【Kubernetes】Kubernetes之二进制部署

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一、Kubernetes 的安装部署

1. 常见的安装部署方式

1.1 Minikube

  Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单节点微型K8S，仅用于学习、预览K8S的一些特性使用。

  部署地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube

1.2 Kubeadm

  Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群，相对简单。

  部署地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

1.3 二进制安装部署

  生产首选，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件和自签TLS证书，组成K8S集群，新手推荐。

  部署地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

2. K8S 部署 二进制与高可用的区别

2.1 二进制部署

• 部署难，管理方便，集群伸展性能好；
• 更稳定，集群规模到达一定的规模(几百个节点、上万个Pod)，二进制稳定性是要高于kubeadm部署；
• 遇到故障，宿主机起来了，进程也会起来。

2.2 kubeadm 部署

• 部署简单，管理难；
• 是以一种容器管理容器的方式允许的组件及服务，故障恢复时间比二进制慢；
• 遇到故障，启动宿主机，再启动进程，最后去启动容器，集群才能恢复，速度比二进制慢。

二、Kubernetes 二进制部署过程

1. 服务器相关设置以及架构

集群服务器主机名	集群服务器IP地址	集群服务器部署的服务
k8s集群 master01	192.168.145.15	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群 master02	192.168.145.30
k8s集群 node01	192.168.145.45	kubele kube-proxy docker
k8s集群 node02	192.168.145.60
etcd集群节点1	192.168.145.15	etcd
etcd集群节点2	192.168.145.45
etcd集群节点3	192.168.145.60
负载均衡nginx+keepalive01（master）	192.168.145.75
负载均衡nginx+keepalive02（backup）	192.168.145.90

2. 操作系统初始化配置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

#关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

#关闭swap，开机不自动挂载swap分区
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab 

#根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname master02
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

#在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.145.15 master01
192.168.145.30 master02
192.168.145.45 node01
192.168.145.60 node02
EOF

#调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

sysctl --system

#时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate ntp.aliyun.com  &> /dev/null

3. 部署 etcd 集群

  etcd是CoreOS团队于2013年6月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值（key-value）数据库。etcd内部采用raft协议作为一致性算法，etcd是go语言编写的。

  etcd 作为服务发现系统，有以下的特点：

• 简单：安装配置简单，而且提供了HTTP API进行交互，使用也很简单；
• 安全：支持SSL证书验证；
• 快速：单实例支持每秒2k+读操作；
• 可靠：采用raft算法，实现分布式系统数据的可用性和一致性。

  etcd 目前默认使用2379端口提供HTTP API服务， 2380端口和peer通信（这两个端口已经被 IANA[互联网数字分配机构] 官方预留给etcd）。 即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯，使用端口2380来进行服务器间内部通讯。

  etcd 在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd 的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台。

准备签发证书环境

  CFSSL 是 CloudFlare 公司开源的一款 PKI/TLS 工具。 CFSSL 包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑 TLS 证书的 HTTP API 服务。使用Go语言编写。

  CFSSL 使用配置文件生成证书，因此自签之前，需要生成它识别的 json 格式的配置文件，CFSSL 提供了方便的命令行生成配置文件。

  CFSSL 用来为 etcd 提供 TLS 证书，它支持签三种类型的证书：

1）client 证书，服务端连接客户端时携带的证书，用于客户端验证服务端身份，如 kube-apiserver 访问 etcd；
2）server 证书，客户端连接服务端时携带的证书，用于服务端验证客户端身份，如 etcd 对外提供服务；
3）peer 证书，相互之间连接时使用的证书，如 etcd 节点之间进行验证和通信。
#这里全部都使用同一套证书认证。

在 master01 节点上操作

#准备cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfo

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
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cfssl：证书签发的工具命令
cfssljson：将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书
cfssl-certinfo：验证证书的信息
cfssl-certinfo -cert <证书名称>			#查看证书的信息
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### 生成Etcd证书 ###
mkdir /opt/k8s
cd /opt/k8s/

#上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中
chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh

#创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录
mkdir /opt/k8s/etcd-cert
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
cd /opt/k8s/etcd-cert/
./etcd-cert.sh			#生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥

ls
ca-config.json  ca-csr.json  ca.pem        server.csr       server-key.pem
ca.csr          ca-key.