2 二进制方式搭建K8S集群
本文介绍基于二进制方式，进行单Master、多Master的K8S集群搭建全过程。
经本人手动测试无误后整理成下文，建议先查看目录详情了解整体流程，后进行实操。
目录
1 环境要求、节点规划、配置
1.1 环境要求
1.2 节点规划
1.3 操作系统初始化配置
2 ETCD集群部署
2.1 准备cfssl证书生成工具
2.2 生成ETCD证书
2.3 下载ETCD的二进制文件
2.4 部署ETCD集群
3 安装Docker
4 部署 Master-Node
4.1 生成kube-apiserver证书
4.2 下载并解压二进制文件
4.3 部署 kube-apiserver
4.4 部署 kube-controller-manager
4.5 部署 kube-scheduler
5 部署 Work-Node
5.1 创建工作目录并拷贝二进制文件
5.2 部署kubelet
5.3 批准 kubelet 证书申请并加入集群
5.4 部署 kube-proxy
5.5 部署网络组件
5.6 授权 apiserver 访问 kubelet
5.7 新增加 Worker-Node
6 部署 DashBoard 和 CoreDNS
6.1 部署 DashBoard
6.2 部署 CoreDNS
7 扩容多 Master（高可用架构）
7.1 部署 Master2 Node
7.2 部署 Nginx+Keepalived 高可用负载均衡器
1 环境要求、节点规划、配置
1.1 环境要求
- 操作系统：CentOS7.8_x64 （mini）
- 系统配置（每台虚拟机）：2G内存、2个CPU、每个CPU上1个核心、20G硬盘
- 网络要求：每台虚拟机可访问外网，机器之间可相互访问
- Docker 版本：19-ce
- Kubernetes 版本：1.18
1.2 节点规划
由于我只有一台笔记本电脑（WIN10，16G内存），为了在VMWare中少开启几台虚拟机，就把ETCD集群分别放到仅有的3个节点中，单Master节点的K8S集群部署架构及组件安装如下图：
因此，本次环境搭建，一共用到3台虚拟机（单Master节点、双Node节点，1+2=3台）
单Master的K8S集群节点规划如下 ：
| 节点 | ip | 需要安装的组件 |
| k8s-master1 | 192.168.200.200 | kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd |
| k8s-node1 | 192.168.200.201 | kubelet、kube-proxy、docker、etcd |
| k8s-node2 | 192.168.200.202 | kubelet、kube-proxy、docker、etcd |
1.3 操作系统初始化配置
如下的8个步骤，需要在三台主机上分别执行一遍：
# 1、关闭防火墙
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
# 2、关闭selinux（我选择永久关闭，需要重启机器）
永久关闭：sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
临时关闭：setenforce 0
# 3、关闭swap（我选择永久关闭）
永久关闭：sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
临时关闭：swapoff -a
# 4、根据规划设置主机名（更改后命令行输入：bash 直接生效）
hostnamectl set-hostname k8s-master1
hostnamectl set-hostname k8s-node1
hostnamectl set-hostname k8s-node2
# 5、在master节点中添加集群中各个节点的主机名与ip的对应关系
#只有这个部分是只在Master中执行，其他的指令需要在3台机器上都执行一遍
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.200.200 k8s-master
192.168.200.201 k8s-node1
192.168.200.202 k8s-node2
EOF
# 6、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
# 7、配置生效
sysctl --system
# 8、时间同步
yum install ntpdate -y && ntpdate time.windows.com2 ETCD集群部署
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。为了节省机器，这里把3个ETCD实例分别部署在一个Matser节点和两个Node节点上。
| ETCD实例 | IP |
| etcd-1 | 192.168.200.200 |
| etcd-2 | 192.168.200.201 |
| etcd-3 | 192.168.200.202 |
2.1 准备cfssl证书生成工具
#1、安装cfssl证书生成工具（如果下载不了，可尝试换成http协议）
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-certinfo2.2 生成ETCD证书
#2、生成自签证书的根证书：创建文件夹
mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd TLS/etcd#3、生成自签证书的根证书：文件夹中写入配置文件2个
#配置文件1
cat > ca-config.json << EOF
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"www": {
"expiry": "87600h",
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
]
}
}
}
}
EOF
#配置文件2
cat > ca-csr.json << EOF
{
"CN": "etcd CA",
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "Beijing",
"ST": "Beijing"
}
]
}
EOF#4、执行如下指令生成证书
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
接下来，使用自签的根证书签发ETCD HTTPS证书：
#5、创建证书申请文件
cat > server-csr.json << EOF
{
"CN": "etcd",
"hosts": [
"192.168.200.200",
"192.168.200.201",
"192.168.200.202"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "BeiJing",
"ST": "BeiJing"
}
]
}
EOF注意：上面配置文件中hosts字段中的IP为所有etcd节点的集群内部通信IP，为了方便后期扩容可以多写几个预留IP（我没有预留）。
#6、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到目前为止，已经基于ETCD的根证书，生成了两个域名证书如下，用于ETCD集群使用HTTPS进行通信 ：
2.3 下载ETCD的二进制文件
浏览器输入地址直接下载，下载之后把压缩包拖动到root目录下。
https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz2.4 部署ETCD集群
以下操作只在节点1（Master）上进行一遍，至于节点2、3，直接从节点1中把结果拷贝过去即可。
- step1：创建工作目录并解压二进制包
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/
- step2：创建ETCD配置文件
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://192.168.200.200:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.200.200:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.200.200:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.200.200:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.200.200:2380,etcd-2=https://192.168.200.201:2380,etcd-3=https://192.168.200.202:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF
配置文件中各个参数含义如下：
#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_PEER_URLS：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_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群- step3：systemd管理etcd
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- step4：拷贝证书到配置文件路径下
cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/- step5：启动，并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd注意：systemctl start etcd 指令执行之后会“卡住”因为其他的ETCD节点还没部署呢。输入以下的指令可以查看日志：
#把和etcd有关的日志保存到a文件中，再从a中检索和ip相关的内容，下图截取了其中的一部分
#注意：本步骤不是必须要执行的
journalctl -u etcd > a
cat a grep|192.168.200
- step6：将上述节点1所有生成的文件拷贝到节点2和节点3
#分别拷贝etcd的工作目录、管理服务的配置文件到另外两台主机
scp -r /opt/etcd/ [email protected]:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system/
scp -r /opt/etcd/ [email protected]:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system/注意：需要修改ETCD配置文件参数（共5处修改点），分别修改另外2个ETCD的参数
vi /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1" # 修改1，节点2改为etcd-2，节点3改为etcd-3
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380" # 修改2 当前服务器IP
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改3 当前服务器IP
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380" # 修改4 当前服务器IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改5 当前服务器IP
启动并设置开机启动（同上）：
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd- step7：查看集群状态
在任意一个ETCD节点上输入如下指令，可以查看集群状态情况true表示健康（保证IP正确）
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://192.168.200.200:2379,https://192.168.200.201:2379,https://192.168.200.202:2379" endpoint health --write-out=table
3 安装Docker
其实，我这三台虚拟机上本来就安装好了Docker，如果没有安装Docker，可以参考该教程，当然，如果虚拟机本来就安装了Docker，我也会把修改点指出来。
如果虚拟机上本来就没安装Docker，安装步骤分为如下5步：
- step1：下载Docker的安装包（二级制安装，yum也可以）浏览器输入如下指令就能下载：
https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz- step2：解压，移动
tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin
- step3：设置systemd管理docker的配置文件（指定了docker守护进程启动的命令）
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
- step4：设置镜像加速
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
- step5：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker
如果虚拟机上本来就安装了Docker，只需要把修改2个配置文件即可：
- step1：修改systemd管理docker的配置文件
执行上面的step3。
- step2：设置镜像加速
执行上面的step4（去掉第一行创建文件夹的操作）。
- step3：启动并设置开机启动
执行上面的step5。最后，命令行输入：docker info 查看docker是否成功启动，上面所有的操作在3台机器上分别执行。
4 部署 Master-Node
到目前为止，前期准备工作已经完成了（环境准备、部署ETCD集群、安装Docker），接下来基于K8S中的各种组件的二进制文件，进行组件的配置与安装。不过，在进行配置安装操作之前先了解一下K8S的证书机制：
- K8S所有组件均采用HTTPS通信，基于两套根证书（apiserver、etcd）
- 证书分为管理节点和工作节点：
- 管理节点：controller-manager和scheduler连接apiserver时所需要的客户端证书
- 工作节点：kubelet、kube-proxy连接apiserver时所需要的客户端证书，一般采用BootStrap TLS机制，所以kubelet的证书初次启动会向apiserver申请颁发证书，由controller-manager组件自动颁发，如下图：
4.1 生成kube-apiserver证书
- step1：切换到目录：
cd TLS/k8s- step2：自签证书颁发机构（CA）
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": "Beijing",
"ST": "Beijing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
- step3：生成证书
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
- step4：使用自签CA签发kube-apiserver HTTPS证书
注：上述文件hosts字段中IP为所有Master节点ip、负载均衡器LB的ip、负载均衡器的VIP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP（203是第二个Mstser、88是VIP）。
cat > server-csr.json << EOF
{
"CN": "kubernetes",
"hosts": [
"10.0.0.1",
"127.0.0.1",
"192.168.200.200",
"192.168.200.201",
"192.168.200.202",
"192.168.200.203",
"192.168.200.88",
"kubernetes",
"kubernetes.default",
"kubernetes.default.svc",
"kubernetes.default.svc.cluster",
"kubernetes.default.svc.cluster.local"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "BeiJing",
"ST": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF- step5：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
4.2 下载并解压二进制文件
下载
https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.18.md#v1183
下载如下这个二进制压缩包即可。
解压
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/4.3 部署 kube-apiserver
- step1：创建配置文件
etcd-servers：分别填写3台机器的ip，bind-address、advertise-address填写Master节点ip
cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=https://192.168.200.200:2379,https://192.168.200.201:2379,https://192.168.200.202:2379 \\
--bind-address=192.168.200.200 \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=192.168.200.200 \\
--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 \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF配置文件中参数解释如下：
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
etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书
audit-log-xxx：审计日志- step2：拷贝证书
把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径：
cp ~/TLS/k8s/ca*pem ~/TLS/k8s/server*pem /opt/kubernetes/ssl/- step3：启用 TLS Bootstrapping 机制
生成token：
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '创建上述配置文件中token文件（把生成的token替换，格式：token，用户名，UID，用户组）
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
4ec49cd2f31388108e1c8958a805c8d4,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF
- step4：systemd管理apiserver
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
- step5：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver
- step6：授权kubelet-bootstrap用户允许请求证书（给token中的用户最小权限）
kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap
4.4 部署 kube-controller-manager
- step1：创建配置文件
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 \\
--master=127.0.0.1:8080 \\
--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 \\
--experimental-cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF
配置文件中参数介绍如下：
#参数介绍
master：通过本地非安全本地端口8080连接apiserver。
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
- step2： 生成kubeconfig文件
除了为该组件创建 .conf 主配置文件之外，还需要生成一个该组件专属的 .kubeconfig 配置文件用于连接apiserver
先生成kube-controller-manager证书
#切换工作目录
cd ~/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": "BeiJing",
"ST": "BeiJing",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
#生成controller-manager 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再生成kubeconfig配置文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
--client-certificate=./kube-controller-manager.pem \
--client-key=./kube-controller-manager-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-controller-manager \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubeconfig配置文件生成之后，可以用以下指令查看：
cat /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig- step3：systemd管理controller-manager
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- step4：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager
4.5 部署 kube-scheduler
- step1：创建配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1"
EOF
配置文件中参数介绍如下：
#参数介绍
master：通过本地非安全本地端口8080连接apiserver。
leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）- step2：生成 kubeconfig 文件
除了为该组件创建 .conf 主配置文件之外，还需要生成一个该组件专属的 .kubeconfig 配置文件用于连接apiserver
先生成 kube-scheduler证书
#切换工作目录
cd ~/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": "BeiJing",
"ST": "BeiJing",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
#生成 kube-scheduler 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再生成kubeconfig配置文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"
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=./kube-scheduler.pem \
--client-key=./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=${KUBE_CONFIG}kubeconfig配置文件生成之后，可以用以下指令查看：
cat /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig- step3：systemd管理scheduler
cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
- step4：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler
systemctl enable kube-scheduler
- step5：查看集群状态
查看集群状态用到kubectl工具，kubectl连接集群前进行配置（生成证书+生成连接用配置文件）
#1、切换工作目录
cd ~/TLS/k8s
#2、生成kubectl连接K8S集群的证书
cat > admin-csr.json << EOF
{
"CN": "admin",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "BeiJing",
"ST": "BeiJing",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
#3、生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
#4、生成kubeconfig配置文件（放到kubectl默认的配置文件夹/root/.kube/config下）
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials cluster-admin \
--client-certificate=./admin.pem \
--client-key=./admin-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=cluster-admin \
--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
到目前为止，Matser节点上的所有组件都已经启动成功（scheduler、controller-manager、etcd-0），通过kubectl工具查看当前集群组件状态：
kubectl get cs
5 部署 Work-Node
- 注意：Node节点所需要配置和安装的所有操作，都会在Matser节点机器上执行一遍，即Master既作为Master节点，同时又作为工作节点（只不过不使用工作节点的功能而已）。
- 注意：在Matser节点上还是要部署Node组件的，一方面，如果要在Master上运行Pod容器就需要部署Node组件。另一方面，如果只是想让Matser节点单纯的作为容器管理的节点，那么可以给Matser打上污点即可，这样Pod就不会部署到Matser节点上了。此外，如果不在Matser上部署Node组件，“kubectl get node” 指令中就没法找到Master组件了。
- 配置完成后，会把在Master节点上生成的所有文件拷贝到各个Node节点中，并修改必要的配置参数信息。
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，并从master节点上把二进制文件拷贝到Node节点工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
cd kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin # 本地拷贝5.2 部署kubelet
- step1：创建主配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--hostname-override=k8s-master1 \\
--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=lizhenliang/pause-amd64:3.0"
EOF
#配置文件参数解释
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- step2：配置参数文件
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- step3：生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="4ec49cd2f31388108e1c8958a805c8d4" # 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}- step4：systemd管理kubelet
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
- step5：启动并设置开机启动
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，批准请求（请求name按实际填写）
kubectl get csr
kubectl certificate approve node-csr-BWueBGbAmxsFfA8nydpgvg0wEX592ppsxXVChZZGapU
查看节点
kubectl get node 查看节点时，由于 网络插件还没有部署，所以显示NotReady状态：
5.4 部署 kube-proxy
- step1：创建主配置文件
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
- step2：配置参数文件
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: k8s-master1
clusterCIDR: 10.244.0.0/16
EOF
- step3：生成kube-proxy.kubeconfig文件
# 1、切换工作目录
cd ~/TLS/k8s
# 2、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": "BeiJing",
"ST": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
EOF
# 3、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
# 4、生成kubeconfig文件：
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"
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=./kube-proxy.pem \
--client-key=./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}- step4：systemd 管理kube-proxy
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
- step5：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy
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
首先把Calico的配置文件 calico.yaml 拖动到：/root/ 目录下，并cd回到root下：cd，然后执行如下两条指令：
#安装calico
kubectl apply -f calico.yaml
#列出“kube-system”命名空间下的所有pod
kubectl get pods -n kube-system
当Calico Pod都Running起来后，节点网络也会准备就绪，此时查看集群中的节点信息：
kubectl get node
5.6 授权 apiserver 访问 kubelet
应用场景：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
到目前为止，在Matser节点中要部署的所有组件都已经安装配置到Matser节点中了
（1）Matser组件：apiserver、controller-manager、scheduler
（2）Node组件：kubelet、kube-proxy
当然，Node工作节点中的组件可以不部署在Matser节点中，但是本案例还是这样做了，无伤大雅，接下来就把在Master节点中所部署的Node组件直接拷贝到各个Node节点上来，并修改必要的配置信息。Node节点的部署就轻松很多了。
5.7 新增加 Worker-Node
- step1：拷贝已部署好的Node相关文件到新节点
在Master节点中，将Worker Node涉及文件拷贝到另外2个新节点192.168.200.201/202
#拷贝工作目录（连带Master的内容一起拷贝了，没关系，反正也用不到）
scp -r /opt/kubernetes [email protected]:/opt/
#拷贝配置文件
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system
#拷贝证书文件
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem [email protected]:/opt/kubernetes/ssl
#对202机器同样执行一遍
scp -r /opt/kubernetes [email protected]:/opt/
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem [email protected]:/opt/kubernetes/ssl- step2：删除 kubelet 证书和 kubeconfig 文件
由于这几个文件是证书申请审批后自动生成的，每个Node不同，因此必须删除
#在node1、node2两个节点上分别执行如下命令
rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*- step3：修改主机名
在两台机器上分别打开2个配置文件，并修改主机名
#修改kubelet配置文件
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-node1
#修改kube-proxy配置文件
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-node1
#名称换成：k8s-node2再执行一遍- step4：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet kube-proxy
systemctl enable kubelet kube-proxy
- step5：在Master上批准新的Node kubelet证书申请
注意：该操作在Master节点上完成！
先查看证书请求：
kubectl get csr在两台node机器上分别执行完前4步操作之后（node节点中启动kubelet后就会有请求信息），查看证书请求会看到2条信息：
根据证书请求name进行授权
#授权ndoe1
kubectl certificate approve node-csr-MYWfZXy8o2n8Gb6dZ-fVKw1qVFkmgEkSFdg7m1VL56w
#授权node2
kubectl certificate approve node-csr-XAp5v8JU6qlAkDwzXPiN0DkJ9xlqsq4KbMekUFqBwKM
- step6：查看Node状态
kubectl get node 
6 部署 DashBoard 和 CoreDNS
- dashboard是k8s官方的UI工具，可以通过可视化界面的方式查看、操作k8s集群，但是功能较弱。
- CoreDNS用于集群内部Service名称解析
6.1 部署 DashBoard
- step1：把 DashBoard 的yaml文件拷贝到Master节点的 /root/路径下
- step2： 安装 DashBoard
kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml- step3：查看 DashBoard 部署情况
kubectl get pods,svc -n kubernetes-dashboard
- step4： 访问地址 https://192.168.200.200:30001
此时需要一个token，生成token步骤如下（Master主机下操作）：
#创建service account
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
#将service account绑定到集群角色，具备管理员权限
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
#获取token
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')输入token后进入DashBoard界面：
6.2 部署 CoreDNS
- step1：把 CoreDNS 的yaml文件拷贝到Master节点的 /root/路径下
- step2：安装
kubectl apply -f coredns.yaml - step3：查看部署情况
kubectl get pods -n kube-system 
到目前为止，一个单Master集群就搭建完成了，接下来进行多Master集群扩容。
如果你的机器配置不够用，到这里就已经可以进行后续的K8S学习了。
但是如果追求K8S集群的高可用的话，就再搞一台虚拟机作为第二个Matser-Node，操作如下。
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。
7.1 部署 Master2 Node
现在需要再增加一台新服务器（虚拟机），作为Master2 Node，IP是192.168.200.203。
Master2 与已部署的Master1所有操作一致，只需将Master1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。
- step1：安装Docker
##在Matser1节点上进行如下拷贝操作，拷贝到Master2节点
scp /usr/bin/docker* [email protected]:/usr/bin
scp /usr/bin/runc [email protected]:/usr/bin
scp /usr/bin/containerd* [email protected]:/usr/bin
scp /usr/lib/systemd/system/docker.service [email protected]:/usr/lib/systemd/system
scp -r /etc/docker [email protected]:/etc
# 在Master2中启动Docker
systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker
- step2：在Matser2中创建ETCD证书目录
mkdir -p /opt/etcd/ssl- step3：拷贝Master1上所有K8s文件和etcd证书到Master2
scp -r /opt/kubernetes [email protected]:/opt
scp -r /opt/etcd/ssl [email protected]:/opt/etcd
scp /usr/lib/systemd/system/kube* [email protected]:/usr/lib/systemd/system
scp /usr/bin/kubectl [email protected]:/usr/bin
scp -r ~/.kube [email protected]:~
- step4：删除kubelet证书和kubeconfig文件
rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*
- step5：修改配置文件ip与主机名
修改apiserver、kubelet和kube-proxy配置文件为本地IP及主机名：
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
...
--bind-address=192.168.200.203 \
--advertise-address=192.168.200.203 \
...
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig
server: https://192.168.200.203:6443
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig
server: https://192.168.200.203:6443
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-master2
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-master2
vi ~/.kube/config
...
server: https://192.168.200.203:6443
- step6：设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy
systemctl enable kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy
- step7：查看集群状态
kubectl get cs
- step8：批准kubelet证书申请
查看证书请求：
kubectl get csr授权请求：
kubectl certificate approve node-csr-pt7afV7SOLIx5F-CMdAhzoes2hbVL7E-NmipvtcEEy8 查看node（如果状态没变成 Ready 就多等几分钟）：
kubectl get node
7.2 部署 Nginx+Keepalived 高可用负载均衡器
kube-apiserver高可用架构图如下：
- 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的负载均衡。
- 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，基于上图，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。
- 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。
- 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，架构同上。
在两台Master节点上分别进行如下操作：
- step1： 安装软件包（主备一样）
yum install epel-release -y
yum install nginx keepalived -y
- step2：修改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 $upstream_bytes_sent';
access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;
upstream k8s-apiserver {
server 192.168.200.200:6443; # Master1 APISERVER IP:PORT
server 192.168.200.203:6443; # Master2 APISERVER IP:PORT
}
server {
listen 16443; # 由于nginx与master节点复用，这个监听端口不能是6443，否则会冲突
proxy_pass k8s-apiserver;
}
}
http {
log_format main '$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
- step3： 修改keepalived配置文件（Nginx Master）
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
notification_email {
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
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 ens33 # 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 {
192.168.200.88/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF此外，需要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|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
- step4： 修改keepalived配置文件（Nginx Backup）
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
notification_email {
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.200.88/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF此外，需要准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本：
cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
- step5：修改，让所有Worker Node连接LB VIP（Matser也是Worker-Node）
#左边的ip是Nginx-Master的ip(200)，右边的ip是VIP(88)
sed -i 's#192.168.200.200:6443#192.168.200.88:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
systemctl restart kubelet kube-proxy之前我们是让Matser1节点和其他各个Node节点进行直连，而现在，断开了这个连接（而是让node连接VIP），由于目前Nginx还没有启动，所以执行kubectl get node 指令时会出现如下无法连接的情况：
- step6：启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start nginx keepalived
systemctl enable nginx keepalived
注意：如果在任何环节出现操作系统软死锁的问题，如下：
这个bug没有让系统彻底死机，但是会让Nginx被锁死在了某个状态，而造成死锁的原因我估计是因为虚拟机的CPU太忙了或者CPU电压不稳定。 请输入如下几行指令解决：
#查看参数 watchdog_thresh（结果应该是10）
tail -1 /proc/sys/kernel/watchdog_thresh
#把这个参数改为30
echo 30 > /proc/sys/kernel/watchdog_thresh
#临时生效
sysctl -w kernel.watchdog_thresh=30- step7：查看keepalived工作状态（Master1）
此时，在ens33网卡绑定了192.168.200.88 虚拟IP，说明Nginx-Master工作正常。
现在访问192.168.200.88这个虚拟ip实际上就是在访问K8S-Matser集群中某个实例的apiserver。
（vip->Nginx-Master->K8S-Matser-apiserver，vip是Nginx的虚拟ip，与K8S-Matser节点无关）
- step8：测试
(1) Nginx代理测试
在K8s集群中选择任意节点，使用curl查看K8s版本测试，此时使用VIP进行访问：
curl -k https://192.168.200.88:16443/version如果能够获得k8s信息，说明Nginx搭建正常，且curl->vip(nginx)->apiserver(k8s-matser) 的链路被打通了。
当然，通过Nginx日志也可以看到转发apiserver Ip：
tail /var/log/nginx/k8s-access.log -f（2）K8S创建容器后访问测试
在Matser节点上创建一个容器，然后访问该容器，测试是否能成功访问：
#创建容器，访问该容器的ip就是node1或者node2的ip，因为node1和node2完全一样，用来部署容器应用，实现高可用
kubectl create deployment web --image=nginx
#暴露端口80
kubectl expose deployment web --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
#查看service（获取端口号）
kubectl get svc
到这里就算结束了，实际上还有个测试没做，就是：Nginx+Keepalived的高可用测试。
为什么没做这个测试呢？是因为我的电脑在一次系统内核软死锁之后，Nginx的启动总是失败，网络上的方法不能很好的解决我的问题，然而当我使用了step6中的方法之后，在matser1中部署的ngxin可以正常启动了，然而master2中的nginx仍不能正常启动，很奇怪，哭唧唧，后续针对这个问题再研究一下吧，这篇文章写得蛮长，mark一下。