k8s二进制部署--部署高可用

连接上文

notready是因为没有网络，因此无法创建pod

 k8s的CNI网络插件模式

1.pod内部，容器与容器之间的通信。

在同一个pod中的容器共享资源和网络，使用同一个网络命名空间。

2.同一个node节点之内，不同pod之间的通信。

每个pod都有一个全局的真实IP地址，同一个node之间的不同pod可以直接使用对方pod的ip地址进行通信。

pod1和pod2是通过docker0的网桥来进行通信。

3.不同node节点的pod如何通信。

Pod 地址与 docker0 在同一网段，docker0 网段与宿主机网卡是两个不同的网段，且不同 Node 之间的通信只能通过宿主机的物理网卡进行。

要想实现不同 Node 上 Pod 之间的通信，就必须想办法通过主机的物理网卡 IP 地址进行寻址和通信。因此要满足两个条件：Pod 的 IP 不能冲突；将 Pod 的 IP 和所在的 Node 的 IP 关联起来，通过这个关联让不同 Node 上 Pod 之间直接通过内网 IP 地址通信。
 

cni插件

cni是一个标准接口，用于容器运行时调用网络插件，配置容器网络，复制设置容器的网络命名空间，IP地址，路由等参数

flannel：

功能就是让集群之中不同节点的docker容器具有全集群唯一的虚拟IP地址。

overlay网络

在底层物理网络的基础之上，创建一个逻辑的网络层。二层+三层的集合 二层是物理网络，三层是逻辑上的网络层

overlay网络也是一种网络虚拟化的技术。

flannel支持的数据转发方式：

1.UDP模式（flannel1.0）：

默认模式，应用转发，配置简单，但是性能最差。

基于应用层，用户态

工作流程图：

2.vxlan(flannel1.1)：

基于内核转发，也是最常用的网络类型（小集群都是用这个）

根据vni来解析IP地址

3.host-gw（性能最好，但是配置麻烦）

Calico网络插件

flannel：每个发向容器的数据包进行封装，vxlan通过vtep打包数据，由内核封装数据包----》再转发到目标node节点。还有一个解封装的过程。再发送到目标pod。性能是有一定影响的。

Calico：采用直接路由的方式。BGP路由。不需要修改报文，同意直接通过路由表转发，路由表会相当复杂，运行维护的要求比较高。

BGP模式的特点：交换路由信息的外部网关协议，可以连接不同的节点。node节点可能不是一个网段，BGP实现可靠的，最佳的，动态的路由选择。自动识别相邻的路由设备

calico 不使用 overlay，也不需要交换，直接通过虚拟路由实现，每一台虚拟路由都通过BGP转发。

核心组件：

felix：也是运行在主机上的一个个pod，一个进程，k8s daemonset的方式部署pod.

daemont set 会在每个节点部署相同的Pod，后台的运行方式。

负责宿主机上插入路由规则，维护calico需要的网络设备。网络接口管理，监听，路由等等。

BGP Client：bird BGP的客户端，专门负责在集群中分发路由规则的信息。每一个节点都会有一个BGP Client。

BGP协议广播方式通知其他节点的，分发路由的规则。实现网络互通。

etcd：保存路由信息，负责网络元数据的一致性。保证网络状态的一致和准确。

calico的工作原理（路由转发）：

路由表来维护每个pod之间的通信。

创建好pod之后，添加一个设备cali veth pair设备。

虚拟网卡： veth pair是一对设备，虚拟的以太网设备。

一头连接在容器的网络命名空间

另一头连接宿主机的网络命名空间 cali

ip地址分配： veth pair连接容器的部分给容器分配一个IP地址，这个IP地址是唯一标识，宿主机也会被veth pair分配一个calico网络的内部IP地址。和其他节点上的容器进行通信。

veth设备：容器发出的IP通过veth pair设备到宿主机，宿主机根据路由规则的下一跳地址，发送到网关（目标宿主机）。数据包到达目标宿主机，veth pair设备，目标宿主机也是根据路由规则，下一跳地址，转发到目标容器。

ipip模式：会生成一个tunnel，数据包都在tunnel内部打包。封装：宿主机ip 容器内部的IP

常用的有flannel和calico

flannel的特点：配置简单，功能简单，基于overlay叠加网络实现，在物理层的网络层上再封装一个网络层

vxlan：是虚拟三层网络。最多的模式。vni+ip进行转发，flannel提供路由表，内核来封装和解封装。

host-gw():

由于封装和解封装的过程，对数据传输的性能会有影响。没有网络策略配置的能力。

udp：是默认模式

calico：功能强大，基于路由表进行转发，没有封装和解封装的过程。具备网络策略的配置能力。但是路由表维护起来复杂。

模式：ipip BGP

BGP：通过为ip路由表的前缀来实现目标主机的可达性。对比ipip模式，BGP模式没有隧道，BGP模式下，POD的数据包直接通过网卡发送到目的地。

ipip的隧道：隧道进行数据包的封装 ipv4----ipv4.

简单的小集群：flannel

扩容，配置网络策略：calico

部署coreDNS

//在所有 node 节点上操作
#上传 coredns.tar 到 /opt 目录中
cd /opt
docker load -i coredns.tar

//在 master01 节点上操作
#上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CoreDNS 
cd /opt/k8s
kubectl apply -f coredns.yaml

kubectl get pods -n kube-system 
NAME                          READY   STA
TUS    RESTARTS   AGE
coredns-5ffbfd976d-j6shb      1/1     Running   0          32s

#DNS 解析测试

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous


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

exit


---------- master02 节点部署 ----------
//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/ [email protected]:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ [email protected]:/opt
scp -r /root/.kube [email protected]:/root
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service [email protected]:/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://192.168.233.91:2379,https://192.168.233.93:2379,https://192.168.233.94:2379 \
--bind-address=192.168.233.92 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.233.92 \			#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

部署flannel

//在 node01 节点上操作
#上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中
cd /opt/
docker load -i flannel.tar

mkdir -p /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

//在 master01 节点上操作
#上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CNI 网络
cd /opt/k8s
kubectl apply -f kube-flannel.yml 

kubectl get pods -n kube-system
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-flannel-ds-hjtc7   1/1     Running   0          7s

kubectl get nodes
NAME            STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.80.11   Ready       81m   v1.20.11

部署负载均衡

---------- master02 节点部署 ----------
//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/ [email protected]:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ [email protected]:/opt
scp -r /root/.kube [email protected]:/root
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service [email protected]:/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://192.168.233.91:2379,https://192.168.233.93:2379,https://192.168.233.94:2379 \
--bind-address=192.168.233.92 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.233.92 \			#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



------------------------------ 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 $upstream_bytes_sent';
#日志记录格式	
#$remote_addr: 客户端的 IP 地址。
#$upstream_addr: 上游服务器的地址。
#[$time_local]: 访问时间，使用本地时间。
#$status: HTTP 响应状态码。
#$upstream_bytes_sent: 从上游服务器发送到客户端的字节数。
    
	access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;

    upstream k8s-apiserver {
        server 20.0.0.61:6443;
        server 20.0.0.62:6443;
    }
    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 {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from [email protected]
   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
   #vrrp_strict  #注释掉
}

#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 {
        192.168.233.100/24	#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                                                        
/usr/bin/curl -I http://localhost &>/dev/null    
if [ $? -ne 0 ];then                                            
#    /etc/init.d/keepalived stop
    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://192.168.233.100:6443
                      
vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.233.100:6443
                        
vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.233.100:6443

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

//在 lb01 上查看 nginx 和 node 、 master 节点的连接状态
netstat -natp | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:6443            0.0.0.0:*               LISTEN      44904/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      44904/nginx: master 
tcp        0      0 192.168.80.100:6443     192.168.80.12:46954     ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.14:45074     192.168.80.10:6443      ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.14:53308     192.168.80.20:6443      ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.14:53316     192.168.80.20:6443      ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.100:6443     192.168.80.11:48784     ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.14:45070     192.168.80.10:6443      ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.100:6443     192.168.80.11:48794     ESTABLISHED 44905/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.80.100:6443     192.168.80.12:46968     ESTABLISHED 44905/nginx: worker 


##### 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   
//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

kubectl exec -it nginx bash

//这时在master01节点上查看nginx日志
kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk

 部署 Dashboard

------------------------------ 部署 Dashboard ------------------------------
//在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

kubectl apply -f recommended.yaml

#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


#获取token值
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
https://20.0.0.63:30001