Kubernetes单节点搭建----单master集群的搭建

前两篇博客详细的讲述了K8S的etcd数据库和flannel网络的搭建，这次就来搭建K8S的单master节点集群。如图所示：

在master节点上，已经部署了etcd数据库还要部署api server、scheduler、controller-manager。node节点中上次已经部署了etcd数据库、docker容器引擎和flannel网络。现在还需要再次部署kubelet和kube-proxy。

一、master节点部署

1.master节点部署api server
1.
在/root/ks8中创建k8s-cert目录

mkdir /root/k8s/k8s-cert

2.创建api server自签证书的脚本

vim k8s-cert.sh

#!/bin/bash

#产生ca证书的脚本，指定证书的有效时间，认证方式

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

#生成ca.pem和ca-key.pem证书

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

#-----------------------

#生成server的秘钥证书。
#其中分别配置一下几个IP地址。
#为了多master节点考虑，这是master1的IP地址      "192.168.80.132",
#为了多master节点考虑，这是master2的IP地址      "192.168.80.133",
#集群对外提供的虚拟IP地址     				    "192.168.80.130",
#代理端节点ip地址    							"192.168.80.136",
#代理端节点ip地址     						"192.168.80.137",


cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.80.132",
      "192.168.80.133",
      "192.168.80.130",
      "192.168.80.136",
      "192.168.80.137",
      "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server端的server.pem和server-key.pem证书

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

#-----------------------

#生成admin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

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

#-----------------------

#生成proxy的证书

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

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

在执行脚本之后就会生成8个*.pem证书。

. k8s-cert.sh 

2.创建好的证书需要存放在Kubernetes的目录中。在/opt目录下创建Kubernetes的工作目录。

 mkdir /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl} -p 

3.将ca证书和server证书复制到Kubernetes的ssl目录下。

pwd
#/root/k8s/k8s-cert
cp {ca*.pem,server*.pem} /opt/kubernetes/ssl/
ls /opt/kubernetes/ssl/
#ca-key.pem  ca.pem  server-key.pem  server.pem

4.解压 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz。

pwd
#/root/k8s
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

5.将Kubernetes的相关命令文件复制到/opt目录下的Kubernetes的工作目录。

 pwd
#/root/k8s/kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver \
kubectl \
kube-controller-manager \
kube-scheduler \
/opt/kubernetes/bin

6.使用随机生成的序列号创建一个kubelet-bootstrap的用户去管理node节点。

#使用序列号生成命令：
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ' 
f153e51567638e7174d123a47a8cd20a

#在/opt目录下的Kubernetes的工作目录中创建一个token的角色定义文件。
vim /opt/kubernetes/cfg/token.csv
f153e51567638e7174d123a47a8cd20a,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"

#格式：
#插入之前的序列号，用户名，用户ID号，用户的角色权限

7.配置api server配置脚本。

#!/bin/bash

#其中需要指定master节点IP地址和etcd的群集
MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver

KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--etcd-servers=${ETCD_SERVERS} \\
--bind-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--allow-privileged=true \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \\
--authorization-mode=RBAC,Node \\
--kubelet-https=true \\
--enable-bootstrap-token-auth \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-50000 \\
--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"

EOF

#生成api server的启动脚本
cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-apiserver
systemctl restart kube-apiserver

启动api server，这里需要注意etcd的端口使用的443端口，所以在执行脚本时用的是https。

bash apiserver.sh 192.168.80.132 \
https://192.168.80.132:2379,\
https://192.168.80.134:2379,\
https://192.168.80.135:2379

8.查看api server是否启动
检查进程：

ps aux | grep buke

检查端口是否开启：

netstat -ntap | grep 6443
netstat -ntap | grep 8080

以上端口都开启了。

9.配置scheduler配置脚本。

#!/bin/bash

#指定监听本机的8080端口
MASTER_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler

KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--master=${MASTER_ADDRESS}:8080 \\
--leader-elect"

EOF

#配置scheduler的启动脚本
cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-scheduler
systemctl restart kube-scheduler

#运行此脚本
. /root/k8s.scheduler.sh 127.0.0.1

#使用此命令查看集群健康状态
/opt/kubernetes/bin/kubectl get cs

10.配置controller-manager的配置脚本

vim /root/k8s/controller-manager.sh
#!/bin/bash

MASTER_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager


KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--master=${MASTER_ADDRESS}:8080 \\
--leader-elect=true \\
--address=127.0.0.1 \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--cluster-name=kubernetes \\
--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

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-controller-manager
systemctl restart kube-controller-manager

#启动配置脚本
. controller-manager.sh 127.0.0.1
#查看集群健康状态
/opt/kubernetes/bin/kubectl get cs

二、node节点的部署

将master节点中的kubelet和kube-proxy复制到node节点中去。

scp /root/k8s/kubernetes/server/bin/{kubelet,kube-proxy} root@192.168.80.134:/opt/kubernetes/bin/
scp /root/k8s/kubernetes/server/bin/{kubelet,kube-proxy} root@192.168.80.135:/opt/kubernetes/bin/

在master节点上创建kubeconfig工作目录

 mkdir /root/k8s/kubeconfig
 vim /root/k8s/kubeconfig/kubeconfig

APISERVER=$1
SSL_DIR=$2

# 创建kubelet bootstrapping kubeconfig 
export KUBE_APISERVER="https://$APISERVER:6443"

# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

# 设置客户端认证参数
kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
  --token=f153e51567638e7174d123a47a8cd20a \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

# 设置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kubelet-bootstrap \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

# 设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

#----------------------

# 创建kube-proxy kubeconfig文件

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=$SSL_DIR/kube-proxy.pem \
  --client-key=$SSL_DIR/kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

为了方便使用kube的命令将命令添加到环境变量中去。

vim /etc/proflie
#在最后一行添加
export PATH=$PATH:/opt/kubernetes/bin

#之后需要更新环境变量
source /etc/profile

最后执行kubeconfig脚本

bash kubeconfig 192.168.80.132 /root/k8s/k8s-cert

将生成的
bootstrap.kubeconfig和kube-proxy.kubeconfig发送到node节点中去。

scp /root/k8s/kubeconfig/{bootstrap.kubeconfig,kube-proxy.kubeconfig} root@192.168.80.134:/opt/kubernetes/cfg/
scp /root/k8s/kubeconfig/{bootstrap.kubeconfig,kube-proxy.kubeconfig} root@192.168.80.135:/opt/kubernetes/cfg/

创建一个用户bootstrap用于apiserver的签名请求

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

####下面需要在node节点上操作
编写启动kubelet的配置脚本。

vim kubelet.sh
#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1
DNS_SERVER_IP=${2:-"10.0.0.2"}

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kubelet

KUBELET_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0"

EOF

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config

kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: ${NODE_ADDRESS}
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- ${DNS_SERVER_IP} 
clusterDomain: cluster.local.
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: true
EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kubelet.service
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kubelet
systemctl restart kubelet

执行脚本
 bash kubelet.sh 192.168.80.134

查看进程
ps aux | grep kubelet

node节点的kubelet会向api server请求颁发证书。这时需要到master节点上同一证书请求。

查看证书，node处于等待pending状态。
[root@master_01 kubeconfig]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   REQUESTOR           CONDITION
node-csr-X1eeIYigKzKqgTzul0dlGX_SNeXE0B8rEt36D9tD6Hg   89s   kubelet-bootstrap   Pending

同意证书
kubectl certificate approve node-csr-X1eeIYigKzKqgTzul0dlGX_SNeXE0B8rEt36D9tD6Hg

现在就可以查看到节点信息了
[root@master_01 kubeconfig]# kubectl get nodes
NAME             STATUS   ROLES    AGE    VERSION
192.168.80.134   Ready    <none>   102s   v1.12.3

配置kube-proxy配置脚本。

vim prosy.sh
#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy

KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--cluster-cidr=10.0.0.0/24 \\
--proxy-mode=ipvs \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"

EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-proxy
systemctl restart kube-proxy

运行代理脚本

bash proxy.sh 192.168.80.134

现在一个node节点已经配置完毕了，下面开始配置另外一个node节点。
由于已经配置好了一个所以可以快速配置。

将node1节点中的/opt/目录下的Kubernetes目录复制到node2节点中。
scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.80.135:/opt/

将启动脚本也复制到对方的目录下
scp /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.80.135:/usr/lib/systemd/system/

虽然都复制过去了但是任然有不少需要我们去修改的地方。

删除原有的node1节点master颁发的证书
 cd /opt/kubernetes/ssl/
 rm -rf *

修改kubelet、kubelet.config和kube-proxy的配置文件中的node01节点的IP地址。

重启进程和服务
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service 

这时master同样也会收到node02发出的证书请求。

同意此证书

[root@master_01 kubeconfig]# kubectl certificate approve node-csr-tkX0XwFTPCtuGVpyfN3Q7C9LbVdmaEm6h2OlIqTX3h4
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/node-csr-tkX0XwFTPCtuGVpyfN3Q7C9LbVdmaEm6h2OlIqTX3h4 approved

#检查node节点状态都处于ready的状态，这样单个master节点实验就完成了！
[root@master_01 kubeconfig]# kubectl get nodes
NAME             STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.80.134   Ready    <none>   17m   v1.12.3
192.168.80.135   Ready    <none>   12s   v1.12.3