如何在Ubuntu 16.04、 CentOS 7和HypriotOS v1.0.1操作系统上部署一套安全的Kubernetes集群

部署安全Kubernetes集群于Ubuntu 16.04、CentOS 7及HypriotOS v1.0.1，需配置网络、认证授权、API访问控制和节点安全设置。

部署一套安全的Kubernetes集群在不同的操作系统上需要遵循一系列的最佳实践和步骤，以下是在Ubuntu 16.04、CentOS 7和HypriotOS v1.0.1操作系统上进行操作的指南。

一、系统准备

在开始之前，确保所有节点都满足Kubernetes的最低硬件要求，并且具有网络连接。

1、更新系统

对于Ubuntu 16.04：

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sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

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对于CentOS 7：

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sudo yum update

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HypriotOS通常自动更新到最新版本。

2、安装Docker

在Ubuntu上：

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sudo apt-get install docker.io

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CentOS上：

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sudo yum install docker

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HypriotOS已经内置了Docker。

3、配置Docker

启动Docker服务，并将其设置为开机启动。

Ubuntu和CentOS上：

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sudo systemctl enable docker

sudo systemctl start docker

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二、安装Kubernetes组件

1、安装kubeadm, kubelet和kubectl

在Ubuntu上：

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sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https curl

curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add –

echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

“`

CentOS上：

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cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=https://packages.cloud.google.com/centos/7/k8s-staging-$basearch/

enabled=1

gpgcheck=1

repo_gpgcheck=1

gpgkey=https://packages.cloud.google.com/tkg-release-keys.gpg

EOF

yum install -y kubelet kubeadm kubectl

“`

HypriotOS上，可以使用相同的apt命令，因为它也基于Debian。

2、初始化Master节点

使用kubeadm工具来初始化master节点。

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sudo kubeadm init –control-plane-endpoint "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT" –upload-certs

“`

其中LOAD_BALANCER_DNS和LOAD_BALANCER_PORT是你的负载均衡器的DNS名称和端口。

3、配置Kubeconfig

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mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

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4、部署网络插件

使用Calico网络插件：

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kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.18/manifests/calico.yaml

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5、加入工作节点

在其他节点上，运行：

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sudo kubeadm join <control-plane-host>:<control-plane-port> –token <token> –discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

“`

这些值可以在master节点初始化时显示的输出中找到。

三、安全加固

1、禁用nodePort

编辑kube-apiserver配置文件，禁用不需要的nodePort服务类型。

2、网络策略

启用网络策略以限制Pod之间的通信。

3、RBAC授权

使用基于角色的访问控制（RBAC）来限制对API的访问。

4、TLS证书管理

使用外部证书颁发机构或内部解决方案来管理TLS证书。

5、监控和日志

部署监控系统以跟踪集群的性能和安全性，以及集中日志管理。

6、防火墙规则

设置适当的防火墙规则以保护集群节点。

四、常见问题与解答

1、问：如何确保Kubernetes集群的高可用性？

答：可以通过部署多个master节点并使用负载均衡器来确保高可用性。

2、问：我应该如何备份我的Kubernetes集群？

答：可以使用如Velero这样的工具来备份和恢复你的集群资源。

3、问：如何升级Kubernetes集群？

答：可以使用kubeadm upgrade命令来升级master节点，然后逐个升级工作节点。

4、问：我该如何防止未经授权的访问？

答：通过实施严格的网络策略、使用RBAC和强化身份验证机制来防止未经授权的访问。