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## 14.2 使用 kubeadm 部署 Kubernetes：使用 Docker
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`kubeadm` 提供了 `kubeadm init` 以及 `kubeadm join` 这两个命令，作为快速创建 `Kubernetes` 集群的最佳实践。
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> **版本说明**：本文档基于 Kubernetes v1.36 编写。Kubernetes 版本更新较快（约每 4 个月一个新版本），本文档中的第三方工具版本（如 cri-dockerd、flannel）仅为示例，请根据实际需求更新至当前版本。更完整的安装和兼容性说明请以 [Kubernetes 官方文档](https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/) 为准。
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> ⚠️ **强烈提示：Docker 与 Kubernetes 环境的时代分界**
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> 自 Kubernetes v1.24 起，内置的 `dockershim` 组件已被正式移除。这意味着 **Kubernetes 不再将 Docker Engine 作为默认内置的容器运行时**。虽然 Docker 仍然是你本地构建、管理镜像的绝佳工具，但它已不再是 kubelet 的默认运行时选项。
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> 因此，**强烈推荐** 读者直接参考同目录下的《[使用 kubeadm 部署 Kubernetes (CRI 使用 containerd)](14.1_kubeadm.md)》作为主要的部署路线。
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> 本文档保留，主要用于历史环境维护或特殊需求场景：如果你必须在较新的 Kubernetes 集群中继续使用 Docker Engine 作为底层运行时，你必须理解 CRI 层机制，额外部署并配置第三方兼容层 `cri-dockerd`，同时在部署时手动补充 `--cri-socket` 等参数约束。
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### 14.2.1 安装 Docker
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参考[安装 Docker](../03_install/README.md) 一节安装 Docker。
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### 14.2.2 安装并配置 cri-dockerd
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由于 Kubernetes v1.24 移除了内置的 dockershim，需要额外安装 **cri-dockerd** 作为 Docker 与 kubelet 之间的 CRI（Container Runtime Interface）适配层。
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#### Ubuntu/Debian
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```bash
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# 安装 cri-dockerd
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# 注意：v0.3.24 为编写本文档时的最新版本，请根据需要替换为当前版本
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# 参见 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases
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$ cd /tmp
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$ wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.24/cri-dockerd-0.3.24.amd64.tgz
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$ tar xzvf cri-dockerd-0.3.24.amd64.tgz
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$ sudo mv cri-dockerd/cri-dockerd /usr/local/bin/
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# 下载并安装 systemd service 文件
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$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.service
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$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.socket
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$ sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' cri-docker.service
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$ sudo mv cri-docker.service cri-docker.socket /etc/systemd/system/
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# 启动 cri-dockerd
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$ sudo systemctl daemon-reload
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$ sudo systemctl enable cri-docker
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$ sudo systemctl start cri-docker
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# 验证安装
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$ sudo /usr/local/bin/cri-dockerd --version
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```
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#### CentOS/Fedora
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```bash
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# 安装 cri-dockerd
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# 注意：v0.3.24 为编写本文档时的最新版本，请根据需要替换为当前版本
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# 参见 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases
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$ cd /tmp
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$ wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.24/cri-dockerd-0.3.24.amd64.tgz
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$ tar xzvf cri-dockerd-0.3.24.amd64.tgz
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$ sudo mv cri-dockerd/cri-dockerd /usr/local/bin/
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# 下载并安装 systemd service 文件
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$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.service
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$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.socket
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$ sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' cri-docker.service
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$ sudo mv cri-docker.service cri-docker.socket /etc/systemd/system/
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# 启动 cri-dockerd
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$ sudo systemctl daemon-reload
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$ sudo systemctl enable cri-docker
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$ sudo systemctl start cri-docker
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```
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### 14.2.3 安装 **kubelet**、**kubeadm**、**kubectl**
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需要在每台机器上安装以下的软件包：
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#### Ubuntu/Debian
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```bash
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$ K8S_MINOR="v1.36"
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$ sudo apt-get update
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$ sudo apt-get install -y ca-certificates curl gpg
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$ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
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$ curl -fsSL "https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/deb/Release.key" | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
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$ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
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$ echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/deb/ /" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list > /dev/null
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$ sudo apt-get update
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$ sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
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$ sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
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```
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#### CentOS/Fedora
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```bash
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$ K8S_MINOR="v1.36"
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$ cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
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[kubernetes]
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name=Kubernetes
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baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/rpm/
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enabled=1
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gpgcheck=1
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repo_gpgcheck=1
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gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/rpm/repodata/repomd.xml.key
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EOF
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$ sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl
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```
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### 14.2.4 修改内核的运行参数
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#### cgroup v2 要求：必须
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Kubernetes v1.36 默认要求节点使用 cgroup v2。kubelet 在 cgroup v1 节点上默认会拒绝启动，但管理员可以在 kubelet 配置中设置 `failCgroupV1: false` 来兼容 cgroup v1（仅建议用于遗留系统过渡期）。验证节点是否支持 cgroup v2：
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```bash
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$ mount | grep cgroup2
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```
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如果输出包含 `cgroup2`，则系统已支持 cgroup v2。对于仍在使用 cgroup v1 的系统（如较旧的 RHEL 8），建议升级内核或更新系统配置以启用 cgroup v2。
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#### 加载内核模块
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```bash
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$ cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
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overlay
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br_netfilter
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EOF
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$ sudo modprobe overlay
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$ sudo modprobe br_netfilter
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```
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#### swap 设置：现代集群仍建议优先关闭
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在现代 Kubernetes 中，Linux 节点已经支持更细粒度的 swap 行为控制。对于多数 `kubeadm` 教学环境，**优先关闭 swap 仍然是最稳妥的默认做法**，因为这样最接近常见生产基线，也能避免不同发行版和 kubelet 配置差异带来的排障成本。
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如果你明确要在启用 swap 的前提下运行节点，则应额外核对 kubelet 的 `NoSwap` / `LimitedSwap` 配置与当前 Kubernetes 版本文档，而不要把“开着 swap 也能跑”直接当作通用默认路径。
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```bash
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$ sudo swapoff -a
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# 如需永久禁用，可在 /etc/fstab 中注释 swap 对应行
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```
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```bash
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$ cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
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net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
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net.ipv4.ip_forward = 1
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net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
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EOF
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# 应用配置
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$ sysctl --system
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```
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### 14.2.5 配置 kubelet
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为了让 kubelet 正确运行，我们需要对其进行一些必要的配置。
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#### 修改 `kubelet.service`（可选：IPVS 模式）
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> **注意**：kube-proxy 的 IPVS 模式已在 Kubernetes 1.35 中被标记为弃用，并在 **Kubernetes 1.36 中正式移除**。新部署应使用默认的 iptables 模式或 nftables 模式（Kubernetes 1.31+ 可用）。以下 IPVS 配置仅供 1.35 及更早版本的旧环境参考。
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`/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-proxy-ipvs.conf` 写入以下内容
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```bash
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# 启用 ipvs 相关内核模块（已弃用，建议迁移至 nftables）
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[Service]
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ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs
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ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_rr
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ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_wrr
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ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_sh
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```
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执行以下命令应用配置。
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```bash
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$ sudo systemctl daemon-reload
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```
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### 14.2.6 部署
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安装配置完成后，我们将分别在 Master 节点和 Worker 节点上进行部署操作。
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#### master
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```bash
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$ sudo kubeadm init --image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \
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--pod-network-cidr 10.244.0.0/16 \
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--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock \
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--v 5 \
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--ignore-preflight-errors=all
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```
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* `--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock` 参数指定使用 cri-dockerd 作为容器运行时接口。
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* `--pod-network-cidr 10.244.0.0/16` 参数与后续 CNI 插件有关，这里以 `flannel` 为例，若后续部署其他类型的网络插件请更改此参数。
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> 执行可能出现错误，例如缺少依赖包，根据提示安装即可。
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执行成功会输出
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```bash
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...
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[addons] Applied essential addon: CoreDNS
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I1116 12:35:13.270407 86677 request.go:538] Throttling request took 181.409184ms, request: POST:https://192.168.199.100:6443/api/v1/namespaces/kube-system/serviceaccounts
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||
I1116 12:35:13.470292 86677 request.go:538] Throttling request took 186.088112ms, request: POST:https://192.168.199.100:6443/api/v1/namespaces/kube-system/configmaps
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[addons] Applied essential addon: kube-proxy
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Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!
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To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
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mkdir -p $HOME/.kube
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sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
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sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
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You should now deploy a pod network to the cluster.
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Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
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https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/
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Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
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kubeadm join 192.168.199.100:6443 --token cz81zt.orsy9gm9v649e5lf \
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--discovery-token-ca-cert-hash sha256:5edb316fd0d8ea2792cba15cdf1c899a366f147aa03cba52d4e5c5884ad836fe
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```
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#### node 工作节点
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在 **另一主机** 重复 **部署** 小节以前的步骤，安装配置好 kubelet。根据提示，加入到集群。
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```bash
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$ kubeadm join 192.168.199.100:6443 --token cz81zt.orsy9gm9v649e5lf \
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--discovery-token-ca-cert-hash sha256:5edb316fd0d8ea2792cba15cdf1c899a366f147aa03cba52d4e5c5884ad836fe \
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--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock
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```
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### 14.2.7 查看服务
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所有服务启动后，查看本地实际运行的 Docker 容器。这些服务大概分为三类：主节点服务、工作节点服务和其它服务。
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#### 主节点服务
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* `apiserver` 是整个系统的对外接口，提供 RESTful 方式供客户端和其它组件调用；
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* `scheduler` 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上；
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* `controller-manager` 负责管理控制器，包括 endpoint-controller (刷新服务和 pod 的关联信息) 和 replication-controller (维护某个 pod 的复制为配置的数值)。
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#### 工作节点服务
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* `proxy` 为 pod 上的服务提供访问的代理。
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#### 其它服务
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* Etcd 是所有状态的存储数据库；
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### 14.2.8 使用
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将 `/etc/kubernetes/admin.conf` 复制到 `~/.kube/config`
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执行 `$ kubectl get all -A` 查看启动的服务。
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由于未部署 CNI 插件，CoreDNS 未正常启动。如何使用 Kubernetes，请参考后续章节。
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### 14.2.9 部署 CNI
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这里以 `flannel` 为例进行介绍。
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#### flannel
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检查 podCIDR 设置
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```bash
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$ kubectl get node -o yaml | grep CIDR
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# 输出
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podCIDR: 10.244.0.0/16
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podCIDRs:
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```
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```bash
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# 注意：v0.28.2 为编写本文档时的最新版本，请根据需要替换为当前版本
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# 参见 https://github.com/flannel-io/flannel/releases
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$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.28.2/Documentation/kube-flannel.yml
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```
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### 14.2.10 master 节点默认不能运行 pod
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如果用 `kubeadm` 部署一个单节点集群，默认情况下无法使用，请执行以下命令解除限制
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```bash
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$ kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/control-plane-
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# 较旧版本使用 master taint
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# $ kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-
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# 恢复默认值
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# $ kubectl taint nodes NODE_NAME node-role.kubernetes.io/control-plane=true:NoSchedule
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...
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```
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