《Ansible自动化工具篇：Ubuntu操作系统基于ansible工具一键远程离线部署容器版之K8S1.24.17版集群》

东城绝神

788人浏览 · 2023-08-31 10:52:26

东城绝神 · 2023-08-31 10:52:26 发布

一、部署背景

由于业务系统的特殊性，我们需要针对不同的客户环境部署容器版版K8S集群，由于大都数用户都是专网环境，无法使用外网，为了更便捷，高效的部署，针对业务系统的特性，我这边编写了 基于ansible自一键远程离线部署容器版K8S集群动化工具。

说明：如果有兴趣，可以从工具下载中获取下载链接，此工具可帮助你快速了解一个自动化部署工具是如何编写的？

二、工具下载

基于Ubutntu系统使用Ansible一键部署K8S1.24.17容器版集群自动化工具

说明：如果你在使用此工具时，有更好的建议可私信博主！

三、工具介绍

1、工具说明

1、当前一键部署工具仅支持 X86_64架构的 Ubuntu操作系统。
2、支持 单机、一主多从、三主多从等 三种部署架构和 六种部署模式的容器版K8S离线集群， 证书有效期为99年。
3、支持 一键部署、分步部署、集群备份（etcd）、集群恢复（etcd）、集群移除
等功能。
4、支持 worker节点一键扩容和缩容。
5、支持 harbor私有镜像仓库。

2、架构介绍

部署模式	单master	多master	harbor独立部署	etcd部署类型	部署架构	说明
node1	是		是(容器化)	二进制(外部单机)	单机模式	仅只需要2台服务器
node2	是		是(容器化)	二进制(外部单机)	一主多从集群模式	至少需要3台服务器
node3		是	是(容器化)	二进制(外部集群)	三主多从高可用模式	至少需要7台服务器
node4	是		是(容器化)	容器化(内部单机)	单机模式	至少需要2台服务器
node5	是		是(容器化)	容器化(内部单机)	一主多从集群模式	至少需要3台服务器
node6		是	是(容器化)	容器化(内部集群)	三主多从高可用模式	至少需要7台服务器

3、工具说明

目录结构如下所示：
在这里插入图片描述

目录说明如下所示：

1、ansible目录：存放ansible服务软件包目录，可一键安装ansible
2、cluster目录：存放hosts文件和config.yml文件目录，分别为主机清单文件和变量文件
3、example目录：存放hosts文件和config.yml模板文件
4、tools目录：存放K8S镜像文件及其它文件
5、op.sh：主控脚本
6、playbooks：K8S集群部署的剧本文件
7、README.txt：帮助文档
8、roles目录：K8S集群部署的角色文件

说明：详细的操作，请参考README.txt文件。

四、部署步骤

说明：由于篇幅有限，这里以node3模式为例，像大家介绍K8S容器版高可用集群部署步骤！

4.1、帮助命令

在这里插入图片描述

4.2、一键部署

1、生成 node3模式的hosts文件和config.yml文件

root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh new node3

如下图所示：

在这里插入图片描述

2、编辑hosts文件

root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# vim cluster/node3/hosts

# 三主多从高可用模式
# < 2个lb节点(不变) + 3个master节点(不变) + N个worker节点（可变）+ 1个harbor节点(不变)>高可用集群
# harbor镜像仓库单独1台服务器独立部署
# 注意：至少需要7台服务器
[kube_master]
192.168.1.12 access_ip=192.168.1.12 hostname=k8s-master-12 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3
192.168.1.13 access_ip=192.168.1.13 hostname=k8s-master-13 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3
192.168.1.14 access_ip=192.168.1.14 hostname=k8s-master-14 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

[kube_node]
192.168.1.15 access_ip=192.168.1.15 hostname=k8s-worker-15 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

[kube_lb]
192.168.1.16 access_ip=192.168.1.16 hostname=k8s_lb_01 LB_ROLE=master EX_APISERVER_VIP=192.168.1.110 EX_APISERVER_PORT=6443 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3
192.168.1.17 access_ip=192.168.1.17 hostname=k8s-lb-02 LB_ROLE=backup EX_APISERVER_VIP=192.168.1.110 EX_APISERVER_PORT=6443 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

[harbor]
192.168.1.18 access_ip=192.168.1.18 hostname=k8s-harbor-18 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

[addnode]
# 如果已经扩容完成,再进行新的worker节点扩容,请必须注释之前已经扩容的主机ip
#192.168.1.20 access_ip=192.168.1.20 hostname=k8s-worker-20 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

# 注意:如果已经移除完成,再进行新的worker节点移除,请必须注释之前已经移除的主机ip
[delnode]
#192.168.1.20 access_ip=192.168.1.20 hostname=k8s-worker-20 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

[all:vars]

# Deploy Directory(kuberntes 一键部署工具包workspace),不修改
base_dir="/opt/kubernetes-tools"

3、编辑config.yml文件

root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# vim cluster/node3/config.yml

# --------------------------------------------------------------------------------------------------- #
# 宿主机最大磁盘空间分区下目录,比如说"/"分区下空间最大，就在"/"分区下创建一个data目录,可根据实际情况修改
MAX_SPACE_DIR: "/data"

# 部署架构类型,默认不修改
CLUSTER_TYPE: "node3"

# kubernetes工作目录,主要用来存放离线镜像及其它部署相关文件,默认不修改 
KUBE_WORK_DIR: "{{ MAX_SPACE_DIR }}/pkgs/kube-tools"

# Binaries Directory,默认不修改
BIN_DIR: "/opt/cni/bin"
# --------------------------------------------------------------------------------------------------- #
# kubernetes版本,默认不修改
KUBE_VERSION: "v1.24.17"

# Kubernetes基础容器版本,默认不修改
KUBE_PAUSE_VERSION: "3.7"

# coredns版本,默认不修改
KUBE_COREDNS_VERSION: "v1.8.6"

# calcio版本,默认不修改
KUBE_CACLICO_VERSION: "v3.25.0"

# Kubernetes镜像仓库地址,默认不修改
KUBE_REGISTRY: "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers"

# [kubernetes镜像列表],默认不修改
SANDBOX_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/pause:{{ KUBE_PAUSE_VERSION }}"
COREDNS_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/coredns:{{ KUBE_COREDNS_VERSION }}"
KUBE_APISERVER_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/kube-apiserver:{{ KUBE_VERSION }}"
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/kube-controller-manager:{{ KUBE_VERSION }"
KUBE_SCHEDULER_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/kube-scheduler:{{ KUBE_VERSION }"
KUBE_PROXY_IMAGE: "{{ KUBE_REGISTRY }}/kube-proxy:{{ KUBE_VERSION }"

# [calico]镜像列表,默认不修改
CALICO_CNI_IMAGE: "docker.io/calico/cni:{{ KUBE_CACLICO_VERSION }}"
CALICO_NODE_IMAGE: "docker.io/calico/node:{{ KUBE_CACLICO_VERSION }}"
CALICO_KUBE_CONTROLLER_IMAGE: "docker.io/calico/kube-controllers:{{ KUBE_CACLICO_VERSION }}"
# --------------------------------------------------------------------------------------------------- #
# Secure port for localhost apiservers,端口不冲突情况下,默认不修改
SECURE_PORT: "6443"

# [containerd]容器持久化存储目录,默认不修改
CONTAINERD_STORAGE_DIR: "{{ MAX_SPACE_DIR }}/basic-data/containerd"

# K8S Service CIDR, not overlap with node(host) networking,可根据实际情况修改
SERVICE_CIDR: "10.96.0.0/16"

# Cluster CIDR (Pod CIDR), not overlap with node(host) networking,可根据实际情况修改
CLUSTER_CIDR: "10.48.0.0/16"

# NodePort Range,可根据实际情况修改
NODE_PORT_RANGE: "30000-32767"

# Cluster DNS Domain,默认不修改
CLUSTER_DNS_DOMAIN: "cluster.local"

# CA and other components cert/key Directory,默认不修改
CA_DIR: "/etc/kubernetes/pki"

# node节点最大pod数,默认不修改
MAX_PODS: 110

#  [calico] 隧道模式可选项有: [Always, Never],Always表示IPIP模式,Never表示开启BGP模式,],默认不修改
CALICO_IPV4POOL_IPIP: "Never"

# 默认的IP自动检测方法是first-found,calico会从部署节点路由中获取到达目的ip或者域名的源ip],默认不修改
IP_AUTODETECTION_METHOD: "can-reach={{ groups['kube_master'][0] }}"

# [calico]设置calico 网络backend模式可选项有:[brid, vxlan],默认不修改
CALICO_NETWORKING_BACKEND: "brid"

# etcd 数据目录,默认不修改
ETCD_DATA_DIR: "/var/lib/etcd"
# --------------------------------------------------------------------------------------------------- #
# harbor变量
# [docker]容器存储目录,默认不修改 
DOCKER_STORAGE_DIR: "{{ MAX_SPACE_DIR }}/basic-data/docker"

# harbor主机域名地址，可根据实际情况修改
HARBOR_DOMAIN: "my.harbor.com"

# harbor http端口,端口不冲突情况下,默认不修改
HARBOR_HTTP_PORT: 9000

# harbor https端口,端口不冲突情况下,默认不修改
HARBOR_TLS_PORT: 8443

# harbor仓库地址,默认不修改
HARBOR_REGISTRY: "{{HARBOR_DOMAIN}}:{{HARBOR_TLS_PORT}}"

# harbor web平台管理用户admin密码,可根据实际情况修改
HARBOR_ADMIN_PASSWORD: "NEoCN0YjdGr"

# [harbor]数据存储目录,默认不修改
HARBOR_DATA_DIR: "{{ MAX_SPACE_DIR }}/basic-data/harbor"
# --------------------------------------------------------------------------------------------------- #

4、一键部署

# 1、一键部署
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 all

# 2、分步部署
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 01
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 02
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 03
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 04
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 05
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 06
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 07
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 08
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh setup node3 09

如下图所示：
在这里插入图片描述

5、检查集群状态

root@k8s-master-12:~# kubectl get nodes -o wide
root@k8s-master-12:~# kubectl get pods -A -o wide
root@k8s-master-12:~# kubectl get svc -o wide
root@k8s-master-12:~# kubectl get cs
root@k8s-master-12:~# kubectl get svc

如下图所示：

在这里插入图片描述

6、检查证书时间

root@k8s-master-12:~# kubeadm certs check-expiration

如下图所示：
在这里插入图片描述

4.3、一键卸载

说明：如果部署中途出现异常，可一键移除，重新部署。

root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh clean node3 all

如下图所示：
在这里插入图片描述

4.4、扩容缩容

说明：扩容缩容只针对worker节点。

4.4.1、扩容

# 1、添加扩容主机
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# vim cluster/node3/host
[addnode]
192.168.1.20 access_ip=192.168.1.20 hostname=k8s-worker-20 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

# 2、执行扩容命令
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh addnode node3 all

如下图所示：
在这里插入图片描述

4.4.2、缩容

# 1、添加缩容主机
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# vim cluster/node3/host
[delnode]
192.168.1.20 access_ip=192.168.1.20 hostname=k8s-worker-20 ansible_ssh_port=22 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=123456 ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

# 2、执行缩容命令
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh delnode node3 all

如下图所示：
在这里插入图片描述

4.5、备份恢复

# etcd备份
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh bakcup node3 all

如下图所示：
在这里插入图片描述

# etcd恢复
root@lolaage-virtual-machine:/opt/kubernetes-tools# ./op.sh restore node3 all

如下图所示：
在这里插入图片描述

总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？

更多详细内容请参考：企业级K8s集群运维实战

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