本系列文章已经全部开源到github：
https://github.com/farmer-hutao/k8s-source-code-analysis
欢迎大家参与这本开源电子书的编写
1. 概述
大家注意哦，不一定要先搭建好环境再看源码，大可以先看一个组件，感觉差不多理解了，想要run一把，想要改几行试试的时候回过头来搭建k8s环境。
当然，大家开始看源码的时候，我相信各位都是搭建过不少次k8s集群，敲过N多次kubectl命令了，所以下面我不会解释太基础的命令是做什么的。
今天我们要做的是搭建一个单机版的k8s环境，用于后面的学习。虽然k8s的环境搭建没有openstack来的复杂，但是由于网络等乱七八糟的问题，在国内手动搭建一个五脏俱全的k8s也不算太容易，一个不小心就会被乱七八遭的障碍磨灭兴趣。今天看看我能不能让大家觉得这个过程无痛吧～
2. kubeadm简介
选择一个好的工具很重要！大家在刚开始学习k8s的时候应该都用二进制文件一步一步搭建过集群吧，那个过程是不是很酸爽？手动一步一步搭建环境对于初学者来说确实大有裨益，可以了解各个组件的细节。我已经懒掉了，我决定从众多k8s自动化安装方案中选择一个来搭建这次的k8s环境。
kubeadm是Kubernetes官方提供的用于快速安装Kubernetes集群的工具，这不是一个单独的项目哦，我们在kubernetes源码里可以看到这个组件（kubernetes/cmd/kubeadm/）：
kubeadm这个工具可以通过简单的kubeadm init和kubeadm join命令来创建一个kubernetes集群，kubeadm提供的其他命令都比较通俗易懂：
kubeadm init 启动一个master节点；
kubeadm join 启动一个node节点，加入master；
kubeadm upgrade 更新集群版本；
kubeadm config 从1.8.0版本开始已经用处不大，可以用来view一下配置；
kubeadm token 管理kubeadm join的token；
kubeadm reset 把kubeadm init或kubeadm join做的更改恢复原状；
kubeadm version打印版本信息；
kubeadm alpha预览一些alpha特性的命令。
关于kubeadm的成熟度官方有一个表格：
AreaMaturity Level
Command line UXGA
ImplementationGA
Config file APIbeta
CoreDNSGA
kubeadm alpha subcommandsalpha
High availabilityalpha
DynamicKubeletConfigalpha
Self-hostingalpha
主要特性其实都已经GA了，虽然还有一些小特性仍处于活跃开发中，但是整体已经接近准生产级别了。对于我们的场景来说用起来已经绰绰有余！
3. 操作系统准备
我们先使用一个机子来装，后面需要拓展可以增加节点，使用kubeadm join可以很轻松扩展集群。
3.1. 系统信息
内存：2G
CPU：2
磁盘：20G
系统版本和内核版本如下所示，大家不需要严格和我保持一致，不要使用太旧的就行了。
# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
# uname -r
3.10.0-862.9.1.el7.x86_64
3.2. 配置selinux和firewalld
# Set SELinux in permissive modesetenforce 0sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config# Stop and disable firewalldsystemctl disable firewalld --now
3.3. 系统参数与内核模块
# 修改内核参数cat <<EOF > /etc/sysctl.d/k8s.confnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1EOFsysctl --system# 加载内核模块modprobe br_netfilterlsmod | grep br_netfilter3.4. 配置yum源
# base repocd /etc/yum.repos.dmv CentOS-Base.repo CentOS-Base.repo.bakcurl -o CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.reposed -i 's/gpgcheck=1/gpgcheck=0/g' /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo# docker repocurl -o docker-ce.repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo# k8s repocat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo[kubernetes]name=Kubernetesbaseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64enabled=1gpgcheck=0repo_gpgcheck=0gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpgEOF# update cacheyum clean all yum makecache yum repolist
最终我们可以看到这些repo：
3.5. 禁用swap
swapoff -aecho 'vm.swappiness = 0'>> /etc/sysctl.confsysctl -p4. 安装docker
先看一下有哪些可用版本：yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
我们选择一个版本安装：
yum install docker-ce-<VERSION STRING>
这里我选择18.03.1，所以我用的命令是：
yum install docker-ce-18.06.3.ce
可以用rpm命令看一下docker-ce这个rpm包带来了哪些文件：
启动docker：
systemctl enable docker --now
查看服务状态：
systemctl status docker
5. 安装kubeadm、kubelet和kubectl
kubeadm不管kubelet和kubectl，所以我们需要手动安装kubelet和kubectl：
yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
如果你看到这个教程的时候yum源里已经有了1.14版本的kubeadm，那么要么你装新版本，要么通过上面装docker同样的方式指定1.13版本安装，我这里使用的是1.13.3。
最后启动kubelet：
systemctl enable --now kubelet
6. 镜像准备
为了解决国内普遍访问不到k8s.gcr.io的问题，我们从mirrorgooglecontainers下载image，然后打个tag来绕过网络限制：
docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.13.3docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.13.3 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.13.3docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.13.3docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.13.3 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.13.3docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.13.3docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.13.3 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.13.3docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.13.3docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.13.3 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.13.3docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1docker pull docker.io/mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.2.24docker tag docker.io/mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.2.24 k8s.gcr.io/etcd:3.2.24docker pull docker.io/coredns/coredns:1.2.6docker tag docker.io/coredns/coredns:1.2.6 k8s.gcr.io/coredns:1.2.6
7. 安装k8s master
kubeadm init --pod-network-cidr=10.100.0.0/16
如上，跑kubeadm init命令后等几分钟。
如果遇到报错，对着错误信息修正一下。比如没有关闭swap会遇到error，系统cpu不够会遇到error，网络不通等等都会出错，仔细看一下错误信息一般都好解决～
跑完上面的init命令后，会看到类似如下的输出：
Your Kubernetes master has initialized successfully!To start using your cluster, you need to run the following as a regular user: mkdir -p $HOME/.kube sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/configYou should now deploy a pod network to the cluster.Run 'kubectl apply -f [podnetwork].yaml' with one of the options listed at: https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/You can now join any number of machines by running the following on each nodeas root: kubeadm join 192.168.19.100:6443 --token i472cq.tr9a81qxnyqc5zj2 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:acba957db29e0efbffe2cf4e484521b3b7e0f9d5c2ab7f9db68a5e31565d0d66
上面输出告诉我们还需要做一些工作：
mkdir -p $HOME/.kubesudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/configsudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config# flannelkubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/bc79dd1505b0c8681ece4de4c0d86c5cd2643275/Documentation/kube-flannel.yml
稍等一会，应该可以看到node状态变成ready：
# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kube-master Ready master 23m v1.13.3
如果你的环境迟迟都是NotReady状态，可以kubectl get pod -n kube-system看一下pod状态，一般可以发现问题，比如flannel的镜像下载失败啦～
当node Ready的时候，我们可以看到pod也全部ready了：
再看一下核心组件状态：
最后注意到kube-master这个node上有一个Taint：
# kubectl describe node kube-master | grep Taints
Taints: node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule
默认master节点是不跑业务pod的，我们暂时只有一个node，所以先去掉这个Taint：
# kubectl taint node kube-master node-role.kubernetes.io/master-
node/kube-master untainted
# kubectl describe node kube-master | grep Taints
Taints: <none>
8. 环境验证
我们来跑一个pod，证明环境正常可用了：
写一个yaml：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: name: mytomcatspec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: mytomcat
template: metadata: name: mytomcat
labels: app: mytomcat
spec: containers: - name: mytomcat
image: tomcat:8 ports: - containerPort: 8080
如上内容保存为tomcat-deploy.yaml，执行kubectl create -f tomcat-deploy.yaml，然后看pod状态：
确认了，是熟悉的Running，哈哈，基本算大功告成了！最后我们看一下tomcat服务能不能访问到：
很完美，如果加个svc配置，就能够通过浏览器访问到汤姆猫界面了！
