1.1 生产环境部署K8s集群的两种方式
kubeadm
Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群。
二进制包
从github下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。
小结：Kubeadm降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。
1.2 环境信息
服务器要求：
- 建议最小硬件配置：2核CPU、2G内存、30G硬盘
- 服务器最好可以访问外网，会有从网上拉取镜像需求，如果服务器不能上网，需要提前下载对应镜像并导入节点
|
软件 |
版本 |
|
linux |
Centos 7.9.2009 |
|
Kubernetes |
1.20．7 |
|
Docker |
20.10.7 |
|
Etcd |
3.4.9 |
|
Calico |
3.19.1 |
|
角色 |
IP |
组件 |
主机名 |
|
Master01 Load Balancer(Master) |
172.21.161.110 172.21.161.120(vip)
|
kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy Nginx L4 |
master01 |
|
Master02 Load Balancer(Backup) |
172.21.161.111 |
kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy Nginx L4 |
master02 |
|
etcd01 |
172.21.161.112 |
etcd |
etcd01 |
|
etcd02 |
172.21.161.113 |
etcd |
etcd02 |
|
etcd03 |
172.21.161.114 |
etcd |
etcd03 |
|
Node01 |
172.21.161.115 |
kubelet kube-proxy docker flannel |
node01 |
|
Node02 |
172.21.161.116 |
kubelet kube-proxy docker flannel |
node02 |
|
public |
172.21.161.149 |
跳板机 |
public |
这里为了使搭建过程更清晰，尽量将各角色分配到不同的机器上。每个机器都部署属于自己的角色。比如生成证书就在public跳板机上去生成,然后推送到对应服务器。
1.3 拓扑信息
单Master架构图
单Master服务器规划：
|
角色 |
IP |
组件 |
主机名 |
|
Master01 |
172.21.161.110
|
kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler |
master01 |
|
etcd01 |
172.21.161.112 |
etcd |
etcd01 |
|
etcd02 |
172.21.161.113 |
etcd |
etcd02 |
|
etcd03 |
172.21.161.114 |
etcd |
etcd03 |
|
Node01 |
172.21.161.115 |
kubelet kube-proxy docker |
node01 |
|
Node02 |
172.21.161.116 |
kubelet kube-proxy docker |
node02 |
|
public |
172.21.161.149 |
跳板机 |
public |
1.4 操作系统初始化设置
# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
# 关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config # 永久
setenforce 0 # 临时
# 关闭swap
swapoff -a # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab # 永久
# 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname <hostname>
# 在需要的主机添加hosts,这里一定要是追加，否则覆盖了默认的记录，在Calico和许多服务会出现问题
cat >> /etc/hosts << EOF
172.21.161.110 master01
172.21.161.111 master02
172.21.161.115 node01
172.21.161.116 node02
172.21.161.112 etcd01
172.21.161.113 etcd02
172.21.161.114 etcd03
172.21.161.149 public
EOF
# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system # 生效
# 时间同步
yum install ntpdate chrony -y
ntpdate time.windows.com
2.部署Etcd集群
Etcd是一个分布式键值存储系统，Kubernetes使用Etcd进行数据存储，所以先准备一个Etcd数据库，为解决Etcd单点故障，应采用集群方式部署，这里使用3台组建集群，可容忍1台机器故障，当然，你也可以使用5台组建集群，可容忍2台机器故障。
2.1 准备cfssl证书生成工具
cfssl是一个开源的证书管理工具，使用json文件生成证书，相比openssl更方便使用。
找一台服务器操作，这里用public节点。证书的生成以及分配都在public上操作
#public节点操作 mkdir -p /k8s-deploy/cfssl/ cd /k8s-deploy/cfssl wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64 mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo
为什么需要证书？
K8s所有组件采用https加密通信，这些组件一般由两套根证书生成:K8S组件（apiserver）和Etcd。
按照需求分类来说，这里所有的服务组件controller-manager、scheduler、kubelet、kube-proxy、kubeclt等需要访问apiserver，这里需要一套。Apiserver访问etcd集群又是一套单独的。所以这里2套证书是2个不同自签CA颁发的。
2.2 生成Etcd证书
1.自签证书颁发机构（CA）
签发证书都在public机器上。
创建工作目录：
#public节点操作
mkdir -p /k8s-deploy/cfssl/TLS/{etcd,k8s}
cd /k8s-deploy/cfssl/TLS/etcd
自签CA:
#public节点操作
cat > ca-config.json << EOF
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"www": {
"expiry": "87600h",
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
]
}
}
}
}
EOF
cat > ca-csr.json << EOF
{
"CN": "etcd CA",
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai"
}
]
}
EOF
生成证书：
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
会生成ca.pem和ca-key.pem文件
2.使用自签CA签发Etcd HTTPS证书
创建证书申请文件：
#public节点操作
cat > server-csr.json << EOF
{
"CN": "etcd",
"hosts": [
"172.21.161.112",
"172.21.161.113",
"172.21.161.114"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai"
}
]
}
EOF
注意：上述文件hosts字段中IP为所有etcd节点的集群内部通信IP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。
生成证书：
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server
会生成server.pem和server-key.pem文件。
2.3 从Github下载二进制文件
下载地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
2.4 部署Etcd集群
以下在etcd节点1上操作，为简化操作，待会将节点1生成的所有文件拷贝到节点2和节点3.
1.创建工作目录并解压二进制包
#etcd01节点操作
mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} -p
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/
2.创建etcd配置文件
#etcd01节点操作 cat > /opt/etcd/cfg/etcd.conf << EOF #[Member] ETCD_NAME="etcd-1" ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd" ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://172.21.161.112:2380" ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://172.21.161.112:2379" #[Clustering] ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://172.21.161.112:2380" ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://172.21.161.112:2379" ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://172.21.161.112:2380,etcd-2=https://172.21.161.113:2380,etcd-3=https://172.21.161.114:2380" ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster" ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new" EOF
- ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一
- ETCD_DATA_DIR：数据目录
- ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址
- ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址
- ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEERURLS：集群通告地址
- ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址
- ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址
- ETCD_INITIALCLUSTER_TOKEN：集群Token
- ETCD_INITIALCLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群
3.systemd管理etcd
#etcd01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service << EOF [Unit] Description=Etcd Server After=network.target After=network-online.target Wants=network-online.target [Service] Type=notify EnvironmentFile=/opt/etcd/cfg/etcd.conf ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \ --cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \ --key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \ --peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \ --peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \ --trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \ --peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \ --logger=zap Restart=on-failure LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
4.拷贝刚才生成的证书
在public上把刚才生成的证书拷贝到etcd01配置文件中的路径：(只有这里是在public上操作，其余都是在etc01上操作)
[root@public etcd]# scp -r /k8s-deploy/cfssl/TLS/etcd/ca*pem /k8s-deploy/cfssl/TLS/etcd/server*pem root@etcd01:/opt/etcd/ssl
5.启动并设置开机启动
#etcd01节点操作 systemctl daemon-reload #启动的时候会hold住，因为其它两个节点没有配置，一直在寻找其它节点 systemctl start etcd systemctl enable etcd
6.将上面节点1所有生成的文件拷贝到节点2和节点3
#etcd01节点操作 scp -r /opt/etcd/ root@etcd02:/opt/ scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@etcd02:/usr/lib/systemd/system/ scp -r /opt/etcd/ root@etcd03:/opt/ scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@etcd03:/usr/lib/systemd/system/
然后在节点2和节点3分别修改etcd.conf配置文件中的节点名称和当前服务器IP：(总共5处)
vi /opt/etcd/cfg/etcd.conf #[Member] ETCD_NAME="etcd-1" # 修改此处，节点2改为etcd-2，节点3改为etcd-3 ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd" ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://172.21.161.112:2380" # 修改此处为当前服务器IP ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https:// 172.21.161.112:2379" # 修改此处为当前服务器IP #[Clustering] ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https:// 172.21.161.112:2380" # 修改此处为当前服务器IP ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https:// 172.21.161.112:2379" # 修改此处为当前服务器IP ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://172.21.161.112:2380,etcd-2=https://172.21.161.113:2380,etcd-3=https://172.21.161.114:2380" ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster" ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
最后启动etcd并设置开机启动，同上。
7.查看集群状态
[root@etcd01 bin]# ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://172.21.161.112:2379,https://172.21.161.113:2379,https://172.21.161.114:2379" endpoint health --write-out=table +-----------------------------+--------+-------------+-------+ | ENDPOINT | HEALTH | TOOK | ERROR | +-----------------------------+--------+-------------+-------+ | https://172.21.161.112:2379 | true | 50.191672ms | | | https://172.21.161.113:2379 | true | 52.394036ms | | | https://172.21.161.114:2379 | true | 46.009422ms | | +-----------------------------+--------+-------------+-------+
如果有问题查看日志：/var/log/message或者journalctl -f -u etcd
3.安装Docker
这里使用Docker作为容器引擎，也可以换成别的，例如containerd
下载地址：https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-20.10.7.tgz
以下在所有节点操作。这里采用二进制安装，用yum安装也一样。本节其实已经用yum安装一遍了，这里只是做一个源码的演示。
3.1 解压二进制包
tar zxvf docker-20.10.7.tgz mv docker/* /usr/bin
3.2 systemd管理docker
cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF [Unit] Description=Docker Application Container Engine Documentation=https://docs.docker.com After=network-online.target firewalld.service Wants=network-online.target [Service] Type=notify ExecStart=/usr/bin/dockerd ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID LimitNOFILE=infinity LimitNPROC=infinity LimitCORE=infinity TimeoutStartSec=0 Delegate=yes KillMode=process Restart=on-failure StartLimitBurst=3 StartLimitInterval=60s [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
3.3 创建配置文件
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
- registry-mirrors 阿里云镜像加速器
3.4 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload systemctl start docker systemctl enable docker
4.部署Master
4.1 生成kube-apiserver证书
1.自签证书颁发机构（CA）
证书操作在public机器上，这是另一套独立etcd的自签ca证书
# 切换工作目录(public)
cd /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/
cat > ca-config.json << EOF
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"kubernetes": {
"expiry": "87600h",
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
]
}
}
}
}
EOF
cat > ca-csr.json << EOF
{
"CN": "kubernetes",
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
生成证书：
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
会生成ca.pem和ca-key.pem文件。
2.使用自签CA签发kube-apiserver HTTPS证书
创建证书申请文件：
#public节点操作
cat > server-csr.json << EOF
{
"CN": "kubernetes",
"hosts": [
"10.0.0.1",
"127.0.0.1",
"172.21.161.110",
"172.21.161.111",
"172.21.161.120",
"kubernetes",
"kubernetes.default",
"kubernetes.default.svc",
"kubernetes.default.svc.cluster",
"kubernetes.default.svc.cluster.local"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
注：上述文件hosts字段中IP为所有Master/LB/VIP IP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。
生成证书：
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server
会生成server.pem和server-key.pem文件。
4.2 从Github下载二进制文件
下载地址： https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md
注：打开链接你会发现里面有很多包，下载一个server包就够了，包含了Master和Worker Node二进制文件。
4.3 解压二进制包
#master01节点操作
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/
4.4 部署kube-apiserver
1.创建配置文件
#master01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\ --v=2 \\ --log-dir=/opt/kubernetes/logs \\ --etcd-servers=https://172.21.161.112:2379,https://172.21.161.113:2379,https://172.21.161.114:2379 \\ --bind-address=172.21.161.110 \\ --secure-port=6443 \\ --advertise-address=172.21.161.110 \\ --allow-privileged=true \\ --service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\ --enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \\ --authorization-mode=RBAC,Node \\ --enable-bootstrap-token-auth=true \\ --token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\ --service-node-port-range=30000-32767 \\ --kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\ --kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\ --tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\ --tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\ --client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\ --service-account-issuer=api \\ --service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\ --etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\ --etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\ --etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\ --requestheader-client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --proxy-client-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\ --proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\ --requestheader-allowed-names=kubernetes \\ --requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \\ --requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\ --requestheader-username-headers=X-Remote-User \\ --enable-aggregator-routing=true \\ --audit-log-maxage=30 \\ --audit-log-maxbackup=3 \\ --audit-log-maxsize=100 \\ --audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log" EOF
注：上面两个\\第一个是转义符，第二个是换行符，使用转义符是为了使用EOF保留换行符。
- --logtostderr：启用日志
- ---v：日志等级
- --log-dir：日志目录
- --etcd-servers：etcd集群地址
- --bind-address：监听地址
- --secure-port：https安全端口
- --advertise-address：集群通告地址
- --allow-privileged：启用授权
- --service-cluster-ip-range：Service虚拟IP地址段
- --enable-admission-plugins：准入控制模块
- --authorization-mode：认证授权，启用RBAC授权和节点自管理
- --enable-bootstrap-token-auth：启用TLS bootstrap机制
- --token-auth-file：bootstrap token文件
- --service-node-port-range：Service nodeport类型默认分配端口范围
- --kubelet-client-xxx：apiserver访问kubelet客户端证书
- --tls-xxx-file：apiserver https证书
- 1.20版本必须加的参数：--service-account-issuer，--service-account-signing-key-file
- --etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书
- --audit-log-xxx：审计日志
- 启动聚合层相关配置：--requestheader-client-ca-file，--proxy-client-cert-file，--proxy-client-key-file，--requestheader-allowed-names，--requestheader-extra-headers-prefix，--requestheader-group-headers，--requestheader-username-headers，--enable-aggregator-routing
2.拷贝刚才生成的证书（public）
把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径：
[root@public k8s]#scp -r /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/ca*pem /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/server*pem root@master01:/opt/kubernetes/ssl
注意，因为etcd和master不在一台机器部署，这里etcd的证书也要拷贝
#首先master01要创建目录mkdir /opt/etcd/ssl -p [root@master01 bin]# mkdir /opt/etcd/ssl -p [root@public k8s]# scp -r /k8s-deploy/cfssl/TLS/etcd/ca*pem /k8s-deploy/cfssl/TLS/etcd/server*pem root@master01:/opt/etcd/ssl
3.启用 TLS Bootstrapping 机制
TLS Bootstraping：Master apiserver启用TLS认证后，Node节点kubelet和kube-proxy要与kube-apiserver进行通信，必须使用CA签发的有效证书才可以，当Node节点很多时，这种客户端证书颁发需要大量工作，同样也会增加集群扩展复杂度。为了简化流程，Kubernetes引入了TLS bootstraping机制来自动颁发客户端证书，kubelet会以一个低权限用户自动向apiserver申请证书，kubelet的证书由apiserver动态签署。所以强烈建议在Node上使用这种方式，目前主要用于kubelet，kube-proxy还是由我们统一颁发一个证书。
TLS bootstraping 工作流程：
创建上述配置文件中token文件：
#master01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper" EOF
格式：token，用户名，UID，用户组
token也可自行生成替换：
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '
4.systemd管理apiserver
#master01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes API Server Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
5.启动并设置开机启动
#master01节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kube-apiserver systemctl enable kube-apiserver
启动会有异常，这里不影响运行及后续操作，可以忽略，具体解决办法参考以下链接
https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/76956
4.5 部署kube-controller-manager
1.创建配置文件
#master01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\ --v=2 \\ --log-dir=/opt/kubernetes/logs \\ --leader-elect=true \\ --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig \\ --bind-address=127.0.0.1 \\ --allocate-node-cidrs=true \\ --cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\ --service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\ --cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\ --root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\ --cluster-signing-duration=87600h0m0s" EOF
- --kubeconfig：连接apiserver配置文件
- --leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
- --cluster-signing-cert-file/--cluster-signing-key-file：自动为kubelet颁发证书的CA，与apiserver保持一致
2.生成kubeconfig证书以及配置文件
生成kube-controller-manager证书：(public)
# 切换工作目录(public，证书一般要切换回public机器操作)
cd /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/
# 创建证书请求文件
cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
{
"CN": "system:kube-controller-manager",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
# 生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager
生成kubeconfig文件（以下是shell命令，直接在终端执行）：
这里生成的证书文件因为在public，所以要拷贝到master01的相应目录
[root@public k8s]# scp -r /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/kube-controller-manager*pem root@master01:/opt/kubernetes/ssl
#master01节点操作
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://172.21.161.110:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
--client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager.pem \
--client-key=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-controller-manager \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#这里配置文件就不展示了
3.systemd管理controller-manager
#master01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Controller Manager Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
4.启动并设置开机启动
#master01节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kube-controller-manager systemctl enable kube-controller-manager
5.可能出现的问题
对后续不影响，时间充裕的可以尝试排错。
4.6 部署kube-scheduler
1.创建配置文件
#master01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \\ --v=2 \\ --log-dir=/opt/kubernetes/logs \\ --leader-elect \\ --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig \\ --bind-address=127.0.0.1" EOF
- --kubeconfig：连接apiserver配置文件
- --leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
2.生成kubeconfig证书以及配置文件
生成kube-scheduler证书：
# 切换工作目录(public，证书一般要切换回public机器操作)
cd /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/
# 创建证书请求文件
cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
{
"CN": "system:kube-scheduler",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
# 生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler
生成kubeconfig文件（以下是shell命令，直接在终端执行）：
这里生成的证书文件因为在public，所以要拷贝到master01的相应目录
[root@public k8s]# scp -r /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/kube-scheduler*pem root@master01:/opt/kubernetes/ssl
#master01节点操作
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://172.21.161.110:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-scheduler \
--client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/kube-scheduler.pem \
--client-key=/opt/kubernetes/ssl/kube-scheduler-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-scheduler \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
3.systemd管理scheduler
#master01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Scheduler Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
4.启动并设置开机启动
#master01节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kube-scheduler systemctl enable kube-scheduler
出现以下问题的，重头开始做吧
4.7 查看集群状态(public)
生成kubectl连接集群的证书：
#想访问k8s集群的机器操作，这里使用public
cat > admin-csr.json <<EOF
{
"CN": "admin",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
生成kubeconfig文件：
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://172.21.161.110:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials cluster-admin \
--client-certificate=/k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/admin.pem \
--client-key=/k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/admin-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=cluster-admin \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
通过kubectl工具查看当前集群组件状态：
kubectl get cs
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
如上输出说明Master节点组件运行正常。
也可以顺便同时让master可以访问，在public将config文件拷贝至master01节点即可
[root@master01 ssl]# mkdir /root/.kube [root@public ~]# scp -r /root/.kube/ root@master01:/root
4.8 授权kubelet-bootstrap用户允许请求证书
#创建node必备，不然node的kubelet无法启动,就是创建一个可以申请证书的用户 kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \ --clusterrole=system:node-bootstrapper \ --user=kubelet-bootstrap
5.部署Worker Node
5.1 创建工作目录并拷贝二进制文件
在所有worker node创建工作目录：
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
从master至node节点：
cd /tools/kubernetes/server/bin/ scp -r kubelet kube-proxy root@node01:/opt/kubernetes/bin/ scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@node01:/opt/kubernetes/ssl/ scp /usr/bin/kubectl node01:/usr/bin
5.2 部署kubelet
1.创建配置文件
#node01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\ --v=2 \\ --log-dir=/opt/kubernetes/logs \\ --hostname-override=node01 \\ --network-plugin=cni \\ --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\ --bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\ --config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml \\ --cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\ --pod-infra-container-image=lizexiong/pause-amd64:3.0" EOF
- --hostname-override：显示名称，集群中唯一
- --network-plugin：启用CNI
- --kubeconfig：空路径，会自动生成，后面用于连接apiserver
- --bootstrap-kubeconfig：首次启动向apiserver申请证书
- --config：配置参数文件
- --cert-dir：kubelet证书生成目录
- --pod-infra-container-image：管理Pod网络容器的镜像
如果主机名在通过master审批之后更改了，或者是什么原因更改了，node就会出现下面的错误提示
2.配置参数文件
#node01节点操作
cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml << EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local
failSwapOn: false
authentication:
anonymous:
enabled: false
webhook:
cacheTTL: 2m0s
enabled: true
x509:
clientCAFile: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem
authorization:
mode: Webhook
webhook:
cacheAuthorizedTTL: 5m0s
cacheUnauthorizedTTL: 30s
evictionHard:
imagefs.available: 15%
memory.available: 100Mi
nodefs.available: 10%
nodefs.inodesFree: 5%
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110
EOF
3.生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件
#node01节点操作
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://172.21.161.110:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940" # 与token.csv里保持一致
# 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
--token=${TOKEN} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user="kubelet-bootstrap" \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
4.systemd管理kubelet
#node01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Kubelet After=docker.service [Service] EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS Restart=on-failure LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
5.启动并设置开机启动
#node01节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kubelet systemctl enable kubelet
5.3 批准kubelet证书申请并加入集群
# 查看kubelet证书请求 [root@public k8s]# kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-84G21oPC3hDbyMwZN62ExQDI4D2Xa8IO74zHtlWRhD8 60s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending # 批准申请 [root@public k8s]# kubectl certificate approve node-csr-84G21oPC3hDbyMwZN62ExQDI4D2Xa8IO74zHtlWRhD8 certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/node-csr-84G21oPC3hDbyMwZN62ExQDI4D2Xa8IO74zHtlWRhD8 approved [root@public k8s]# kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION node01 NotReady <none> 3s v1.20.7 #这个时候节点状态肯定是NotReady，安装Calico之后就会好
注意：可能出现的报错
[root@public k8s]# kubectl certificate approve node-csr-84G21oPC3hDbyMwZN62ExQDI4D2Xa8IO74zHtlWRhD8 No resources found error: no kind "CertificateSigningRequest" is registered for version "certificates.k8s.io/v1" in scheme "k8s.io/kubernetes/pkg/kubectl/scheme/scheme.go:28" #因为客户端版本不对 [root@public k8s]# kubectl version --short Client Version: v1.12.7 Server Version: v1.20.7
注：由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady
5.4 部署kube-proxy
1.创建配置文件
#node01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf << EOF KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \\ --v=2 \\ --log-dir=/opt/kubernetes/logs \\ --config=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml" EOF
2.配置参数文件
#node01节点操作 cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml << EOF kind: KubeProxyConfiguration apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1 bindAddress: 0.0.0.0 metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249 clientConnection: kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig hostnameOverride: node01 clusterCIDR: 10.0.0.0/24 EOF
3.生成kube-proxy.kubeconfig文件
# 切换工作目录(public)
cd /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/
# 创建证书请求文件
cat > kube-proxy-csr.json << EOF
{
"CN": "system:kube-proxy",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "ShangHai",
"ST": "ShangHai",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
# 生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
#将证书从public拷贝至node
[root@public k8s]# scp /k8s-deploy/cfssl/TLS/k8s/kube-proxy*pem root@node01:/opt/kubernetes/ssl
#node01节点操作
#生成kubeconfig文件：
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://172.21.161.110:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-proxy \
--client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/kube-proxy.pem \
--client-key=/opt/kubernetes/ssl/kube-proxy-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-proxy \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
4.systemd管理kube-proxy
#node01节点操作 cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Proxy After=network.target [Service] EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS Restart=on-failure LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
5.启动并设置开机启动
#node01节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kube-proxy systemctl enable kube-proxy
启动后会有报错，只有在calico插件安装完成后才会正常。
5.5 部署网络组件
Calico是一个纯三层的数据中心网络方案，是目前Kubernetes主流的网络方案。
下载地址: https://docs.projectcalico.org/getting-started/kubernetes/self-managed-onprem/onpremises
部署Calico：
#哪里有yaml文件可以访问集群，就在哪里操作 curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O kubectl apply -f calico.yaml kubectl get pods -n kube-system
等Calico Pod都Running，节点也会准备就绪：（镜像在国外，可能会有些慢）
kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION node01 Ready <none> 37m v1.20.7
注意：这里有个问题需要注意
准备环境的时候,各node节点的/etc/hosts里面的默认记录，也就是localhost记录，一定不要删除或者误删，否则会出现以下报错，pod是运行的，但是健康检查一直无法通过。
5.6 授权apiserver访问kubelet
应用场景：例如kubectl logs
cat > apiserver-to-kubelet-rbac.yaml << EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
annotations:
rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
labels:
kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
name: system:kube-apiserver-to-kubelet
rules:
- apiGroups:
- ""
resources:
- nodes/proxy
- nodes/stats
- nodes/log
- nodes/spec
- nodes/metrics
- pods/log
verbs:
- "*"
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: system:kube-apiserver
namespace: ""
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: system:kube-apiserver-to-kubelet
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: User
name: kubernetes
EOF
kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml
5.7 新增加Worker Node
1.拷贝已部署好的Node相关文件到新节点
[root@node01 cfg]# scp -r /opt/kubernetes/ root@node02:/opt #包括，程序，证书，都在里面，主要需要ca.pem
[root@node01 cfg]# scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@node02:/usr/lib/systemd/system
2.删除kubelet证书和kubeconfig文件
#node02节点操作 rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig #审批通过后会自动生成 rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet-client*
注：这几个文件是证书申请审批后自动生成的，每个Node不同，必须删除
3.修改主机名
#node02节点操作 vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf --hostname-override=node01 #修改成真实主机名 vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml hostnameOverride: node01 #修改成真实主机名
4.启动并设置开机启动
#node02节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kubelet kube-proxy systemctl enable kubelet kube-proxy
5.在Master上批准新Node kubelet证书申请
# 查看证书请求 kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro 89s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending # 授权请求 kubectl certificate approve node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro
6.查看Node状态
kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION node01 Ready <none> 47m v1.20.7 node02 Ready <none> 6m49s v1.20.7
6.部署Dashboard和CoreDNS
6.1 部署Dashboard
#哪里有yaml文件可以访问集群，就在哪里操作 kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml # 查看部署 kubectl get pods,svc -n kubernetes-dashboard
访问地址：https://NodeIP:30001
创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色：
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')
使用输出的token登录Dashboard。
6.2 部署CoreDNS
CoreDNS用于集群内部Service名称解析。
#哪里有yaml文件可以访问集群，就在哪里操作 kubectl apply -f coredns.yaml kubectl get pods -n kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE coredns-5ffbfd976d-j6shb 1/1 Running 0 32s
DNS解析测试：
#创建之前要开启api访问kubelet权限，不然无法进入容器 kubectl run -it --rm dns-test --image=busybox:1.28.4 sh If you don't see a command prompt, try pressing enter. / # nslookup kubernetes Server: 10.0.0.2 Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: kubernetes Address 1: 10.0.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local
解析没问题。
至此一个单Master集群就搭建完成了！这个环境就足以满足学习实验了，下面继续扩容多Master集群！
7.扩容多Master（高可用架构）
Kubernetes作为容器集群系统，通过健康检查+重启策略实现了Pod故障自我修复能力，通过调度算法实现将Pod分布式部署，并保持预期副本数，根据Node失效状态自动在其他Node拉起Pod，实现了应用层的高可用性。
针对Kubernetes集群，高可用性还应包含以下两个层面的考虑：Etcd数据库的高可用性和Kubernetes Master组件的高可用性。 而Etcd我们已经采用3个节点组建集群实现高可用，本节将对Master节点高可用进行说明和实施。
Master节点扮演着总控中心的角色，通过不断与工作节点上的Kubelet和kube-proxy进行通信来维护整个集群的健康工作状态。如果Master节点故障，将无法使用kubectl工具或者API做任何集群管理。
Master节点主要有三个服务kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，其中kube-controller-manager和kube-scheduler组件自身通过选择机制已经实现了高可用，所以Master高可用主要针对kube-apiserver组件，而该组件是以HTTP API提供服务，因此对他高可用与Web服务器类似，增加负载均衡器对其负载均衡即可，并且可水平扩容。
多Master架构图：
7.1 部署Master2
现在需要再增加一台新服务器，作为Master2 Node，IP是172.21.161.111。
为了节省资源你也可以将之前部署好的Worker Node1复用为Master2 Node角色（即部署Master组件，这里不这么做）
Master02 与已部署的Master01所有操作一致。所以我们只需将Master01所有K8s文件拷贝过来，再修改下服务器IP和主机名启动即可
1.准备工作
安装docker及更改主机名以及主机名加入到所有机器的映射
2.创建etcd证书目录
在Master02创建etcd证书目录：
#master02节点操作 mkdir -p /opt/etcd/ssl
3.拷贝文件（Master01操作）
拷贝Master1上所有K8s文件和etcd证书到Master2：
scp -r /opt/kubernetes root@master02:/opt scp -r /opt/etcd/ssl root@master02:/opt/etcd scp /usr/lib/systemd/system/kube* root@master02:/usr/lib/systemd/system scp /usr/bin/kubectl root@master02:/usr/bin scp -r /root/.kube root@master02:/root
4.删除证书文件
删除kubelet证书和kubeconfig文件：
#master02节点操作 #如果master没有部署node节点组件，可忽略这一步 rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*
5.修改配置文件IP和主机名
修改apiserver、kubelet和kube-proxy配置文件为本地IP： (7处修改)
#master02节点操作 vi /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf ... --bind-address=172.21.161.111 \ --advertise-address=172.21.161.111 \ ... vi /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig server: https:// 172.21.161.111:6443 vi /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig server: https:// 172.21.161.111:6443 vi root/.kube/config server: https://172.21.161.111:6443 #下面的2处无视，因为目前master节点还没部署node组件 vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf --hostname-override=master02 vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml hostnameOverride: master02
6.启动设置开机启动
#master02节点操作 systemctl daemon-reload systemctl start kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler systemctl enable kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler
7.查看集群状态
#master02节点操作
kubectl get cs
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
7.2 部署Nginx+Keepalived高可用负载均衡器
kube-apiserver高可用架构图：
- Nginx是一个主流Web服务和反向代理服务器，这里用四层实现对apiserver实现负载均衡。
- Keepalived是一个主流高可用软件，基于VIP绑定实现服务器双机热备，在上述拓扑中，Keepalived主要根据Nginx运行状态判断是否需要故障转移（漂移VIP），例如当Nginx主节点挂掉，VIP会自动绑定在Nginx备节点，从而保证VIP一直可用，实现Nginx高可用。
注1：为了节省机器，这里与K8s Master节点机器复用。也可以独立于k8s集群之外部署，只要nginx与apiserver能通信就行。
注2：如果你是在公有云上，一般都不支持keepalived，那么你可以直接用它们的负载均衡器产品，直接负载均衡多台Master kube-apiserver，架构与上面一样。
在两台Master节点操作。
1.安装软件包（主/备）
yum install epel-release -y yum install nginx keepalived -y
2.Nginx配置文件（主/备一样）
cat > /etc/nginx/nginx.conf << "EOF"
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
worker_connections 1024;
}
# 四层负载均衡，为两台Master apiserver组件提供负载均衡
stream {
log_format main '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';
access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;
upstream k8s-apiserver {
server 172.21.161.110:6443; # Master1 APISERVER IP:PORT
server 172.21.161.111:6443; # Master2 APISERVER IP:PORT
}
server {
listen 16443; # 由于nginx与master节点复用，这个监听端口不能是6443，否则会冲突
proxy_pass k8s-apiserver;
}
}
http {
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
server {
listen 80 default_server;
server_name _;
location / {
}
}
}
EOF
3.keepalived配置文件（Nginx Master）
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_MASTER
}
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens192 # 修改为实际网卡名
virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
priority 100 # 优先级，备服务器设置 90
advert_int 1 # 指定VRRP 心跳包通告间隔时间，默认1秒
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
# 虚拟IP
virtual_ipaddress {
172.21.161.120/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF
- vrrp_script：指定检查nginx工作状态脚本（根据nginx状态判断是否故障转移）
- virtual_ipaddress：虚拟IP（VIP）
准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本：
cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
注：keepalived根据脚本返回状态码（0为工作正常，非0不正常）判断是否故障转移。
4.keepalived配置文件（Nginx Backup）
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens192
virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.21.161.120/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF
准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本
cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
注：keepalived根据脚本返回状态码（0为工作正常，非0不正常）判断是否故障转移。
5.启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload systemctl start nginx keepalived systemctl enable nginx keepalived
6.查看keepalived工作状态
[root@master01 .kube]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens192: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
link/ether 00:50:56:ba:aa:a6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.21.161.110/24 brd 172.21.161.255 scope global noprefixroute ens192
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 172.21.161.120/24 scope global secondary ens192
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::da18:1a5c:9b1c:9a6f/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
3: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
link/ether 02:42:1e:19:9d:59 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
valid_lft forever preferred_lft forever
可以看到，在ens192网卡绑定了172.21.161.120 虚拟IP，说明工作正常。
7.Nginx+Keepalived高可用测试
关闭主节点Nginx，测试VIP是否漂移到备节点服务器。
在Nginx Master执行 pkill nginx;
在Nginx Backup，ip addr命令查看已成功绑定VIP
8.访问负载均衡器测试
找K8s集群中任意一个节点，使用curl查看K8s版本测试，使用VIP访问：
[root@public ~]# curl -k https://172.21.161.120:16443/version
{
"major": "1",
"minor": "20",
"gitVersion": "v1.20.7",
"gitCommit": "132a687512d7fb058d0f5890f07d4121b3f0a2e2",
"gitTreeState": "clean",
"buildDate": "2021-05-12T12:32:49Z",
"goVersion": "go1.15.12",
"compiler": "gc",
"platform": "linux/amd64"
}
可以正确获取到K8s版本信息，说明负载均衡器搭建正常。该请求数据流程：curl -> vip(nginx) -> apiserver
通过查看Nginx日志也可以看到转发apiserver IP：
[root@master01 .kube]# tail -f /var/log/nginx/k8s-access.log 172.21.161.110 172.21.161.110:6443 - [13/Jun/2021:11:56:31 +0800] 200 2138 172.21.161.110 172.21.161.111:6443 - [13/Jun/2021:12:01:37 +0800] 200 1711 172.21.161.115 172.21.161.110:6443 - [13/Jun/2021:19:04:08 +0800] 200 1172 172.21.161.115 172.21.161.111:6443 - [13/Jun/2021:19:05:39 +0800] 200 3596 172.21.161.116 172.21.161.110:6443 - [13/Jun/2021:19:06:22 +0800] 200 1173 172.21.161.116 172.21.161.110:6443 - [13/Jun/2021:19:06:28 +0800] 200 1174 172.21.161.116 172.21.161.111:6443 - [13/Jun/2021:19:07:59 +0800] 200 3020
到此还没结束，还有下面最关键的一步。
7.3 修改所有Worker Node连接LB VIP
试想下，虽然我们增加了Master2 Node和负载均衡器，但是我们是从单Master架构扩容的，也就是说目前所有的Worker Node组件连接都还是Master01 ，如果不改为连接VIP走负载均衡器，那么Master还是单点故障。
因此接下来就是要改所有Worker Node（kubectl get node命令查看到的节点）组件配置文件，由原来172.21.161.110修改为172.21.161.120（VIP）。
在所有Worker Node执行：
sed -i 's#172.21.161.110:6443#172.21.161.120:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
准确来说，上述命令只适合在纯node节点上使用，如果master01部署了node，那么也会有上述IP，所以为了更精确，下面指出具体哪几个配置文件需要更改。
[root@node01 cfg]# grep 172.21.161.120 /opt/kubernetes/cfg/* /opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig: server: https://172.21.161.120:16443 /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig: server: https://172.21.161.120:16443 /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig: server: https://172.21.161.120:16443
当然/root/.kube/config里面也需要修改。
最后将服务重启
systemctl restart kubelet kube-proxy
8.将Master增加worker node节点
当然，在一般情况下，master上也有kubelet等一些进行，用来部署一些系统级别pod，但是前面为了让部署的步骤拆分的更为细致，所以，每台机器部署不同的角色，这里将Master上增加worker组件。和新增一台worker node区别不大。
1.拷贝已部署好的Node相关文件到新节点
在node节点将Worker Node涉及文件拷贝到master01
#node01节点操作
scp -r /opt/kubernetes/ root@master01:/opt
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@master01:/usr/lib/systemd/system
2.删除kubelet证书和kubeconfig文件
rm -rf /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig rm -rf /opt/kubernetes/ssl/kubelet-client-*
注：这几个文件是证书申请审批后自动生成的，每个Node不同，必须删除
3.修改主机名
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf --hostname-override=master01 vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml hostnameOverride: master01
4.启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload systemctl start kubelet kube-proxy systemctl enable kubelet kube-proxy
5.在Master上批准新Node kubelet证书申请
# 查看证书请求 kubectl get csr NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro 89s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending # 授权请求 kubectl certificate approve node-csr-4zTjsaVSrhuyhIGqsefxzVoZDCNKei-aE2jyTP81Uro
6.查看Node状态
[root@public ~]# kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION master01 Ready <none> 4h37m v1.20.7 master02 Ready <none> 4h32m v1.20.7 node01 Ready <none> 15h v1.20.7 node02 Ready <none> 15h v1.20.7
多台master也一样
yum -y install gcc zlib zlib-devel pcre-devel openssl openssl-devel
yum install nginx*
yum install nginx-mod-http-xslt-filter-1.20.1-2.el7.x86_64
yum install nginx-mod-http-image-filter-1.20.1-2.el7.x86_64
yum install nginx-filesystem-1.20.1-2.el7.noarch
yum install nginx-mod-http-perl-1.20.1-2.el7.x86_64
yum install nginx-mod-mail-1.20.1-2.el7.x86_64
yum install nginx-all-modules-1.20.1-2.el7.noarch
yum install nginx-1.20.1-2.el7.x86_64
yum install nginx-mod-stream-1.20.1-2.el7.x86_64
systemctl start nginx