該系列第一篇為：《從0到1使用Kubernetes系列——Kubernetes入門》，本文是Kubernetes系列的第二篇，將介紹使用Kubeadm+Ansible搭建Kubernetes集群所需要的工具及其作用，

主要內容包括：

• Kubeadm
  • Kubeadm是什么
  • Kubeadm的目標
  • Kubeadm的子命令
  • Kubeadm的安裝
• CFSSL
  • CFSSL的安裝
• Ansible
  • Ansible是什么
  • Ansible的基本架構
  • Ansible功能特性
  • Ansible的安裝
• 總結user-gold-cdn

Kubeadm

Kubeadm是什么

Kubeadm是一個提供Kubeadm init 和 Kubeadm join命令，用于創建Kubernetes集群的最佳實踐“快速路徑”工具，

Kubeadm可以在多種設備上運行，可以是Linux筆記本電腦，虛擬機，物理/云服務器或Raspberry Pi，這使得Kubeadm非常適合與不同種類的配置系統（例如Terraform，Ansible等）集成，

開發者可以在支持安裝deb或rpm軟體包的作業系統上非常輕松地安裝Kubeadm，SIG集群生命周期SIG Cluster Lifecycle Kubeadm的SIG相關維護者提供了預編譯的這些軟體包，也可以在其他作業系統上使用，

Kubeadm的目標

Kubeadm的目標是在不安裝其他功能插件的基礎上，建立一個通過Kubernetes一致性測驗Kubernetes Conformance tests的最小可行集群，它在設計上并不會安裝網路解決方案，而是需要用戶自行安裝第三方符合CNI的網路解決方案（如：flannel，calico，weave network等），

Kubeadm的子任務

• kubeadm init 初始化Kubernetes主節點
• kubeadm join 初始化Kubernetes作業節點并將其加入群集
• kubeadm upgrade 將Kubernetes集群升級到更新版本
• kubeadm token 用于管理Kubeadm join所使用的令牌
• kubeadm reset 恢復由Kubeadm init或 Kubeadm join對此主機所做的任何更改
• kubeadm version 版本列印Kubeadm版本

Kubeadm的安裝

安裝Kubeadm需要手動安裝Kubelet和Kubectl，因為Kubeadm是不會安裝和管理這兩個組件的，

• Kubelet：在群集中的所有計算機上運行的組件，并執行諸如啟動pod和容器之類的操作，
• Kubectl：操作群集的命令列工具，

▌Ubuntu

apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF
apt-get update
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

▌CentOS

cat <<EOF > /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
exclude=kube*
EOF
setenforce 0
yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

CFSSL

CFSSL是CloudFlare開源的一款PKI/TLS工具，它既是命令列工具，也是用于簽名、驗證和捆綁TLS證書的HTTP API 服務器，

CFSSL包括： - 一組用于生成自定義 TLS PKI 的工具 - cfssl，即CFSSL的命令列工具 - multirootca 是可以使用多個簽名密鑰的證書頒發服務器 - kbundle 用于構建證書池 - cfssljson 從cfssl和multirootca中獲取JSON輸出，并將證書，密鑰，CSR和bundle寫入磁盤

PKI借助數字證書和公鑰加密技術提供可信任的網路身份，通常，證書就是一個包含如下身份資訊的檔案： - 證書所有組織的資訊 - 公鑰 - 證書頒發組織的資訊 - 證書頒發組織授予的權限，如：證書有效期、適用的主機名、用途等 - 使用證書頒發組織私鑰創建的數字簽名

CFSSL的安裝

由于運行環境不同，故使用Go命令進行編譯安裝，在安裝之前請確保已安裝1.8版本以上的Go命令列以及配置了環境變數GOPATH，

go get -u github.com/cloudflare/cfssl/cmd/...

Ansible

Ansible是什么

Ansible是個什么東西呢？官方的title是“Ansible is Simple IT Automation”——簡單的自動化IT工具，這個工具的目標有這么幾項：自動化部署APP；自動化管理配置項；自動化的持續交付；自動化的云服務管理，

所有的這幾個目標本質上來說都是在一臺或者幾臺服務器上，執行一系列的命令而已，就像Fabric，以及基于Fabric開發的自動化應用部署的工具： Essay ，都是做了這么個事——批量地在遠程服務器上執行命令 ，

那么Fabric和Ansible有什么差別呢？簡單來說Fabric像是一個工具箱，提供了很多好用的工具，用來在Remote執行命令，而Ansible則是提供了一套簡單的流程，你只要按照它的流程來做，就能輕松完成任務，這就像是庫和框架的關系一樣，

當然，它們之間也有共同點——都是基于 Paramiko 開發的，這個Paramiko是什么呢？它是一個純Python實作的ssh協議庫，因此Fabric和Ansible還有一個共同點就是不需要在遠程主機上安裝client/agents，因為它們是基于ssh來和遠程主機通訊的，

Ansible基于Python開發，集合了眾多運維工具（puppet、cfengine、chef、func、fabric）的優點，實作了批量系統配置、批量程式部署、批量運行命令等功能，Ansible是基于模塊作業的，本身沒有批量部署的能力，真正具有批量部署的是Ansible所運行的模塊，Ansible只是提供一種框架，主要包括： 1. 連接插件connection plugins：負責和被監控端實作通信； 2. host inventory：指定操作的主機，是一個組態檔里面定義監控的主機； 3. 各種模塊：核心模塊、command模塊、自定義模塊； 4. 借助于插件完成記錄日志郵件等功能； 5. Playbook：劇本執行多個任務時，非必需可以讓節點一次性運行多個任務，

Ansible的基本架構

1. 核心引擎：即圖中所看到的Ansible，

2. 核心模塊（core module）：

   模塊庫（module library）分為兩部分，一個是核心模塊，另外一個就是自定義模塊（custom modules），核心模塊中都是Ansible自帶的模塊，Ansible模塊資源分發到遠程節點使其執行特定任務或匹配一個特定的狀態，這些核心模塊都遵循 Batteries Included 哲學，其實這里還是很有意思的，Batterires Included：Python has a large standard library, commonly cited as one of Python’s greatest strengths,providing tools suited to many tasks. 這就意味著Python有巨大的庫支持你完成你想完成的任務作業，

3. 自定義模塊（custom modules）：

   如果Ansible無法滿足你所需求的模塊，那么你能使用 Ansible 添加自定義化的模塊，

4. 插件（plugin）：

   這里的理解就是完成較小型的任務，輔助模塊來完成某個功能，

5. 劇本（playbook）：

   定義需要給遠程主機執行的一系列任務，比如安裝一個nginx服務，可以把這拆分為幾個任務放到一個playbook中，例如：第一步，需要下載nginx的安裝包，第二步，將事先寫好的nginx.conf的組態檔下發的目標服務器上，第三步，把服務啟動起來，第四步，檢查埠是否正常開啟，這些步驟可以通過playbook來進行整合，然后通過inventory來下發到想要執行劇本的主機上，并且playbook也支持互動式執行playbook里面的步驟，如果有哪一個步驟執行回傳了一個錯誤報告，可以僅僅只單獨執行這個步驟，你可以把playbook理解成為一個組策略，控制管理這個OU下所有的主機行為，

6. 連接插件（connectior plugins）：

   Ansible默認是基于SSH連接到目標機器上執行操作的，但是同樣的Ansible支持不同的連接方法，要是這樣的話就需要連接插件來完成連接了，

7. 主機清單（host inventory）：

   為Ansible定義了管理主機的策略，一般小型環境下只需要在host檔案中寫入主機的IP地址即可，但是到了中大型環境有可能需要使用靜態inventory或者動態主機清單來生成所需要執行的目標主機，

Ansible的功能特性

1. 應用代碼自動化部署

2. 系統管理配置自動化

3. 支持持續交付自動化

4. 支持云計算，大資料平臺環境

5. 輕量級，無序在客戶端安裝agent，更新時只需在控制機上進行更行即可

6. 批量任務執行可以寫成腳本，不用分發到遠程就可以執行

7. 支持非root用戶管理操作，支持sudo

8. 使用python撰寫，維護更簡單

Ansible的安裝

▌Ubuntu

sudo apt-get install software-properties-common
sudo apt-add-repository ppa:ansible/ansible
sudo apt-get update
sudo apt-get install ansible

▌CentOS

sudo yum install epel-release
sudo yum install ansible

總結

通過前面的介紹，可以大致了解Kubeadm、CFSSL、Ansible這三個工具的作用，由于安裝Kubernetes集群時執行Kubeadm命令較為固定和繁瑣，并且有些命令需要所有節點都執行，故將這些命令撰寫為Ansible playbooks，使用Ansible進行執行，從而提高部署效率和降低出錯的概率，

該系列第一篇為：《從0到1使用Kubernetes系列——Kubernetes入門》，下一篇將介紹如何使用Ansible快速安裝Kubernetes集群，歡迎各位持續關注，

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