Kubernetes 集群 Helm3 安装 ElasticSearch & Kibana 7集群

2021-12-23 07:02:38

一、简介

Elasticsearch 是一个分布式的搜索和分析引擎，可以用于全文检索、结构化检索和分析，并能将这三者结合起来。设计用于云计算中，能够达到实时搜索，稳定，可靠，快速，安装使用方便，轻松扩展服务节点，更能用于日志收集快速检索等等一些列功能。
Kibana 是一个为 Elasticsearch 平台分析和可视化的开源平台，使用 Kibana 能够搜索、展示存储在 Elasticsearch 中的索引数据。使用它可以很方便用图表、表格、地图展示和分析数据。
Helm： Helm（注意：helm 2.0 版本与 3.0 有很大区别）是与 kubernetes 的 kube-apiserver 进行交互，通过 Kubernetes API 控制应用启动、更新与删除的客户端。

二、资源准备

ElasticSearch 安装有最低安装要求，如果执行 Helm 安装命令后 Pod 无法正常启动，请检查是否符合最低要求的配置。

1、资源要求

ElasticSearch节点	CPU最小要求	内存最小要求
Kubernetes master	核心数 > 2	内存 > 2Gi
Kubernetes data	核心数 > 1	内存 > 2Gi
Kubernetes client	核心数 > 1	内存 > 2Gi

2、ElasticSearch 集群环境

集群名称	节点类型	副本数目	存储大小	网络模式	描述
elasticsearch	Kubernetes Master	3	5Gi	ClusterIP	主节节点，用于控制 ES 集群
elasticsearch	Kubernetes Data	3	50Gi	ClusterIP	数据节点，用于存储 ES 数据
elasticsearch	Kubernetes Client	2	无	NodePort（30200）	负责处理用户请求，实现请求转发、负载均衡

3、Kibana 环境信息

应用名称	副本数目	存储大小	网络模式	描述
Kibana	1	无	NodePort（30601）	用于展示 ElasticSearch 数据的应用

三、配置 StorageClass

配置一个 SotrageClass，用于创建 Kubernetes 存储用的 PV、PVC，因为 ElasticSearch 部署的是 StatefulSet 类型资源，涉及到自动卷分配，需要一个存储卷分配服务。例如，使用 NFS 存储就需要 NFS 共享网络卷的 NFS-Provisioner 服务，能够帮我们自动创建存储空间及 PV 与 PVC，请确认 Kubernetes 集群中存在这样的卷分配服务。
这里使用的是 NFS 存储卷，且存在 NFS Provisioner 服务，使用之前创建的 StorageClass，如下：

$ kubectl get StorageClass
NAME                        PROVISIONER       RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE      ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-storage-new (default)   nfs-client        Delete          Immediate              false                  6d4h

四、提前下载镜像

提前将要部署的应用的镜像下载，避免安装时因为镜像下载过慢而导致安装失败。这里我们主要用到的两个镜像，下载操作如下：

## 拉取 elasticsearch 镜像
docker pull elasticsearch:7.7.1

## 拉取 kibana 镜像
docker pull kibana:7.7.1

五、创建集群证书

ElasticSearch 7.x 版本默认安装了 X-Pack 插件，并且部分功能免费，这里我们配置安全证书文件。

1、生成证书文件

# 运行容器生成证书
docker run --name elastic-charts-certs -i -w /app elasticsearch:7.7.1 /bin/sh -c  \
  "elasticsearch-certutil ca --out /app/elastic-stack-ca.p12 --pass '' && \
    elasticsearch-certutil cert --name security-master --dns \
    security-master --ca /app/elastic-stack-ca.p12 --pass '' --ca-pass '' --out /app/elastic-certificates.p12"

# 从容器中将生成的证书拷贝出来
docker cp elastic-charts-certs:/app/elastic-certificates.p12 ./ 

# 删除容器
docker rm -f elastic-charts-certs

# 将 pcks12 中的信息分离出来，写入文件
openssl pkcs12 -nodes -passin pass:'' -in elastic-certificates.p12 -out elastic-certificate.pem

2、添加证书到集群

# 添加证书
kubectl create secret generic elastic-certificates --from-file=elastic-certificates.p12
kubectl create secret generic elastic-certificate-pem --from-file=elastic-certificate.pem

# 设置集群用户名密码，用户名不建议修改
kubectl create secret generic elastic-credentials \
  --from-literal=username=elastic --from-literal=password=admin@123

六、配置应用参数

通过 Helm 安装需要事先创建一个带有配置参数的 values.yaml 文件。然后再执行 Helm install 安装命令时，指定使用此文件。

1、ElasticSearch Master

创建 es-master-values.yaml 文件

# ============设置集群名称============
## 设置集群名称
clusterName: "elasticsearch"
## 设置节点名称
nodeGroup: "master"
## 设置角色
roles:
master: "true"
ingest: "false"
data: "false"
# ============镜像配置============
## 指定镜像与镜像版本
image: "docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch"
imageTag: "7.7.1"
## 副本数
replicas: 3
# ============资源配置============
## JVM 配置参数
esJavaOpts: "-Xmx1g -Xms1g"
## 部署资源配置(生成环境一定要设置大些)
resources:
requests:
cpu: "2000m"
memory: "2Gi"
limits:
cpu: "2000m"
memory: "2Gi"
## 数据持久卷配置
persistence:
enabled: true
## 存储数据大小配置
volumeClaimTemplate:
storageClassName: nfs-storage-new
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 5Gi
# ============安全配置============
## 设置协议，可配置为 http、https
protocol: http
## 证书挂载配置，这里我们挂入上面创建的证书
secretMounts:
- name: elastic-certificates
secretName: elastic-certificates
path: /usr/share/elasticsearch/config/certs
## 允许您在/usr/share/elasticsearch/config/中添加任何自定义配置文件,例如 elasticsearch.yml
## ElasticSearch 7.x 默认安装了 x-pack 插件，部分功能免费，这里我们配置下
## 下面注掉的部分为配置 https 证书，配置此部分还需要配置 helm 参数 protocol 值改为 https
esConfig:
elasticsearch.yml: |
xpack.security.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.verification_mode: certificate
xpack.security.transport.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
xpack.security.transport.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
# xpack.security.http.ssl.enabled: true
# xpack.security.http.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
# xpack.security.http.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
## 环境变量配置，这里引入上面设置的用户名、密码 secret 文件
extraEnvs:
- name: ELASTIC_USERNAME
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: username
- name: ELASTIC_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: password
# ============调度配置============
## 设置调度策略
## - hard：只有当有足够的节点时 Pod 才会被调度，并且它们永远不会出现在同一个节点上
## - soft：尽最大努力调度
antiAffinity: "hard"
## 容忍配置（一般 kubernetes master 或其它设置污点的节点，只有指定容忍才能进行调度，如果测试环境只有三个节点，则可以开启在 master 节点安装应用）
#tolerations:
#  - operator: "Exists"  ##容忍全部污点

2、ElasticSearch Data

创建 es-data-values.yaml 文件

# ============设置集群名称============
## 设置集群名称
clusterName: "elasticsearch"
## 设置节点名称
nodeGroup: "data"
## 设置角色
roles:
  master: "false"
  ingest: "true"
  data: "true"

# ============镜像配置============
## 指定镜像与镜像版本
image: "docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch"
imageTag: "7.7.1"
## 副本数
replicas: 3

# ============资源配置============
## JVM 配置参数
esJavaOpts: "-Xmx1g -Xms1g"
## 部署资源配置(生成环境一定要设置大些)
resources:
  requests:
    cpu: "1000m"
    memory: "2Gi"
  limits:
    cpu: "1000m"
    memory: "2Gi"
## 数据持久卷配置
persistence:
  enabled: true
## 存储数据大小配置
volumeClaimTemplate:
  storageClassName: nfs-storage-new
  accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi

# ============安全配置============
## 设置协议，可配置为 http、https
protocol: http
## 证书挂载配置，这里我们挂入上面创建的证书
secretMounts:
  - name: elastic-certificates
    secretName: elastic-certificates
    path: /usr/share/elasticsearch/config/certs
## 允许您在/usr/share/elasticsearch/config/中添加任何自定义配置文件,例如 elasticsearch.yml
## ElasticSearch 7.x 默认安装了 x-pack 插件，部分功能免费，这里我们配置下
## 下面注掉的部分为配置 https 证书，配置此部分还需要配置 helm 参数 protocol 值改为 https
esConfig:
  elasticsearch.yml: |
    xpack.security.enabled: true
    xpack.security.transport.ssl.enabled: true
    xpack.security.transport.ssl.verification_mode: certificate
    xpack.security.transport.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
    xpack.security.transport.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
    # xpack.security.http.ssl.enabled: true
    # xpack.security.http.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
    # xpack.security.http.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
## 环境变量配置，这里引入上面设置的用户名、密码 secret 文件
extraEnvs:
  - name: ELASTIC_USERNAME
    valueFrom:
      secretKeyRef:
        name: elastic-credentials
        key: username
  - name: ELASTIC_PASSWORD
    valueFrom:
      secretKeyRef:
        name: elastic-credentials
        key: password

# ============调度配置============
## 设置调度策略
## - hard：只有当有足够的节点时 Pod 才会被调度，并且它们永远不会出现在同一个节点上
## - soft：尽最大努力调度
antiAffinity: "hard"
## 容忍配置（一般 kubernetes master 或其它设置污点的节点，只有指定容忍才能进行调度，如果测试环境只有三个节点，则可以开启在 master 节点安装应用）
#tolerations: 
#  - operator: "Exists"  ##容忍全部污点

3、ElasticSearch Client

创建 es-client-values.yaml 文件

# ============设置集群名称============
## 设置集群名称
clusterName: "elasticsearch"
## 设置节点名称
nodeGroup: "client"
## 设置角色
roles:
master: "false"
ingest: "false"
data: "false"
# ============镜像配置============
## 指定镜像与镜像版本
image: "docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch"
imageTag: "7.7.1"
## 副本数
replicas: 2
# ============资源配置============
## JVM 配置参数
esJavaOpts: "-Xmx1g -Xms1g"
## 部署资源配置(生成环境一定要设置大些)
resources:
requests:
cpu: "1000m"
memory: "2Gi"
limits:
cpu: "1000m"
memory: "2Gi"
## 数据持久卷配置
persistence:
enabled: false
# ============安全配置============
## 设置协议，可配置为 http、https
protocol: http
## 证书挂载配置，这里我们挂入上面创建的证书
secretMounts:
- name: elastic-certificates
secretName: elastic-certificates
path: /usr/share/elasticsearch/config/certs
## 允许您在/usr/share/elasticsearch/config/中添加任何自定义配置文件,例如 elasticsearch.yml
## ElasticSearch 7.x 默认安装了 x-pack 插件，部分功能免费，这里我们配置下
## 下面注掉的部分为配置 https 证书，配置此部分还需要配置 helm 参数 protocol 值改为 https
esConfig:
elasticsearch.yml: |
xpack.security.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.verification_mode: certificate
xpack.security.transport.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
xpack.security.transport.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
# xpack.security.http.ssl.enabled: true
# xpack.security.http.ssl.truststore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
# xpack.security.http.ssl.keystore.path: /usr/share/elasticsearch/config/certs/elastic-certificates.p12
## 环境变量配置，这里引入上面设置的用户名、密码 secret 文件
extraEnvs:
- name: ELASTIC_USERNAME
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: username
- name: ELASTIC_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: password
# ============Service 配置============
service:
type: NodePort
nodePort: "30200"

4、Kibana 安装的配置文件

创建 es-kibana-values.yaml 文件

# ============镜像配置============
## 指定镜像与镜像版本
image: "docker.elastic.co/kibana/kibana"
imageTag: "7.7.1"
## 配置 ElasticSearch 地址
elasticsearchHosts: "http://elasticsearch-client:9200"

# ============环境变量配置============
## 环境变量配置，这里引入上面设置的用户名、密码 secret 文件
extraEnvs:
- name: 'ELASTICSEARCH_USERNAME'
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: username
- name: 'ELASTICSEARCH_PASSWORD'
valueFrom:
secretKeyRef:
name: elastic-credentials
key: password
# ============资源配置============
resources:
requests:
cpu: "1000m"
memory: "2Gi"
limits:
cpu: "1000m"
memory: "2Gi"
# ============配置 Kibana 参数============
## kibana 配置中添加语言配置，设置 kibana 为中文
kibanaConfig:
kibana.yml: |
i18n.locale: "zh-CN"
# ============Service 配置============
service:
type: NodePort
nodePort: "30601"

七、helm 安装

ElasticSearch 与 Kibana 的 Helm Chart 模板是 ES 官方 Github 获取的，它的 Github 地址为 https://github.com/elastic/helm-charts 可以访问该地址了解更多信息。

1、Helm 安装 ElasticSearch

ElaticSearch 安装需要安装三次，分别安装 ElasticSearch Master、ElasticSearch Data、ElasticSearch Client 三组。

安装的第一组 ElasticSearch 作为 Master 角色节点，负责集群间的管理工作；
安装的第二组 ElasticSearch 作为 Data 节点，负责存储数据；
- 安装的第三组 ElasticSearch 作为 Client 节点，负责代理 ElasticSearch Cluster 集群，负载均衡。

ElasticSearch 安装部署如下：

-f：指定部署配置文件
–version：指定使用的 Helm Chart 版本号

# 添加 Chart 仓库
helm repo add  elastic    https://helm.elastic.co
helm repo update

# 安装 ElasticSearch Master 节点
helm install elasticsearch-master -f es-master-values.yaml --version 7.7.1 elastic/elasticsearch

# 安装 ElasticSearch Data 节点
helm install elasticsearch-data -f es-data-values.yaml --version 7.7.1 elastic/elasticsearch

# 安装 ElasticSearch Client 节点
helm install elasticsearch-client -f es-client-values.yaml --version 7.7.1 elastic/elasticsearch

⚠️注意：

在安装 Master 节点后 Pod 启动时候会抛出异常，就绪探针探活失败，这是个正常现象。在执行安装 Data 节点后 Master 节点 Pod 就会恢复正常。

2、Helm 安装 Kibana

helm install kibana -f es-kibana-values.yaml --version 7.7.1 elastic/kibana

八、查看安装的应用资源

查看部署完成后各个组件的列表与状态：

$ kubectl get service,pod | grep -E 'elasticsearch|kibana'
service/elasticsearch-client            NodePort    10.96.209.182   <none>        9200:30200/TCP,9300:30209/TCP   3m35s
service/elasticsearch-client-headless   ClusterIP   None            <none>        9200/TCP,9300/TCP               3m35s
service/elasticsearch-data              ClusterIP   10.96.219.21    <none>        9200/TCP,9300/TCP               4m12s
service/elasticsearch-data-headless     ClusterIP   None            <none>        9200/TCP,9300/TCP               4m12s
service/elasticsearch-master            ClusterIP   10.96.37.135    <none>        9200/TCP,9300/TCP               5m11s
service/elasticsearch-master-headless   ClusterIP   None            <none>        9200/TCP,9300/TCP               5m15s
service/kibana-kibana                   NodePort    10.96.107.176   <none>        5601:30601/TCP                  90s
pod/elasticsearch-client-0           0/1     Running   0          3m35s
pod/elasticsearch-client-1           0/1     Running   0          3m35s
pod/elasticsearch-data-0             0/1     Running   0          4m12s
pod/elasticsearch-data-1             0/1     Running   0          4m12s
pod/elasticsearch-data-2             0/1     Running   0          4m11s
pod/elasticsearch-master-0           0/1     Running   0          5m11s
pod/elasticsearch-master-1           0/1     Running   0          5m10s
pod/elasticsearch-master-2           0/1     Running   0          5m9s
pod/kibana-kibana-6f785f69c9-gzc2p   0/1     Running   0          88s

Pod 信息描述：

elasticsearch-master：ES 主节点 Pod；
elasticsearch-data：ES 数据节点 Pod；
elasticsearch-client：ES 客户端节点 Pod；
kibana-kibana：Kibana Pod；

九、访问 Kibana 浏览 ElasticSearch 数据

由上面我们指定了 Kibana 的 NodePort 端口为 30601，所以这里我们输入地址：http://nodeIp:30601 访问 Kibana 界面。

然后我们可以看到，会出现登录框，让我们输出用户名、密码，这里我们输入上面配置的用户名、密码elastic/admin@123进行登录：

登录成功后就跳转到 Kibana 主界面：

示例资料：

https://github.com/zuozewei/blog-example/tree/master/Kubernetes/k8s-ek

码农公寓