基于Kylin V10 SP3部署KubeEdge-v1.18.0环境

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Prometheus
     上海
    阅读 11 分钟
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    前言

    在物联网（IoT）领域，边缘计算的应用日益广泛，KubeEdge作为Kubernetes的扩展项目，为边缘设备提供了高效、可扩展的管理能力。Kylin V10 SP3作为国产操作系统，以其稳定性和安全性在各类场景中得到广泛使用。本文将详细介绍如何在Kylin V10 SP3上部署KubeEdge-v1.18.0版本。

    本篇博客将基于 Kylin V10 SP3 部署 KubeEdge-v1.18.0 环境，并通过实际操作搭建一个完整的云边协同集群。通过本次部署，读者可以深入了解 KubeEdge 的架构设计及其在边缘计算中的应用。（读者可以先阅读基于Ubuntu22.04部署KubeEdge-v1.18.0环境，本文将展现Kylin和Ubuntu不同部署细节。）

    集群介绍

    KubeEdge 的架构分为云端和边缘两部分：

    • CloudCore：运行在云端，负责管理边缘节点、设备与应用的生命周期，并与 Kubernetes API Server 进行通信。
    • EdgeCore：运行在边缘设备上，负责与 CloudCore 进行交互，同时执行本地的计算任务与设备管理。

    准备工作

    在开始部署之前，我们需要确保以下环境和资源准备就绪：

    1. Kylin V10 SP3 系统：确保云端和边缘节点均运行 Kylin，并进行基础的系统更新与配置。
    2. Kubernetes 集群：在云端部署一个 Kubernetes 集群以管理边缘节点，推荐使用 kubeadm 进行初始化。
    3. 网络环境：确保云端与边缘节点之间的网络互通，以便边缘节点能够顺利访问云端的 CloudCore。
    4. Containerd 容器运行时：在云端和边缘节点上使用 Containerd 作为容器运行时，以支持 KubeEdge 组件的运行。

    集群配置信息

    序号CPU（核）内存（G）硬盘（G）定位主机名IP
    14850masterk8s-master01192.168.148.200
    24850workerk8s-worker01192.168.148.201
    32450edgenodeedgenode-01192.168.148.202

    接下来，我们将介绍如何逐步完成 KubeEdge-v1.18.0 的部署和配置，并确保集群顺利运行。

    1. Kylin V10 SP3 环境创建

    在开始部署 KubeEdge-v1.18.0 之前，需要确保云端和边缘节点运行在麒麟操作系统上。具体的安装和配置步骤可以参考以下视频：

    1. 安装银河麒麟桌面系统V10【详细图文教程】

    根据上述文章完成基本操作后，开始对三台主机进一步调整相关配置。

    1.1 网络配置

    vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

# 除了IPADDR和GATEWAY需要根据情况修改，其它设置可直接复制。
# 虚拟机网关NAT模式下一般以“.2”结尾，具体设置可在虚拟机网络编辑器中查看。
# set PROXY_METHOD=none
# set IPADDR=192.168.148.200(本机IP)
# set PREFIX=24
# set GATEWAY=192.168.148.2
# set DNS1=119.29.29.29
# set DNS2=8.8.8.8

nmcli c
nmcli c reload
nmcli c up ens33

    1.2 设置系统主机名及Host文件

    # edgenode不需要设置
sudo cat << EOF >> /etc/hosts
192.168.148.200 k8s-master01
192.168.255.201 k8s-worker01
EOF
    # 在对应的节点分别执行
sudo hostnamectl set-hostname k8s-master01
sudo hostnamectl set-hostname k8s-worker01

    1.3 更新yum

    sudo yum update -y

    1.4 禁用iptables和firewalld服务

    systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

systemctl stop iptables
systemctl disable iptables

    1.5 禁用selinux

    # 永久关闭
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

# 临时关闭
setenforce 0

    1.6 禁用swap分区

    # 永久关闭，将带有“swap”的行注释
vim /etc/fstab

    # 临时关闭
swapoff -a

    1.7 调整内核参数

    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

# 依次执行下面命令
sysctl -p
modprobe br_netfilter
lsmod | grep br_netfilter

    1.8 配置 ipvs 功能

    # 安装ipset和ipvsadm
yum install ipset ipvsadmin -y
#如果提示No package ipvsadmin available.需要使用
yum install ipvsadm

# 添加需要加载的模块写入脚本文件
cat <<EOF > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

# 为脚本文件添加执行权限
chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 执行脚本文件
/bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 查看对应的模块是否加载成功
lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

    1.9 重启

    reboot

    2. 安装容器运行时Containerd

    在部署 KubeEdge 环境时，容器运行时是至关重要的组件。Containerd 是一个轻量级的容器运行时，它与 Kubernetes 紧密集成，并且在边缘计算场景中表现稳定。建议在 KubeEdge 的高版本中使用 Containerd 作为容器运行时，因为它提供了更好的性能和可靠性。
    这部分内容在Ubuntu、Kylin乃至于其它类CentOS系统中，基本是通用的，可以作为通用的部署流程参考。

    2.1 更新yum包

    sudo yum update -y

    2.2 安装Containerd

    curl -LO https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.13/cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz

# 解压到根目录
sudo tar -zxvf cri-containerd-cni-1.7.13-linux-amd64.tar.gz -C /

# 查看Containerd版本
containerd -v

    2.3 配置Containerd

    # 创建配置文件目录
sudo mkdir /etc/containerd

# 创建配置文件
containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml

# 修改配置文件
sudo vi /etc/containerd/config.toml

# 将sandbox_image 值修改为 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9
# 将SystemdCgroup 值修改为 true

    2.4 启动并设置开机自启

    sudo systemctl enable --now containerd

    3. 安装Kubernetes 1.29

    3.1 安装依赖

    cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.29/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.29/rpm/repodata/repomd.xml.key
exclude=kubelet kubeadm kubectl cri-tools kubernetes-cni
EOF

yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
systemctl enable --now kubelet

    3.2 Master初始化

    # 如果init时出现镜像拉取失败的error，可以使用如下命令拉取镜像后init
# kubeadm config images pull --kubernetes-version=v1.29.9
# kubeadm reset
kubeadm init --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.29.9 \
--apiserver-advertise-address=192.168.148.200 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--v=5

    3.3 Master后续操作

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

    注：如果在3.3和3.4中出现如下错误“/proc/sys/net/ipv4/ip_forward contents are not set to 1”，则参考博文配置K8S出现以下错误“/proc/sys/net/ipv4/ip_forward contents are not set to 1

    3.4 Worker加入集群

    kubeadm join 192.168.148.200:6443 --token 0grr01.zbqxdtmuc5qd9d05 \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7942fdfd7e7e47318bc1b31f7ad8c1a05162b2292e706ad4c6c4b128abaa8e0b


    如果忘记令牌，可以在master上重新执行打印命令

    kubeadm token create --print-join-command

    3.5 安装网络插件

    3.5.1 Flannel网络插件
    # 这里下载好kube-flannel.yml后，需要修改Network和image配置
wget https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

    kube-flannel.yml 中的 Network 与 kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 一致，否则修改。

    docker.io需要修改为docker.m.daocloud.io

    kubectl apply -f kube-flannel.yml
    3.5.2 Calico网络插件
    # 这里下载好tigera-operator.yaml和custom-resources.yaml后，需要修改Network和image配置
kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.28.1/manifests/tigera-operator.yaml

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.28.1/manifests/custom-resources.yaml

watch kubectl get pods -n calico-system

    custom-resources.yaml 中的 cidr 与 kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 一致，否则修改。

    quay.io需要修改为quay.m.daocloud.io

    # 查找image镜像
grep 'image:' tigera-operator.yaml

# 修改镜像地址
sed -i 's|image: quay.io/tigera/operator:v1.34.3|image: quay.m.daocloud.io/tigera/operator:v1.34.3|g' tigera-operator.yaml

    至此，k8s集群告一段落！！！

    4. 部署KubeEdge-v1.18.0 Cloudcore

    4.1 部署MetalLB

    # kube-proxy默认使用的是iptables转发模式，在大规模集群中，建议改为ipvs。如果当前转发模式是ipvs，启用严格的 ARP。
kubectl edit configmap -n kube-system kube-proxy

# 修改strictARP，将其改为true
# 修改mode，将其改为ipvs

kubectl rollout restart daemonset/kube-proxy -n kube-system

# 创建 MetalLB 命名空间
kubectl create namespace metallb-system

# 安装MetalLB
curl https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.14.5/config/manifests/metallb-native.yaml -O
kubectl apply -f metallb-native.yaml

# 配置 MetalLB
kubectl apply -f advertise.yaml
kubectl apply -f ip-pool.yaml


    4.2 master安装keadm

    wget https://github.com/kubeedge/kubeedge/releases/download/v1.18.0/keadm-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz

tar -zxvf keadm-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz
cd keadm-v1.18.0-linux-amd64/keadm/
cp keadm /usr/sbin/

    4.3 安装Cloudcore

    由于网络问题，使用keadm init初始化的时候拉取‘docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0’往往会失败，这个时候需要手动拉取‘docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0’镜像并导入Kubernetes相关的 containerd命名空间（默认使用k8s.io）中，需要注意的是由于我们并不清楚init时Cloudcore会布在哪个节点上，所以最好所有节点都进行此操作。（cloudcore对应版本镜像地址：https://docker.aityp.com/r/docker.io/kubeedge/cloudcore）

    # containerd 拉取命令
ctr images pull swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0
ctr images tag  swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0  docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0
# containerd 导出镜像为 .tar 文件命令
ctr image export cloudcore_v1.18.0.tar docker.io/kubeedge/cloudcore:v1.18.0
# containerd 导入镜像命令
ctr -n=k8s.io image import cloudcore_v1.18.0.tar

keadm init --advertise-address=192.168.148.200 --kubeedge-version=1.18.0

# 修改cloudcore的svc
kubectl edit svc cloudcore -n kubeedge 

# 打标签（kube-system、metallb-system、kube-flannel）
kubectl get daemonset -n kube-system |grep -v NAME |awk '{print $1}' | xargs -n 1 kubectl patch daemonset -n kube-system --type='json' -p='[{"op": "replace","path": "/spec/template/spec/affinity","value":{"nodeAffinity":{"requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"node-role.kubernetes.io/edge","operator":"DoesNotExist"}]}]}}}}]'

kubectl get daemonset -n metallb-system |grep -v NAME |awk '{print $1}' | xargs -n 1 kubectl patch daemonset -n metallb-system --type='json' -p='[{"op": "replace","path": "/spec/template/spec/affinity","value":{"nodeAffinity":{"requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"node-role.kubernetes.io/edge","operator":"DoesNotExist"}]}]}}}}]'

kubectl get daemonset -n kube-flannel |grep -v NAME |awk '{print $1}' | xargs -n 1 kubectl patch daemonset -n kube-flannel --type='json' -p='[{"op": "replace","path": "/spec/template/spec/affinity","value":{"nodeAffinity":{"requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"node-role.kubernetes.io/edge","operator":"DoesNotExist"}]}]}}}}]'


    4.4 edgenode接入KubeEdge

    从master获取token

    keadm gettoken

    4.5 edgenode安装keadm

    由于网络问题，使用keadm join加入的时候拉取‘docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0’往往会失败，这个时候需要手动拉取‘docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0’镜像并导入Kubernetes相关的 containerd命名空间（默认使用k8s.io）中。（installation-package对应版本镜像地址：https://docker.aityp.com/r/docker.io/kubeedge/installation-pa...）

    wget https://github.com/kubeedge/kubeedge/releases/download/v1.18.0/keadm-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz

tar -zxvf keadm-v1.18.0-linux-amd64.tar.gz
cd keadm-v1.18.0-linux-amd64/keadm/
cp keadm /usr/sbin/

# containerd 拉取命令
ctr images pull swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0
ctr images tag  swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0  docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0
# containerd 导出镜像为 .tar 文件命令
ctr image export installation-package_v1.18.0.tar docker.io/kubeedge/installation-package:v1.18.0
# containerd 导入镜像命令
ctr -n=k8s.io image import installation-package_v1.18.0.tar

keadm join --cloudcore-ipport=192.168.148.200:10000 --edgenode-name=edgenode-01 --kubeedge-version=1.18.0 --token=6e8d40329efb0b66d2b124da5ec43c083e086bf827cb70e31c970abeb34f8198.eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleH --cgroupdriver=systemd
    kubernetes云原生虚拟机边缘计算
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