一、说明

1.部署K8S集群两种方式

  • kubeadmin

    Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群。

  • 二进制方式

使用二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。（此次使用）

  • 总结

    Kubeadm降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes集群，虽然部署麻烦点，但是利于后期维护。

2.环境准备

服务器要求：

  • 建议最小硬件配置：2核CPU、2G内存、30G硬盘

  • 服务器最好可以访问外网，会有从网上拉取镜像需求，如果服务器不能上网，需要提前下载对应镜像并导入

安装软件说明：

软件版本
操作系统CentOS release 7.6
容器引擎Docker CE 19
KubernetesKubernetes v1.20

服务器资源：

部署内容资源IP地址说明
K8S-Master01
etcd1		CPU:4C
内存：12G
磁盘：100G		10.0.33.190k8s主节点1
K8S-Master02
etcd2		CPU:4C
内存：12G
磁盘：100G		10.0.33.191k8s主节点2
K8S-Node01
etcd3		CPU:4C
内存：12G
磁盘：100G		10.0.33.192k8s从节点1
K8S-Node02CPU:4C
内存：12G
磁盘：100G		10.0.33.193k8s从节点2
Nginx(master)
Harbor
Jenkins		CPU:2C
内存：8G
磁盘：500G		10.0.33.194
10.0.33.196(VIP)		Nginx主节点
Nginx
Gitlab		CPU:2C
内存：8G
磁盘：100G		10.0.33.195Nginx从节点

其它:

虚拟ip4个： 10.0.33.196 10.0.33.197 10.0.33.198 10.0.33.199

其中10.0.33.196用于K8S集群高可用，剩余3个虚拟IP用于后续节点扩容。

3.系统初始化

对k8s服务器系统进行初始化，包括master和node节点。

此次操作的服务器IP：10.0.33.190-10.0.33.194

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

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

# 关闭swap：
swapoff -a  # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab  # 永久

# 同步系统时间（可以访问外网才能同步，如果没有外网请使用其它方式同步。如内网时间服务器）：
yum install ntpdate -y # 安装ntpdate命令
ntpdate time.windows.com # time.windows.com为时间服务器地址，可以根据需求更换为别的地址
# 如果服务器时区不对，可以修改一下
timedatectl set-timezone 'Asia/Shanghai'

# 修改hosts文件,根据实际IP进行修改
cat >> /etc/hosts << EOF
10.0.33.190 k8s-master1
10.0.33.191 k8s-master2
10.0.33.192 k8s-node1
10.0.33.193 k8s-node2
EOF
# 修改主机名
# 10.0.33.190服务器
hostnamectl set-hostname  k8s-master1
# 10.0.33.191服务器
hostnamectl set-hostname  k8s-master2
# 10.0.33.192服务器
hostnamectl set-hostname  k8s-node1
# 10.0.33.193服务器
hostnamectl set-hostname  k8s-node2
# 修改完成后查看
hostname

# 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
sysctl --system  # 生效

二、部署ETCD集群

1.etcd简介

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，当然，也可以使用5台组建集群，可容忍2台机器故障。

部署服务器节点：

10.0.33.190，10.0.33.191，10.0.33.192

注：这里为了节约机器与K8s服务器复用。也可以独立于k8s集群之外部署，只要apiserver能连接到就行。

2.准备cfssl证书生成工具

cfssl是一个开源的证书管理工具，使用json文件生成证书，相比openssl更方便使用。

找任意一台服务器操作，这里用Master节点。

# 按照以下命令依次执行即可
# 以下3个文件如果服务器上无法下载，可在自己本机下载后上传至服务器。（外网下载可能会比较慢）
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
# 给3个文件添加执行权限
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
# 移动至bin目录下
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

3.生成etcd证书

  • 自签证书颁发机构（CA）

创建工作目录：

mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd ~/TLS/etcd

自签CA：

cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

生成证书：

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -

执行完成会生成ca.pem和ca-key.pem文件

image-20210615120651999

  • 使用自签CA签发Etcd HTTPS证书

创建证书申请文件：

注：hosts字段中IP为所有etcd节点的集群内部通信IP，一个都不能少。如果为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。

cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "10.0.33.190",
    "10.0.33.191",
    "10.0.33.192"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

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

执行后会生成server.pem和server-key.pem文件

image-20210615121142752

4.部署etcd

下载安装包：

地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

为简化操作以下步骤都在1节点服务器上操作，完成后会将节点1生成的所有文件拷贝到节点2和节点3

  • 创建目录
# 创建目录
mkdir -p /opt/etcd/{bin,cfg,ssl}
# 解压安装包
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
# 进入解压目录
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/
# 把刚才生成的证书拷贝到ssl目录
cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/
  • 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://10.0.33.190:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://10.0.33.190:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://10.0.33.190:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://10.0.33.190:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://10.0.33.190:2380,etcd-2=https://10.0.33.191:2380,etcd-3=https://10.0.33.192:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

配置说明：

• 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_PEERURLS：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_INITIALCLUSTER_TOKEN：集群Token

• ETCD_INITIALCLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群

  • 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
  • 部署其它节点

以上1节点就完成了，接下来部署另外两个节点

# 把文件复制到另外两个节点服务器
scp -r /opt/etcd/ root@10.0.33.191:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@10.0.33.191:/usr/lib/systemd/system/
scp -r /opt/etcd/ root@10.0.33.192:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@10.0.33.192:/usr/lib/systemd/system/

修改节点2和节点3服务器配置文件：

vim /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-2"   # 修改此处，节点2改为etcd-2，节点3改为etcd-3
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://10.0.33.191:2380"   # 修改此处为当前服务器IP
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://10.0.33.191:2379" # 修改此处为当前服务器IP

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://10.0.33.191:2380" # 修改此处为当前服务器IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://10.0.33.191:2379"  # 修改此处为当前服务器IP
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://10.0.33.190:2380,etcd-2=https://10.0.33.191:2380,etcd-3=https://10.0.33.192:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
  • 启动并设置开机启动

在3台机器上执行以下操作

# 重新加载配置
systemctl daemon-reload
# 启动etcd。（第一台启动时会卡住，其它节点正常后才会恢复正常）
systemctl start etcd
# 设置开机自启
systemctl enable etcd

启动后查看etcd状态·,显示“running”说明正常。

systemctl status etcd

image-20210616123759237

  • 查看集群状态
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://10.0.33.190:2379,https://10.0.33.191:2379,https://10.0.33.192:2379" endpoint health --write-out=table

image-20210616141243410

如果输出上面信息，就说明集群部署成功。

如果有问题第一步先看日志：/var/log/message 或 journalctl -u etcd

三、安装docker

1.下载并安装

下载地址：https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz

所有k8s节点都需要安装，在k8s所有节点执行以下操作

# 下载安装包，如果已有安装包直接上传即可
wget https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz
# 解压
tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin
  • 加入systemd管理
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
  • 配置文件
# 创建配置文件
mkdir /etc/docker 
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF 
{ "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"] }
EOF
  • 启动并加入开机启动
systemctl daemon-reload 
systemctl start docker 
systemctl enable docker

四、Master节点部署

注：这里先部署单master节点，另外一个master节点后面再进行扩容

1.生成kube-apiserver证书

  • 自签证书颁发机构（CA）
# 进到之前创建的TLS下的k8s目录
cd ~/TLS/k8s

# 生成json文件
cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

# 注意是两个文件
cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

生成证书：

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -

执行完会生成ca.pem和ca-key.pem文件

image-20210616144909081

  • 使用自签CA签发kube-apiserver HTTPS证书

注：下面文件hosts字段中IP为所有Master/LB/VIP IP（跟K8S集群相关的所有IP），一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。这里把10.0.33.190 - 10.0.33.199的IP全部加上。

# 创建证书申请文件
cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "10.0.33.190",
      "10.0.33.191",
      "10.0.33.192",
      "10.0.33.193",
      "10.0.33.194",
      "10.0.33.195",
      "10.0.33.196",
      "10.0.33.197",
      "10.0.33.198",
      "10.0.33.199",
      "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

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

执行完会生成server.pem和server-key.pem文件

image-20210616161705931

2.下载安装包

下载地址： https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md

注：打开链接里面有很多包，下载一个server包就够了，包含了Master和Worker Node二进制文件。

下载步骤：

  • 打开下载地址

image-20210616162225843

  • 选择版本下载即可（根据服务器类型选择）

image-20210616162512869

下载完成后上传至master1服务器，并解压

# 创建k8s的工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} 
# 解压
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
# 复制文件
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/

3.部署kube-apiserver

3.1 创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=https://10.0.33.190:2379,https://10.0.33.191:2379,https://10.0.33.192:2379 \\
--bind-address=10.0.33.190 \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=10.0.33.190 \\
--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 \\
--service-account-issuer=api \\
--service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--requestheader-client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--proxy-client-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\
--proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--requestheader-allowed-names=kubernetes \\
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \\
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
--requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
--enable-aggregator-routing=true \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--feature-gates=RemoveSelfLink=false \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF

注：上面两个\ \ 第一个是转义符，第二个是换行符，使用转义符是为了使用EOF保留换行符。

配置参数说明：

• --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

• 1.20版本必须加的参数：–service-account-issuer，–service-account-signing-key-file

• --etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书

• --audit-log-xxx：审计日志

• 启动聚合层相关配置：–requestheader-client-ca-file，–proxy-client-cert-file，–proxy-client-key-file，–requestheader-allowed-names，–requestheader-extra-headers-prefix，–requestheader-group-headers，–requestheader-username-headers，–enable-aggregator-routing

3.2 配置证书

把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/

启用 TLS Bootstrapping 机制:

# 创建配置文件中token文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv <<-EOF
`head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '`,kubelet-bootstrap,10001,"system:nodebootstrapper"
EOF

image-20210617200143314

3.3 启动

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

启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver 
systemctl enable kube-apiserver

4.部署kube-controller-manager

4.1 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 \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig \\
--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 \\
--cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF

配置文件说明：

• --kubeconfig：连接apiserver配置文件

• --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

4.2 生成kubeconfig文件

生成kube-controller-manager证书：

# 切换目录
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

生成kubeconfig文件：

# 新建一个脚本(需要和证书在同级目录)
vim /root/TLS/k8s/kubecmcfg.sh

以下为脚本内容

# 设置变量
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://10.0.33.190:6443"

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}

注：KUBE_APISERVER为上面kube-apiserver的地址

执行脚本

sh -x kubecmcfg.sh

4.3 启动

# 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

# 启动并加入开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager

5. 部署kube-scheduler

5.1 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 \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig \\
--bind-address=127.0.0.1"
EOF

• --kubeconfig：连接apiserver配置文件

• --leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）

5.2 生成kubeconfig文件

生成kube-controller-manager证书：

# 切换目录
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

生成kubeconfig文件

# 新建一个脚本(需要和证书在同级目录)
vim /root/TLS/k8s/kubesccfg.sh

脚本内容：

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://10.0.33.190:6443"

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}

# 执行脚本
sh -x kubesccfg.sh

5.3 启动

# 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

# 启动并开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler
systemctl enable kube-scheduler

6.查看状态

生成kubectl连接集群的证书：

cd ~/TLS/k8s/
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

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin

生成kubeconfig文件：

mkdir /root/.kube

# 新建一个脚本(需要和证书在同级目录)
vim /root/TLS/k8s/kubeadcfg.sh

脚本内容：

KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://10.0.33.190:6443"

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}

执行脚本：

sh -x kubeadcfg.sh

通过kubectl命令查看当前集群组件状态：

kubectl get cs

image-20210618111813114

如果显示以上内容说明正常，Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+ 这个警告可以先不管

授权kubelet-bootstrap用户允许请求证书

kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap

至此master节点就部署完了，下面进行node节点部署

五、Node节点部署

下面操作也要在Master上操作，因为Master也要作为Node节点

1.准备文件

# 在所有node服务器创建工作目录，即190、192、193三台服务器
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}
# master节点执行，进入之前解压的安装包目录
cd ~/kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin

# 远程拷贝到其它节点
scp kubelet kube-proxy  root@10.0.33.192:/opt/kubernetes/bin
scp kubelet kube-proxy  root@10.0.33.193:/opt/kubernetes/bin

2.部署kubelet

以下操作在master节点操作，也就是190服务器

2.1 创建配置文件

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=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.0"
EOF

• --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。此镜像需要联网下载，如果无法上网需先下载镜像文件并导入

2.2 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

生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件

以下为脚本执行

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://10.0.33.190:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="9b0569cb48f8f762d4a750781e79f9f4" # 与token.csv里保持一致:/opt/kubernetes/cfg/token.csv

# 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}

3. 启动

加入systemd管理

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

启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

批准kubelet证书申请并加入集群

# 查看kubelet证书请求
kubectl get csr

image-20210618120522710

# 批准申请,node-csr-xxxx 根据上面结果填写
kubectl certificate approve node-csr-lILY24NwDvefS7Kn5bfgv4_bF92NhhK4uL8g39fy3ds
# 查看节点，由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady
kubectl get node

image-20210618120749127

4. 部署kube-proxy

4.1 创建配置文件

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

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: 10.0.0.0/24
EOF

4.2 生成kube-proxy.kubeconfig文件

生成kube-proxy证书：

# 切换工作目录
cd ~/TLS/k8s

# 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

# 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

生成kubeconfig文件

脚本执行

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://10.0.33.190:6443"

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}

4.3 启动

# 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

# 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

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。

部署calico:

kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system

查看calico pod是否running。（需要拉取镜像时间可能久一些）

kubectl get pod --all-namespaces

image-20210623105253072

6. 授权apiserver访问kubelet

# 生成授权文件
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

# 应用刚才生成的文件
kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml

# 测试一下，随便查看个pod日志看是否能显示
kubectl get pod --all-namespaces
# 查看下calico pod的日志
kubectl  logs -f calico-node-cb92m  -n kube-system

六、新增Node节点

1.准备文件

拷贝已部署好的Node相关文件到新节点

在刚部署的Master节点（190服务器）将涉及Node的文件拷贝到新节点10.0.33.192/193两台服务器上

scp -r /opt/kubernetes root@10.0.33.192:/opt/
scp -r /opt/kubernetes root@10.0.33.193:/opt/

scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@10.0.33.192:/usr/lib/systemd/system
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@10.0.33.193:/usr/lib/systemd/system

scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@10.0.33.192:/opt/kubernetes/ssl
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@10.0.33.193:/opt/kubernetes/ssl

两台节点（192、193）机器删除证书文件

# 删除kubelet证书和kubeconfig文件
rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig 
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

注：这几个文件是证书申请审批后自动生成的，每个Node不同，必须删除

2.修改配置

两台节点（192、193）修改主机名

# 192
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-node1

# 193
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-node2

启动配置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet kube-proxy
systemctl enable kubelet kube-proxy

3. 证书申请

在Master（190）上批准新Node kubelet证书申请

# 查看证书请求
kubectl get csr

image-20210623111942779

# 授权请求:kubectl certificate approve xxxx ,xxxx根据上面NAME填写
kubectl certificate approve node-csr-yhyPgARd5QGyNmHbKqbAdBRcsGbPnRQpeb30oTofUtc
kubectl certificate approve node-csr-z_rvpyQjR3NUIFlDGv_JK8xmUMhEna8j03IaCXj651s

# 查看node状态
kubectl  get node

image-20210623112829963

七、部署Dashboard和CoreDNS

1. 部署Dashboard

Dashboard是k8s的一个web页面，不部署也可以。

# 应用部署文件
kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml
# 查看状态
kubectl  get pod,svc -n kubernetes-dashboard

image-20210623114012487

访问页面：https://NodeIP:30001

NodeIP是指随意一个node服务器ip，如：https://10.0.33.190:30001/

image-20210623114146546

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
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

执行完复制token

image-20210623114258561

粘贴并登陆：

image-20210623114417857

登陆后的页面：

image-20210623114445777

2. 部署CoreDNS

CoreDNS用于集群内部Service名称解析。

# 应用
kubectl apply -f coredns.yaml 
# 查看部署状态
kubectl  get pod -n kube-system  |grep core

image-20210623114736932

DNS解析测试：

# 创建一个测试容器，并进入容器内部
kubectl run -it --rm dns-test --image=busybox:1.28.4 sh 
# 容器内部执行以下操作：
nslookup kubernetes

image-20210623115217803

如果打印以上内容说明解析没有问题。

至此一个单Master集群就搭建完成了，如果不需要搭建多Mater节点到这里就算完成了！

八、扩容为多Master

​ 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。

多Master架构图：

image-20210623145432210

1. 部署Master2

Master2 与已部署的Master1所有操作一致。所以我们只需将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。

拷贝文件：

# master1上操作
scp -r /opt/kubernetes root@10.0.33.191:/opt
scp -r /opt/etcd/ssl root@10.0.33.191:/opt/etcd
scp /usr/lib/systemd/system/kube* root@10.0.33.191:/usr/lib/systemd/system
scp /usr/bin/kubectl  root@10.0.33.191:/usr/bin
scp -r ~/.kube root@10.0.33.191:~

删除证书文件：

master2删除kubelet证书和kubeconfig文件

rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

修改配置：

修改apiserver、kubelet和kube-proxy配置文件为本地IP：

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf 
# 修改内容
--bind-address=10.0.33.191 \
--advertise-address=10.0.33.191 \

vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
# 修改内容
--hostname-override=k8s-master2

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
# 修改内容
hostnameOverride: k8s-master2

# 修改连接master为本机IP
vi ~/.kube/config
# 修改内容
server: https://10.0.33.191:6443

启动并设置开机启动：

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

查看集群状态

kubectl get cs

image-20210623153235343

批准kubelet证书申请

# 查看证书请求
kubectl get csr
# 授权
kubectl certificate approve node-csr-kcZ5tONbkEPHdwY2JjcpzhHalyfzt_Y7w_wK-IzmRCY

image-20210623153348541

# 查看node状态
kubectl  get node

image-20210623153509817

2. 部署高可用

部署Nginx+Keepalived高可用负载均衡器

kube-apiserver高可用架构图：

image-20210623153606975

• 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实现负载均衡。

• 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，在上述拓扑中，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。

部署机器： 10.0.33.194/195 其中194为master

2.1 安装软件包

安装nginx（两台机器都装）：

# 下载安装包
wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.1.tar.gz
# 安装依赖
yum install gcc gcc-c++ pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl
# 解压
tar -xvf nginx-1.20.1.tar.gz
cd nginx-1.20.1
# 编译安装
./configure --user=nginx \
--group=nginx \
--prefix=/usr/local/nginx \
--conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf \
--with-stream 
# 安装
make && make install

Nginx配置文件（2台机器一样）

upstream k8s-apiserver改为k8s apiserver地址和端口

cat > /usr/local/nginx/nginx.conf << "EOF"
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /usr/local/nginx/logs/error.log;
pid /usr/local/nginx/logs/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  /usr/local/nginx/logs/k8s-access.log  main;

    upstream k8s-apiserver {
       server 10.0.33.190:6443;   # Master1 APISERVER IP:PORT
       server 10.0.33.191:6443;   # Master2 APISERVER IP:PORT
    }

    server {
       listen 16443; # 注意如果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  /usr/local/nginx/logs/access.log  main;

    sendfile            on;
    tcp_nopush          on;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;

    include             /usr/local/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;

    server {
        listen       80 default_server;
        server_name  _;

        location / {
        }
    }
}
EOF

nginx加入systemd管理

cat > /usr/lib/systemd/system/nginx.service  << "EOF"
[Unit]
Description=The Nginx HTTP Server daemon
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
[Service]
#Type为服务的类型，仅启动一个主进程的服务为simple，需要启动若干子进程的服务为forking
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
ExecStop=/bin/kill -s QUIT ${MAINPID}
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

# 添加用户
groupadd  nginx && useradd  nginx -g nginx
# 重载
systemctl  daemon-reload
# 启动
systemctl  start  nginx
# 加入开机启动
systemctl  enable  nginx

安装keepalived：

# 两台机器安装
yum install epel-release -y
yum install keepalived -y

2.2 keepalived配置

keepalived配置文件（Nginx Master 194）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs { 
   notification_email { 
     acassen@firewall.loc 
     failover@firewall.loc 
     sysadmin@firewall.loc 
   } 
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc  
   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 ens32  # 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 { 
        10.0.33.196/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

• vrrp_script：指定检查nginx工作状态脚本（根据nginx状态判断是否故障转移）

• virtual_ipaddress：虚拟IP（VIP）

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
# 添加执行权限
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

keepalived配置文件（Nginx Backup 195）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs { 
   notification_email { 
     acassen@firewall.loc 
     failover@firewall.loc 
     sysadmin@firewall.loc 
   } 
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc  
   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 ens32
    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 { 
        10.0.33.196/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

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
# 添加执行权限
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

注：keepalived根据脚本返回状态码（0为工作正常，非0不正常）判断是否故障转移。

启动

# 2台一起启动
systemctl daemon-reload
systemctl start  keepalived
systemctl enable  keepalived

2.3 测试

查看keepalived工作状态

# nginx主节点查看网卡是否绑定虚拟ip
ip addr

image-20210627153356472

Nginx+Keepalived高可用测试

把主节点的nginx关闭，然后在从节点上查看虚拟ip是否漂移过去

# Nginx 主节点执行
pkill nginx
# Nginx 从节点
ip addr

image-20210627153644295

K8S节点测试

K8s集群中任意一个节点，使用curl查看K8s版本测试，使用VIP访问。注意关闭防火墙。

curl  -k https://10.0.33.196:16443/version

image-20210627155053018

如果可以正确获取到k8s版本信息，说明高可用负载正常。

也可以通过查看Nginx日志也可以看到转发apiserver IP：

image-20210627155505484

3. 修改Node连接LB VIP

目前我们增加了Master2 节点和负载均衡器，但是我们是从单Master架构扩容的，也就是说目前所有的Node节点连接都还是Master1 节点ip，如果不改为连接VIP走负载均衡器，那么Master还是单点故障。

把node节点上所有的的配置由：10.0.33.190:6443 改为10.0.33.196:16443（vip）

在所有节点执行(master1和2也执行)：

sed -i 's#10.0.33.190:6443#10.0.33.196:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
# 检查
grep "16443" /opt/kubernetes/cfg/*
# 重启
systemctl restart kubelet kube-proxy

执行完成后查看节点状态：

kubectl  get node

image-20210627160236211

至此K8S高可用集群就搭建完成了，如果后续需要添加节点按照以上步骤操作即可。

九、其它

1.命令补全

yum install bash-completion -y
source /usr/share/bash-completion/bash_completion
source <(kubectl completion bash)

BACKUP
interface ens32
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 {
10.0.33.196/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF


准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本：

```shell
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
# 添加执行权限
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

注：keepalived根据脚本返回状态码（0为工作正常，非0不正常）判断是否故障转移。

启动

# 2台一起启动
systemctl daemon-reload
systemctl start  keepalived
systemctl enable  keepalived

2.3 测试

查看keepalived工作状态

# nginx主节点查看网卡是否绑定虚拟ip
ip addr

[外链图片转存中…(img-9gu34a0h-1682645840015)]

Nginx+Keepalived高可用测试

把主节点的nginx关闭，然后在从节点上查看虚拟ip是否漂移过去

# Nginx 主节点执行
pkill nginx
# Nginx 从节点
ip addr

[外链图片转存中…(img-bkfybqqj-1682645840016)]

K8S节点测试

K8s集群中任意一个节点，使用curl查看K8s版本测试，使用VIP访问。注意关闭防火墙。

curl  -k https://10.0.33.196:16443/version

[外链图片转存中…(img-hDjDf5A5-1682645840017)]

如果可以正确获取到k8s版本信息，说明高可用负载正常。

也可以通过查看Nginx日志也可以看到转发apiserver IP：

[外链图片转存中…(img-6g3H5oxd-1682645840017)]

3. 修改Node连接LB VIP

目前我们增加了Master2 节点和负载均衡器，但是我们是从单Master架构扩容的，也就是说目前所有的Node节点连接都还是Master1 节点ip，如果不改为连接VIP走负载均衡器，那么Master还是单点故障。

把node节点上所有的的配置由：10.0.33.190:6443 改为10.0.33.196:16443（vip）

在所有节点执行(master1和2也执行)：

sed -i 's#10.0.33.190:6443#10.0.33.196:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
# 检查
grep "16443" /opt/kubernetes/cfg/*
# 重启
systemctl restart kubelet kube-proxy

执行完成后查看节点状态：

kubectl  get node

[外链图片转存中…(img-yYNiTVBi-1682645840018)]

至此K8S高可用集群就搭建完成了，如果后续需要添加节点按照以上步骤操作即可。

九、其它

1.命令补全

yum install bash-completion -y
source /usr/share/bash-completion/bash_completion
source <(kubectl completion bash)
# kubernetes # docker # 运维
Logo
K8S/Kubernetes

K8S/Kubernetes社区为您提供最前沿的新闻资讯和知识内容

更多推荐

【深度】阿里巴巴万级规模 K8s 集群全局高可用体系之美

作者 |  韩堂、柘远、沉醉来源 | 阿里巴巴云原生公众号​前言台湾作家林清玄在接受记者采访的时候，如此评价自己 30 多年写作生涯：“第一个十年我才华横溢，‘贼光闪现’，令周边黯然失色；第二个十年，我终于‘宝光现形’，不再去抢风头，反而与身边的美丽相得益彰；进入第三个十年，繁华落尽见真醇，我进入了‘醇光初现’的阶段，真正体味到了境界之美”。​长夜有穷，真水无香。领略过了 K8s“身在江

avatar K8S/Kubernetes

如何基于 K8s 构建下一代 DevOps 平台？

作者 | 孙健波（天元）导读：当前云原生 DevOps 体系现状如何？面临哪些挑战？如何通过 OAM 解决云原生 DevOps 场景下的诸多问题？云原生开发应用模型 OAM(Open Application Model) 社区核心成员孙健波将为大家一一解答，并分享如何基于 OAM 和 Kubernetes 打造无限能力的下一代 DevOps 平台。什么是 DevOps？为什么基于 Kub

avatar K8S/Kubernetes

k8s 火了！

2020，上云之年，产品云端化成为一种趋势。在一线城市，很多公司都已经构建了自己的私有云环境，比如阿里云、网易云、华为云等。而Kubernetes 作为基于容器编排领域的王者，具备扩展...

avatar K8S/Kubernetes