.1.102是主机的IP地址。

创建Ansible任务剧本

在Ansible主控节点上，创建名为k8s_deploy.yaml的文件，该文件定义了一系列任务来配置和部署K8s集群。示例如下：

- hosts: k8s_master
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Initialize Kubernetes Cluster
      shell: kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --apiserver-advertise-address=192.168.1.100

    - name: Copy  kubeadm configuration file to k8s worker node
      copy:
        src: /etc/kubernetes/admin.conf
        dest: /home/user/.kube/config
        remote_src: yes
        owner: user
        group: user
        mode: 0644
      delegate_to: "{{ item }}"
      with_items: "{{ groups['k8s_workers'] }}"

    - name: Install Calico Network Addon for Kubernetes
      shell: kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
      become: true

- hosts: k8s_workers
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Join K8s master node
      shell: kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

该任务剧本首先连接到k8s_master主机执行任务，其次通过Kubeadm初始化K8s集群并部署Calico网络插件。接下来，复制Kubernetes ADM客户端配置文件到工作节点以便后续使用。最后创建一个独立的任务，连接到k8s_workers启动工作节点加入K8s集群。

执行部署

在Ansible主控节点上，执行以下命令启动Ansible任务。

ansible-playbook -i hosts k8s_deploy.yaml

Ansible将按照定义的任务剧本依次执行每个任务并将结果输出到控制台。

示例1

假设我们需要部署一个3节点的Kubernetes集群，主节点IP地址为192.168.1.100, 工作节点IP地址为192.168.1.101，192.168.1.102。按照上述攻略，可以执行以下步骤：

1. 在Ansible主控节点上安装Ansible软件和配置SSH连接。
2. 在每个K8s节点上安装Docker以及Kubeadm
3. 在主控节点上创建名为hosts的文件，并编写如下内容：

[k8s_master]
192.168.1.100

[k8s_worker]
192.168.1.101
192.168.1.102

1. 在主控节点上创建名为k8s_deploy.yaml的文件，并编写如下内容：

- hosts: k8s_master
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Initialize Kubernetes Cluster
      shell: kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --apiserver-advertise-address=192.168.1.100

    - name: Copy  kubeadm configuration file to k8s worker node
      copy:
        src: /etc/kubernetes/admin.conf
        dest: /home/user/.kube/config
        remote_src: yes
        owner: user
        group: user
        mode: 0644
      delegate_to: "{{ item }}"
      with_items: "{{ groups['k8s_workers'] }}"

    - name: Install Calico Network Addon for Kubernetes
      shell: kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
      become: true

- hosts: k8s_workers
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Join K8s master node
      shell: kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

1. 在主控节点上执行如下命令，以启动Ansible任务：

ansible-playbook -i hosts k8s_deploy.yaml

示例2

假设现在我们需要升级我们的Kubernetes集群，如添加新的工作节点。按照上述攻略，可以执行以下步骤：

1. 在Ansible主控节点上安装Ansible软件和配置SSH连接。
2. 在每个K8s节点上安装Docker以及Kubeadm
3. 在主控节点上更新名为hosts的文件，并添加新的工作节点IP地址，例如：

[k8s_master]
192.168.1.100

[k8s_worker]
192.168.1.101
192.168.1.102
192.168.1.103

1. 在主控节点上创建名为k8s_deploy.yaml的文件，并执行以下更新：

- hosts: k8s_master
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Initialize Kubernetes Cluster
      shell: kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --apiserver-advertise-address=192.168.1.100

    - name: Copy  kubeadm configuration file to k8s worker node
      copy:
        src: /etc/kubernetes/admin.conf
        dest: /home/user/.kube/config
        remote_src: yes
        owner: user
        group: user
        mode: 0644
      delegate_to: "{{ item }}"
      with_items: "{{ groups['k8s_workers'] }}"

    - name: Install Calico Network Addon for Kubernetes
      shell: kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
      become: true

- hosts: k8s_workers
  become: yes
  gather_facts: yes

  tasks:
    - name: Join K8s master node
      shell: kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

1. 在主控节点上执行如下命令，以启动Ansible任务：

ansible-playbook -i hosts k8s_deploy.yaml

完成后，你会发现新节点已成功加入到了Kubernetes集群中。

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