如果没有特殊指明，所有操作均在 zhaoyixin-k8s-01 节点上执行。
kubernetes worker 节点运行如下组件：
- containerd
- kubelet
- kube-proxy
- calico
- kube-nginx
0.安装依赖包
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "yum install -y epel-release" &
ssh root@${node_ip} "yum install -y chrony conntrack ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget socat git" &
done
1.apiserver 高可用
本节使用 nginx 4 层透明代理功能实现 Kubernetes worker 节点组件高可用访问 kube-apiserver 集群。
基于 nginx 代理的 kube-apiserver 高可用方案
- 控制节点的 kube-controller-manager、kube-scheduler 是多实例部署且连接本机的 kube-apiserver，所以只要有一个实例正常，就可以保证高可用；
- 集群内的 Pod 使用 K8S 服务域名 kubernetes 访问 kube-apiserver， kube-dns 会自动解析出多个 kube-apiserver 节点的 IP，所以也是高可用的；
- 在每个节点起一个 nginx 进程，后端对接多个 apiserver 实例，nginx 对它们做健康检查和负载均衡；
- kubelet、kube-proxy 通过本地的 nginx（监听 127.0.0.1）访问 kube-apiserver，从而实现 kube-apiserver 的高可用。
下载和编译 nginx
下载源码：
cd /opt/k8s/work
wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.3.tar.gz
tar -xzvf nginx-1.15.3.tar.gz
配置编译参数：
cd /opt/k8s/work/nginx-1.15.3
mkdir nginx-prefix
yum install -y gcc make
./configure --with-stream --without-http --prefix=$(pwd)/nginx-prefix --without-http_uwsgi_module --without-http_scgi_module --without-http_fastcgi_module
--with-stream：开启 4 层透明转发(TCP Proxy)功能；--without-xxx：关闭所有其他功能，这样生成的动态链接二进制程序依赖最小；
输出：
Configuration summary
+ PCRE library is not used
+ OpenSSL library is not used
+ zlib library is not used
nginx path prefix: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix"
nginx binary file: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/sbin/nginx"
nginx modules path: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/modules"
nginx configuration prefix: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/conf"
nginx configuration file: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/conf/nginx.conf"
nginx pid file: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/logs/nginx.pid"
nginx error log file: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/logs/error.log"
nginx http access log file: "/opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/logs/access.log"
nginx http client request body temporary files: "client_body_temp"
nginx http proxy temporary files: "proxy_temp"
编译和安装：
cd /opt/k8s/work/nginx-1.15.3
make && make install
验证编译安装的 nginx
cd /opt/k8s/work/nginx-1.15.3
./nginx-prefix/sbin/nginx -v
nginx version: nginx/1.15.3
安装和部署 nginx
创建目录结构：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "mkdir -p /opt/k8s/kube-nginx/{conf,logs,sbin}"
done
拷贝二进制程序，并重命名为 kube-nginx。
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "mkdir -p /opt/k8s/kube-nginx/{conf,logs,sbin}"
scp /opt/k8s/work/nginx-1.15.3/nginx-prefix/sbin/nginx root@${node_ip}:/opt/k8s/kube-nginx/sbin/kube-nginx
ssh root@${node_ip} "chmod a+x /opt/k8s/kube-nginx/sbin/*"
done
配置 nginx，开启 4 层透明转发功能：
cd /opt/k8s/work
cat > kube-nginx.conf << \EOF
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
stream {
upstream backend {
hash $remote_addr consistent;
server 192.168.16.8:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server 192.168.16.10:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server 192.168.16.6:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}
server {
listen 127.0.0.1:8443;
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_pass backend;
}
}
EOF
upstream backend中的 server 列表为集群中各 kube-apiserver 的节点 IP，需要根据实际情况修改；
分发配置文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp kube-nginx.conf root@${node_ip}:/opt/k8s/kube-nginx/conf/kube-nginx.conf
done
配置 systemd unit 文件，启动服务
配置 kube-nginx systemd unit 文件：
cd /opt/k8s/work
cat > kube-nginx.service <分发 systemd unit 文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp kube-nginx.service root@${node_ip}:/etc/systemd/system/
done
启动 kube-nginx 服务：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-nginx && systemctl restart kube-nginx"
done
检查 kube-nginx 服务运行状态
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "systemctl status kube-nginx |grep 'Active:'"
done
确保状态为 active (running)，否则通过journalctl -u kube-nginx查看日志，确认原因。
2.部署 containerd 组件
containerd 实现了 kubernetes 的 Container Runtime Interface (CRI) 接口，提供容器运行时核心功能，如镜像管理、容器管理等，相比 dockerd 更加简单、健壮和可移植。
下载和分发二进制文件
下载二进制文件：
cd /opt/k8s/work
wget https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/releases/download/v1.17.0/crictl-v1.17.0-linux-amd64.tar.gz \
https://github.com/opencontainers/runc/releases/download/v1.0.0-rc10/runc.amd64 \
https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v0.8.5/cni-plugins-linux-amd64-v0.8.5.tgz \
https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.3.3/containerd-1.3.3.linux-amd64.tar.gz
解压：
cd /opt/k8s/work
mkdir containerd
tar -xvf containerd-1.3.3.linux-amd64.tar.gz -C containerd
tar -xvf crictl-v1.17.0-linux-amd64.tar.gz
mkdir cni-plugins
sudo tar -xvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.5.tgz -C cni-plugins
sudo mv runc.amd64 runc
分发二进制文件到所有 worker 节点：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp containerd/bin/* crictl cni-plugins/* runc root@${node_ip}:/opt/k8s/bin
ssh root@${node_ip} "chmod a+x /opt/k8s/bin/* && mkdir -p /etc/cni/net.d"
done
创建和分发 containerd 配置文件
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat << EOF | sudo tee containerd-config.toml
version = 2
root = "${CONTAINERD_DIR}/root"
state = "${CONTAINERD_DIR}/state"
[plugins]
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
sandbox_image = "registry.cn-beijing.aliyuncs.com/images_k8s/pause-amd64:3.1"
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".cni]
bin_dir = "/opt/k8s/bin"
conf_dir = "/etc/cni/net.d"
[plugins."io.containerd.runtime.v1.linux"]
shim = "containerd-shim"
runtime = "runc"
runtime_root = ""
no_shim = false
shim_debug = false
EOF
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "mkdir -p /etc/containerd/ ${CONTAINERD_DIR}/{root,state}"
scp containerd-config.toml root@${node_ip}:/etc/containerd/config.toml
done
创建 containerd systemd unit 文件
cd /opt/k8s/work
cat <分发 systemd unit 文件，启动 containerd 服务
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp containerd.service root@${node_ip}:/etc/systemd/system
ssh root@${node_ip} "systemctl enable containerd && systemctl restart containerd"
done
创建和分发 crictl 配置文件
crictl 是兼容 CRI 容器运行时的命令行工具，提供类似于 docker 命令的功能。具体参考官方文档。
cd /opt/k8s/work
cat << EOF | sudo tee crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
EOF
分发到所有 worker 节点：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp crictl.yaml root@${node_ip}:/etc/crictl.yaml
done
3.部署 kubelet 组件
kubelet 运行在每个 worker 节点上，接收 kube-apiserver 发送的请求，管理 Pod 容器，执行交互式命令，如 exec、run、logs 等。
kubelet 启动时自动向 kube-apiserver 注册节点信息，内置的 cadvisor 统计和监控节点的资源使用情况。
为确保安全，部署时关闭了 kubelet 的非安全 http 端口，对请求进行认证和授权，拒绝未授权的访问(如 apiserver、heapster 的请求)。
下载和分发 kubelet 二进制文件
参考 【k8s部署】5. 部署 master 节点 中的 《下载二进制文件》 一节。
创建 kubelet bootstrap kubeconfig 文件
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
do
echo ">>> ${node_name}"
# 创建 token
export BOOTSTRAP_TOKEN=$(kubeadm token create \
--description kubelet-bootstrap-token \
--groups system:bootstrappers:${node_name} \
--kubeconfig ~/.kube/config)
# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_name}.kubeconfig
# 设置客户端认证参数
kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
--token=${BOOTSTRAP_TOKEN} \
--kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_name}.kubeconfig
# 设置上下文参数
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kubelet-bootstrap \
--kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_name}.kubeconfig
# 设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_name}.kubeconfig
done
- 向 kubeconfig 写入的是 token，bootstrap 结束后 kube-controller-manager 为 kubelet 创建 client 和 server 证书；
查看 kubeadm 为各节点创建的 token：
$ kubeadm token list --kubeconfig ~/.kube/config
TOKEN TTL EXPIRES USAGES DESCRIPTION EXTRA GROUPS
3uk8cy.1yeeawz00uxr2r01 23h 2020-05-31T15:05:58+08:00 authentication,signing kubelet-bootstrap-token system:bootstrappers:zhaoyixin-k8s-03
udg7tq.qh9dksbq0u0jxjat 23h 2020-05-31T15:05:55+08:00 authentication,signing kubelet-bootstrap-token system:bootstrappers:zhaoyixin-k8s-01
vl120m.v8a8hdecwkpo4cyn 23h 2020-05-31T15:05:57+08:00 authentication,signing kubelet-bootstrap-token system:bootstrappers:zhaoyixin-k8s-02
- token 有效期为 1 天，超期后将不能再被用来 boostrap kubelet，且会被 kube-controller-manager 的 tokencleaner 清理；
- kube-apiserver 接收 kubelet 的 bootstrap token 后，将请求的 user 设置为
system:bootstrap:，group 设置为system:bootstrappers，后续将为这个 group 设置 ClusterRoleBinding；
分发 bootstrap kubeconfig 文件到所有 worker 节点
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
do
echo ">>> ${node_name}"
scp kubelet-bootstrap-${node_name}.kubeconfig root@${node_name}:/etc/kubernetes/kubelet-bootstrap.kubeconfig
done
创建和分发 kubelet 参数配置文件
创建 kubelet 参数配置文件模板（可配置项参考 代码中注释）：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kubelet-config.yaml.template <- address：kubelet 安全端口（https，10250）监听的地址，不能为 127.0.0.1，否则 kube-apiserver、heapster 等不能调用 kubelet 的 API；
- readOnlyPort=0：关闭只读端口(默认 10255)，等效为未指定；
authentication.anonymous.enabled：设置为 false，不允许匿名访问 10250 端口；authentication.x509.clientCAFile：指定签名客户端证书的 CA 证书，开启 HTTP 证书认证；authentication.webhook.enabled=true：开启 HTTPs bearer token 认证；- 对于未通过 x509 证书和 webhook 认证的请求(kube-apiserver 或其他客户端)，将被拒绝，提示 Unauthorized；
authroization.mode=Webhook：kubelet 使用 SubjectAccessReview API 查询 kube-apiserver 某 user、group 是否具有操作资源的权限(RBAC)；featureGates.RotateKubeletClientCertificate、featureGates.RotateKubeletServerCertificate：自动 rotate 证书，证书的有效期取决于 kube-controller-manager 的--experimental-cluster-signing-duration参数；- 需要 root 账户运行；
为各节点创建和分发 kubelet 配置文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
sed -e "s/##NODE_IP##/${node_ip}/" kubelet-config.yaml.template > kubelet-config-${node_ip}.yaml.template
scp kubelet-config-${node_ip}.yaml.template root@${node_ip}:/etc/kubernetes/kubelet-config.yaml
done
创建和分发 kubelet systemd unit 文件
创建 kubelet systemd unit 文件模板：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kubelet.service.template <- 如果设置了
--hostname-override选项，则 kube-proxy 也需要设置该选项，否则会出现找不到 Node 的情况； --bootstrap-kubeconfig：指向 bootstrap kubeconfig 文件，kubelet 使用该文件中的用户名和 token 向 kube-apiserver 发送 TLS Bootstrapping 请求；- K8S approve kubelet 的 csr 请求后，在
--cert-dir目录创建证书和私钥文件，然后写入--kubeconfig文件； --pod-infra-container-image不使用 redhat 的pod-infrastructure:latest镜像，它不能回收容器的僵尸；
为各节点创建和分发 kubelet systemd unit 文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
do
echo ">>> ${node_name}"
sed -e "s/##NODE_NAME##/${node_name}/" kubelet.service.template > kubelet-${node_name}.service
scp kubelet-${node_name}.service root@${node_name}:/etc/systemd/system/kubelet.service
done
授予 kube-apiserver 访问 kubelet API 的权限
在执行 kubectl exec、run、logs 等命令时，apiserver 会将请求转发到 kubelet 的 https 端口。这里定义 RBAC 规则，授权 apiserver 使用的证书（kubernetes.pem）用户名（CN：kuberntes-master）访问 kubelet API 的权限：
kubectl create clusterrolebinding kube-apiserver:kubelet-apis --clusterrole=system:kubelet-api-admin --user kubernetes-master
Bootstrap Token Auth 和授予权限
kubelet 启动时查找 --kubeletconfig 参数对应的文件是否存在，如果不存在则使用 --bootstrap-kubeconfig 指定的 kubeconfig 文件向 kube-apiserver 发送证书签名请求 (CSR)。
kube-apiserver 收到 CSR 请求后，对其中的 Token 进行认证，认证通过后将请求的 user 设置为 system:bootstrap:，group 设置为 system:bootstrappers，这一过程称为 Bootstrap Token Auth。
默认情况下，这个 user 和 group 没有创建 CSR 的权限，kubelet 启动失败。
解决办法是：创建一个 clusterrolebinding，将 group system:bootstrappers 和 clusterrole system:node-bootstrapper 绑定：
kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --group=system:bootstrappers
自动 approve CSR 请求，生成 kubelet client 证书
kubelet 创建 CSR 请求后，下一步需要创建被 approve，有两种方式：
- kube-controller-manager 自动 aprrove；
- 手动使用命令 ·kubectl certificate approve·；
CSR 被 approve 后，kubelet 向 kube-controller-manager 请求创建 client 证书，kube-controller-manager 中的 csrapproving controller 使用 SubjectAccessReview API 来检查 kubelet 请求（对应的 group 是 system:bootstrappers）是否具有相应的权限。
创建三个 ClusterRoleBinding，分别授予 group system:bootstrappers 和 group system:nodes 进行 approve client、renew client、renew server 证书的权限（server csr 是手动 approve 的，见后文）：
cd /opt/k8s/work
cat > csr-crb.yaml <- auto-approve-csrs-for-group：自动 approve node 的第一次 CSR； 注意第一次 CSR 时，请求的 Group 为 system:bootstrappers；
- node-client-cert-renewal：自动 approve node 后续过期的 client 证书，自动生成的证书 Group 为 system:nodes;
- node-server-cert-renewal：自动 approve node 后续过期的 server 证书，自动生成的证书 Group 为 system:nodes;
启动 kubelet 服务
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kubelet/kubelet-plugins/volume/exec/"
ssh root@${node_ip} "/usr/sbin/swapoff -a"
ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kubelet && systemctl restart kubelet"
done
- 启动服务前必须先创建工作目录；
- 关闭 swap 分区，否则 kubelet 会启动失败；
kubelet 启动后使用 --bootstrap-kubeconfig 向 kube-apiserver 发送 CSR 请求，当这个 CSR 被 approve 后，kube-controller-manager 为 kubelet 创建 TLS 客户端证书、私钥和 --kubeletconfig 文件。
注意：kube-controller-manager 需要配置 --cluster-signing-cert-file 和 --cluster-signing-key-file 参数，才会为 TLS Bootstrap 创建证书和私钥。
查看 kubelet 情况
稍等一会，三个节点的 CSR 都被自动 approved：
$ kubectl get csr
NAME AGE REQUESTOR CONDITION
csr-ct8r8 55s system:node:zhaoyixin-k8s-02 Pending
csr-dtm97 72s system:bootstrap:udg7tq Approved,Issued
csr-hwsnh 70s system:bootstrap:vl120m Approved,Issued
csr-jxml4 57s system:node:zhaoyixin-k8s-01 Pending
csr-tw6m6 70s system:bootstrap:3uk8cy Approved,Issued
csr-xh7j6 56s system:node:zhaoyixin-k8s-03 Pending
- Pending 的 CSR 用于创建 kubelet server 证书，需要手动 approve，参考后文。
所有节点均注册（NotReady 状态是预期的，后续安装了网络插件后就好）：
$ kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
zhaoyixin-k8s-01 NotReady 98s v1.16.6
zhaoyixin-k8s-02 NotReady 96s v1.16.6
zhaoyixin-k8s-03 NotReady 96s v1.16.6
kube-controller-manager 为各 node 生成了 kubeconfig 文件和公私钥：
$ ls -l /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
-rw------- 1 root root 2258 May 30 15:08 /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
$ ls -l /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-*
-rw------- 1 root root 1289 May 30 15:08 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2020-05-30-15-08-26.pem
lrwxrwxrwx 1 root root 59 May 30 15:08 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2020-05-30-15-08-26.pem
- 没有自动生成 kubelet server 证书；
手动 approve server cert csr
基于安全性考虑，CSR approving controllers 不会自动 approve kubelet server 证书签名请求，需要手动 approve：
$ kubectl get csr
NAME AGE REQUESTOR CONDITION
csr-ct8r8 2m23s system:node:zhaoyixin-k8s-02 Pending
csr-dtm97 2m40s system:bootstrap:udg7tq Approved,Issued
csr-hwsnh 2m38s system:bootstrap:vl120m Approved,Issued
csr-jxml4 2m25s system:node:zhaoyixin-k8s-01 Pending
csr-tw6m6 2m38s system:bootstrap:3uk8cy Approved,Issued
csr-xh7j6 2m24s system:node:zhaoyixin-k8s-03 Pending
$ # 手动 approve
$ kubectl get csr | grep Pending | awk '{print $1}' | xargs kubectl certificate approve
$ # 自动生成了 server 证书
$ ls -l /etc/kubernetes/cert/kubelet-*
-rw------- 1 root root 1289 May 30 15:08 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2020-05-30-15-08-26.pem
lrwxrwxrwx 1 root root 59 May 30 15:08 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2020-05-30-15-08-26.pem
-rw------- 1 root root 1338 May 30 15:12 /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-2020-05-30-15-12-23.pem
lrwxrwxrwx 1 root root 59 May 30 15:12 /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-2020-05-30-15-12-23.pem
kubelet api 认证和授权
kubelet 配置了如下认证参数：
authentication.anonymous.enabled：设置为 false，不允许匿名访问 10250 端口；authentication.x509.clientCAFile：指定签名客户端证书的 CA 证书，开启 HTTPs 证书认证；authentication.webhook.enabled=true：开启 HTTPs bearer token 认证；
同时配置了如下授权参数：
authroization.mode=Webhook：开启 RBAC 授权；
kubelet 收到请求后，使用 clientCAFile 对证书签名进行认证，或者查询 bearer token 是否有效。如果两者都没通过，则拒绝请求，提示 Unauthorized：
$ curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem https://192.168.16.8:10250/metrics
Unauthorized
$ curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem -H "Authorization: Bearer 123456" https://192.168.16.8:10250/metrics
Unauthorized
通过认证后，kubelet 使用 SubjectAccessReview API 向 kube-apiserver 发送请求，查询证书或 token 对应的 user、group 是否有操作资源的权限(RBAC)；
证书认证和授权
$ # 权限不足的证书；
$ curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager.pem --key /etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager-key.pem https://192.168.16.8:10250/metrics
Forbidden (user=system:kube-controller-manager, verb=get, resource=nodes, subresource=metrics)
$ # 使用部署 kubectl 命令行工具时创建的、具有最高权限的 admin 证书；
$ curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://192.168.16.8:10250/metrics|head
# HELP apiserver_audit_event_total [ALPHA] Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total [ALPHA] Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds [ALPHA] Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
--cacert、--cert、--key的参数值必须是文件路径，如上面的./admin.pem不能省略./，否则返回401 Unauthorized；
bear token 认证和授权
创建一个 ServiceAccount，将它和 ClusterRole system:kubelet-api-admin 绑定，从而具有调用 kubelet API 的权限：
kubectl create sa kubelet-api-test
kubectl create clusterrolebinding kubelet-api-test --clusterrole=system:kubelet-api-admin --serviceaccount=default:kubelet-api-test
SECRET=$(kubectl get secrets | grep kubelet-api-test | awk '{print $1}')
TOKEN=$(kubectl describe secret ${SECRET} | grep -E '^token' | awk '{print $2}')
echo ${TOKEN}
$ curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem -H "Authorization: Bearer ${TOKEN}" https://192.168.16.8:10250/metrics | head
# HELP apiserver_audit_event_total [ALPHA] Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total [ALPHA] Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds [ALPHA] Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
cadvisor 和 metrics
cadvisor 是内嵌在 kubelet 二进制中的，统计所在节点各容器的资源(CPU、内存、磁盘、网卡)使用情况的服务。
浏览器访问 kube-apiserver 的安全端口 6443 时，提示证书不被信任。这是因为 kube-apiserver 的 server 证书是我们创建的根证书 ca.pem 签名的，需要将根证书 ca.pem 导入操作系统，并设置永久信任。
对于 windows 系统使用以下命令导入 ca.perm：
keytool -import -v -trustcacerts -alias appmanagement -file "PATH...\\ca.pem" -storepass password -keystore cacerts
我们需要给浏览器生成一个 client 证书，访问 apiserver 的 6443 https 端口时使用。
这里使用部署 kubectl 命令行工具时创建的 admin 证书、私钥和上面的 ca 证书，创建一个浏览器可以使用 PKCS#12/PFX 格式的证书：
$ openssl pkcs12 -export -out admin.pfx -inkey admin-key.pem -in admin.pem -certfile ca.pem
将创建的 admin.pfx 导入到系统的证书中即可。
浏览器访问 https://192.168.16.8:10250/metrics 和 https://192.168.16.8:10250/metrics/cadvisor 分别返回 kubelet 和 cadvisor 的 metrics。
注意：
kubelet.config.json设置authentication.anonymous.enabled为 false，不允许匿名证书访问 10250 的 https 服务。
客户端选择证书的原理
- 证书选择是在客户端和服务端 SSL/TLS 握手协商阶段商定的；
- 服务端如果要求客户端提供证书，则在握手时会向客户端发送一个它接受的 CA 列表；
- 客户端查找它的证书列表(一般是操作系统的证书，对于 Mac 为 keychain)，看有没有被 CA 签名的证书，如果有，则将它们提供给用户选择（证书的私钥）；
- 用户选择一个证书私钥，然后客户端将使用它和服务端通信；
4.部署 kube-proxy 组件
kube-proxy 运行在所有 worker 节点上，它监听 apiserver 中 service 和 endpoint 的变化情况，创建路由规则以提供服务 IP 和负载均衡功能。
下载和分发 kube-proxy 二进制文件
参考 【k8s部署】5. 部署 master 节点 中的 《下载二进制文件》 一节。
创建 kube-proxy 证书
创建证书签名请求：
cd /opt/k8s/work
cat > kube-proxy-csr.json <- CN：指定该证书的 User 为
system:kube-proxy； - 预定义的 RoleBinding
system:node-proxier将 Usersystem:kube-proxy与 Rolesystem:node-proxier绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限； - 该证书只会被 kube-proxy 当做 client 证书使用，所以 hosts 字段为空；
生成证书和私钥：
cd /opt/k8s/work
cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
-ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
-config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
-profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
ls kube-proxy*
创建和分发 kubeconfig 文件
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/k8s/work/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config set-credentials kube-proxy \
--client-certificate=kube-proxy.pem \
--client-key=kube-proxy-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-proxy \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
分发 kubeconfig 文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
do
echo ">>> ${node_name}"
scp kube-proxy.kubeconfig root@${node_name}:/etc/kubernetes/
done
创建 kube-proxy 配置文件
创建 kube-proxy config 文件模板：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kube-proxy-config.yaml.template <bindAddress: 监听地址；clientConnection.kubeconfig: 连接 apiserver 的 kubeconfig 文件；clusterCIDR: kube-proxy 根据--cluster-cidr判断集群内部和外部流量，指定--cluster-cidr或--masquerade-all选项后 kube-proxy 才会对访问 Service IP 的请求做 SNAT；hostnameOverride: 参数值必须与 kubelet 的值一致，否则 kube-proxy 启动后会找不到该 Node，从而不会创建任何 ipvs 规则；mode: 使用 ipvs 模式；
为各节点创建和分发 kube-proxy 配置文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for (( i=0; i < 3; i++ ))
do
echo ">>> ${NODE_NAMES[i]}"
sed -e "s/##NODE_NAME##/${NODE_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_IP##/${NODE_IPS[i]}/" kube-proxy-config.yaml.template > kube-proxy-config-${NODE_NAMES[i]}.yaml.template
scp kube-proxy-config-${NODE_NAMES[i]}.yaml.template root@${NODE_NAMES[i]}:/etc/kubernetes/kube-proxy-config.yaml
done
创建和分发 kube-proxy systemd unit 文件
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kube-proxy.service <分发 kube-proxy systemd unit 文件：
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
do
echo ">>> ${node_name}"
scp kube-proxy.service root@${node_name}:/etc/systemd/system/
done
启动并检查 kube-proxy 服务
cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kube-proxy"
ssh root@${node_ip} "modprobe ip_vs_rr"
ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-proxy && systemctl restart kube-proxy"
done
检查启动结果
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "systemctl status kube-proxy|grep Active"
done
确保状态为 active (running)，否则通过 journalctl -u kube-proxy 查看日志，确认原因。
查看监听端口
$ sudo netstat -lnpt|grep kube-prox
tcp 0 0 192.168.16.8:10249 0.0.0.0:* LISTEN 11115/kube-proxy
tcp 0 0 192.168.16.8:10256 0.0.0.0:* LISTEN 11115/kube-proxy
- 10249：http prometheus metrics port;
- 10256：http healthz port;
查看 ipvs 路由规则
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh root@${node_ip} "/usr/sbin/ipvsadm -ln"
done
预期输出：
>>> 192.168.16.8
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.254.0.1:443 rr
-> 192.168.16.6:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.8:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.10:6443 Masq 1 0 0
>>> 192.168.16.10
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.254.0.1:443 rr
-> 192.168.16.6:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.8:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.10:6443 Masq 1 0 0
>>> 192.168.16.6
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.254.0.1:443 rr
-> 192.168.16.6:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.8:6443 Masq 1 0 0
-> 192.168.16.10:6443 Masq 1 0 0
可见所有通过 https 访问 K8S SVC kubernetes 的请求都转发到 kube-apiserver 节点的 6443 端口。
5.部署 calico 网络
kubernetes 要求集群内各节点(包括 master 节点)能通过 Pod 网段互联互通。
calico 使用 IPIP 或 BGP 技术（默认为 IPIP）为各节点创建一个可以互通的 Pod 网络。
安装 calico 网络插件
cd /opt/k8s/work
curl https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml -O
修改配置：
$ cp calico.yaml calico.yaml.orig
$ diff calico.yaml.orig calico.yaml
630c630,632
< value: "192.168.0.0/16"
---
> value: "172.30.0.0/16"
> - name: IP_AUTODETECTION_METHOD
> value: "interface=eth.*"
699c701
< path: /opt/cni/bin
---
> path: /opt/k8s/bin
- 将 Pod 网段地址修改为
172.30.0.0/16，即在 【k8s部署】1. 环境准备和初始化 文中environment.sh环境变量文件中定义的 Pod 网段范围； - calico 自动探查互联网卡，如果有多快网卡，则可以配置用于互联的网络接口命名正则表达式，如上面的 eth.*(根据自己服务器的网络接口名修改)；
运行 calico 插件：
$ kubectl apply -f calico.yaml
- calico 插件以 daemonset 方式运行在所有的 K8S 节点上。
查看 calico 运行状态
$ kubectl get pods -n kube-system -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
calico-kube-controllers-77d6cbc65f-c9s88 1/1 Running 0 22m 172.30.219.1 zhaoyixin-k8s-02
calico-node-gf8h2 1/1 Running 0 22m 192.168.16.10 zhaoyixin-k8s-02
calico-node-n26rj 1/1 Running 0 22m 192.168.16.8 zhaoyixin-k8s-01
calico-node-nx8hz 1/1 Running 0 22m 192.168.16.6 zhaoyixin-k8s-03
使用 crictl 命令查看 calico 使用的镜像：
$ crictl images
docker.io/calico/cni v3.14.1 35a7136bc71a7 77.6MB
docker.io/calico/node v3.14.1 04a9b816c7535 90.6MB
docker.io/calico/pod2daemon-flexvol v3.14.1 7f93af2e7e114 37.5MB
registry.cn-beijing.aliyuncs.com/images_k8s/pause-amd64 3.1 21a595adc69ca 326kB
- 如果 crictl 输出为空或执行失败，则有可能是缺少配置文件
/etc/crictl.yaml导致的，该文件的配置如下：
$ cat /etc/crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
参考
opsnull/follow-me-install-kubernetes-cluster