k8s多Master集群二进制部署

一、k8s多Master集群高可用方案

作用是实现高可用
apiserver对外安全通信端口6443，对内端口8080

1、高可用实现方案

• etcd：etcd群集至少是3副本，奇数台，通过raft算法，保证数据的一致性
• node节点：承载业务，跟Master进行对接
• master节点：高可用使用keepalived+LB方案，keepalived能够提供VIP和主备，LB实现负载均衡，使用nginx+haproxy，将master加入nginx地址池，由nginx转发到对应的apiserver，再通过schduleer调度到相应的node节点，使用轮询算法。

2、多Master高可用的搭建过程

- 从maste01复制etcd，k8s的证书，可执行文件，配置文件，master组件的服务管理文件 到 master02节点
- 再Masters节点修改apiserver的配置，修改为自己的配置
- 启动master相关组件

- 部署keepalived + LB （nginx , haproxy）实现高可用 和 负载均衡
- keepalived需要健康检查脚本来实现自动的故障切换
- 在所有Node节点上修改 node相关组件的 Kubeconfig 文件配置 ，把对接的 server ip 指定为VIP

二、多master节点集群搭建（master02 节点部署）

在单master节点部署的基础上

//从 master01 节点上拷贝证书文件、各master组件的配置文件和服务管理文件到 master02 节点
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.80.20:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.80.20:/opt
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.80.20:/usr/lib/systemd/system/

//修改配置文件kube-apiserver中的IP
vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--etcd-servers=https://192.168.80.10:2379,https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379 \
--bind-address=192.168.80.20 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.80.20 \			#修改
......

//在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启
systemctl start kube-apiserver.service
systemctl enable kube-apiserver.service
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl enable kube-controller-manager.service
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl enable kube-scheduler.service

//查看node节点状态
ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide			#-o=wide：输出额外信息；对于Pod，将输出Pod所在的Node名
//此时在master02节点查到的node节点状态仅是从etcd查询到的信息，而此时node节点实际上并未与master02节点建立通信连接，因此需要使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

三、负载均衡部署

//配置load balancer集群双机热备负载均衡（nginx实现负载均衡，keepalived实现双机热备）
##### 在lb01、lb02节点上操作 ##### 
//配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源
cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF

yum install nginx -y

//修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口
vim /etc/nginx/nginx.conf
events {
    worker_connections  1024;
}

#添加
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 192.168.80.10:6443;
        server 192.168.80.20:6443;
    }
    server {
        listen 6443;
        proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

http {
......


//检查配置文件语法
nginx -t   

//启动nginx服务，查看已监听6443端口
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
netstat -natp | grep nginx 


//部署keepalived服务
yum install keepalived -y

//修改keepalived配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   # 接收邮件地址
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_MASTER	#lb01节点的为 NGINX_MASTER，lb02节点的为 NGINX_BACKUP
}

#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/nginx/check_nginx.sh"	#指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER			#lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP
    interface ens33			#指定网卡名称 ens33
    virtual_router_id 51	#指定vrid，两个节点要一致
    priority 100			#lb01节点的为 100，lb02节点的为 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.80.100/24	#指定 VIP
    }
    track_script {
        check_nginx			#指定vrrp_script配置的脚本
    }
}


//创建nginx状态检查脚本 
vim /etc/nginx/check_nginx.sh
#!/bin/bash
#egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID
count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    systemctl stop keepalived
fi


chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh

//启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）
systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived
ip a				#查看VIP是否生成

//修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP
cd /opt/kubernetes/cfg/
vim bootstrap.kubeconfig 
server: https://192.168.80.100:6443
                      
vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443
                        
vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443

//重启kubelet和kube-proxy服务
systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service

//在lb01上查看nginx的k8s日志
tail /var/log/nginx/k8s-access.log


##### 在 master01 节点上操作 ##### 
//测试创建pod
kubectl run nginx --image=nginx

//查看Pod的状态信息
kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk   0/1     ContainerCreating   0          33s   #正在创建中

kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk   1/1     Running   0          80s  			#创建完成，运行中

kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE            NOMINATED NODE
nginx-dbddb74b8-26r9l   1/1     Running   0          10m   172.17.36.2   192.168.80.15   <none>
//READY为1/1，表示这个Pod中有1个容器

//在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问
curl 172.17.36.2

//这时在master01节点上查看nginx日志，发现没有权限查看
kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk
Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( nginx-dbddb74b8-nf9sk)

//在master01节点上，将cluster-admin角色授予用户system:anonymous
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cluster-system-anonymous created

//再次查看nginx日志
kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk

四、k8s的网站管理系统（Dashboard UI）

1、Dashboard介绍

仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪|表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源(例如部署，作业，守护进程等)。例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。

2、部署Dashboard UI

##### 在 master01 节点上操作 #####
//在k8s工作目录中创建dashborad工作目录
mkdir /opt/k8s/dashboard
cd /opt/k8s/dashboard
//上传Dashboard.zip压缩包，并解压，一共有7个yaml文件，包含5个构建该界面的核心文件，一个k8s-admin.yaml文件是自己写的，用来生成待会在浏览器中登录时所用的令牌；一个dashboard-cert.sh，用来快速生成解决谷歌浏览器加密通信问题所需的证书文件

//核心文件官方下载资源地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons/dashboard
dashboard-configmap.yaml   dashboard-rbac.yaml    dashboard-service.yaml	dashboard-controller.yaml  dashboard-secret.yaml  	  k8s-admin.yaml		 dashboard-cert.sh

------------------------------------------------------------------------------------------
1、dashboard-rbac.yaml：用于访问控制设置，配置各种角色的访问控制权限及角色绑定（绑定角色和服务账户），内容中包含对应各种角色所配置的规则（rules）
2、dashboard-secret.yaml：提供令牌，访问API服务器所用（个人理解为一种安全认证机制）
3、dashboard-configmap.yaml：配置模板文件，负责设置Dashboard的文件，ConfigMap提供了将配置数据注入容器的方式，保证容器中的应用程序配置从 Image 内容中解耦
4、dashboard-controller.yaml：负责控制器及服务账户的创建，来管理pod副本
5、dashboard-service.yaml：负责将容器中的服务提供出去，供外部访问
------------------------------------------------------------------------------------------

//通过kubectl create 命令创建resources
cd /opt/k8s/dashboard
1、规定kubernetes-dashboard-minimal该角色的权限：例如其中具备获取更新删除等不同的权限
kubectl create -f dashboard-rbac.yaml 
//有几个kind就会有几个结果被创建，格式为kind+apiServer/name
role.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created

//查看类型为 Role,RoleBinding 的资源对象 kubernetes-dashboard-minimal 是否生成
kubectl get role,rolebinding -n kube-system
//-n kube-system 表示查看指定命名空间中的pod，缺省值为default

2、证书和密钥创建
kubectl create -f dashboard-secret.yaml 
secret/kubernetes-dashboard-certs created
secret/kubernetes-dashboard-key-holder created

//查看类型为 Secret 的资源对象 kubernetes-dashboard-certs,kubernetes-dashboard-key-holder 是否生成
kubectl get secret -n kube-system

3、配置文件，对于集群dashboard设置的创建
kubectl create -f dashboard-configmap.yaml 
configmap/kubernetes-dashboard-settings created

//查看类型为 ConfigMap 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成
kubectl get configmap -n kube-system

4、创建容器需要的控制器以及服务账户
kubectl create -f dashboard-controller.yaml 
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
deployment.apps/kubernetes-dashboard created

//查看类型为 ServiceAccount,Deployment 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成
kubectl get serviceaccount,deployment -n kube-system

5、将服务提供出去
kubectl create -f dashboard-service.yaml 
service/kubernetes-dashboard created

//查看创建在指定的 kube-system 命名空间下的 pod 和 service 状态信息
kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide
//svc 为 service 的缩写，可用 kubectl api-resources 查看
NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE            NOMINATED NODE
pod/kubernetes-dashboard-7dffbccd68-c6d24   1/1     Running   1          11m   172.17.26.2   192.168.80.11   <none>

NAME                           TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE   SELECTOR
service/kubernetes-dashboard   NodePort   10.0.0.75    <none>        443:30001/TCP   11m   k8s-app=kubernetes-dashboard

//dashboard分配给了node01服务器，访问的入口是30001端口，打开浏览器访问 https://nodeIP:30001 来进行测试
火狐浏览器可直接访问：https://192.168.80.11:30001
谷歌浏览器则因为缺少加密通信的认证证书，导致无法直接访问。可通过 菜单->更多工具->开发者工具->Security 查看访问失败的原因。

//解决谷歌浏览器加密通信问题，使用的脚本 dashboard-cert.sh 来快速生成证书文件
cd /opt/k8s/dashboard/
vim dashboard-controller.yaml
......
        args:
          # PLATFORM-SPECIFIC ARGS HERE
          - --auto-generate-certificates
#在文件的第47行下面添加以下两行，指定加密（tls）的私钥和证书文件
          - --tls-key-file=dashboard-key.pem
          - --tls-cert-file=dashboard.pem


//执行脚本 
cd /opt/k8s/dashboard/
chmod +x dashboard-cert.sh
./dashboard-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert/

//在 dashboard 工作目录下将生成两个证书
ls *.pem
dashboard.pem	dashboard-key.pem

//重新进行部署（注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源）
kubectl apply -f dashboard-controller.yaml

//由于可能会更换所分配的节点，所以要再次查看一下分配的节点服务器地址和端口号
kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide

//再次进行访问测试，选择使用令牌方式登录，使用 k8s-admin.yaml 文件进行创建令牌
cd /opt/k8s/dashboard/
kubectl create -f k8s-admin.yaml

#获取token简要信息，名称为dashboard-admin-token-xxxxx
kubectl get secrets -n kube-system
NAME                               TYPE                                  DATA   AGE
dashboard-admin-token-kpmm8        kubernetes.io/service-account-token   3      
default-token-7dhwm                kubernetes.io/service-account-token   3      
kubernetes-dashboard-certs         Opaque                                11     
kubernetes-dashboard-key-holder    Opaque                                2      
kubernetes-dashboard-token-jn94c   kubernetes.io/service-account-token   3      

//查看令牌序列号，取 token: 后面的内容
kubectl describe secrets dashboard-admin-token-kpmm8 -n kube-system

//将令牌序列号复制填入到浏览器页面中，点击登录
先通过 kubectl get pods 命令查看一下集群中是否有资源在运行，再在 Dashboard UI 界面中命令空间选 default，
点击侧边栏中的“容器组”，点击容器名称，进入一个页面，点击右上方的“运行命令”或”日志“控件会弹出另一个额外页面，可在“运行命令”输入 curl <podip> 命令访问容器，再通过dashboard页面查看日志更新结果。

3、Dashboard部署步骤总结

准备 yaml 文件
kubectl create -f ...  创建 Dashboard 需要的资源

kubectl get pods,svc -n kube-system   获取 Dashboard 所在的 node i p和 node port
https://NodeIP:NodePort
                30001

谷歌浏览器问题
先创建证书
修改controller.yaml 配置
重新创建资源

令牌