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kubernetes高可用集群安装（二进制安装、v1.20.2版）

2021-03-01 17:28

阅读：664

标签：模块   _for   route   load   hosts   fstab   ddr   mes   内核参数   

1.kubernetes的五个组件
master节点的三个组件
kube-apiserver
整个集群的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制。
kube-controller-manager
控制器管理器
负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等。保证资源到达期望值。
kube-scheduler
调度器
经过策略调度POD到合适的节点上面运行。分别有预选策略和优选策略。
node节点的两个组件
kubelet
在集群节点上运行的代理，kubelet会通过各种机制来确保容器处于运行状态且健康。kubelet不会管理不是由kubernetes创建的容器。kubelet接收POD的期望状态（副本数、镜像、网络等），并调用容器运行环境来实现预期状态。
kubelet会定时汇报节点的状态给apiserver，作为scheduler调度的基础。kubelet会对镜像和容器进行清理，避免不必要的文件资源占用。
kube-proxy
kube-proxy是集群中节点上运行的网络代理，是实现service资源功能组件之一。kube-proxy建立了POD网络和集群网络之间的关系。不同node上的service流量转发规则会通过kube-proxy来调用apiserver访问etcd进行规则更新。
service流量调度方式有三种方式：userspace（废弃，性能很差）、iptables（性能差，复杂，即将废弃）、ipvs（性能好，转发方式清晰）。
2.集群架构
技术图片
3. 搭建集群
3.1 机器基本配置
以下配置在6台机器上面操作

3.1.1 修改主机名
修改主机名称：km1、km2\node1、node2

3.1.2 配置hosts文件
修改机器的/etc/hosts文件
cat >> /etc/hosts 10.252.4.11 km1
10.252.4.12 km2
10.252.4.14 kn1
10.252.4.15 kn2
EOF

3.1.3 关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld
setenforce 0
sed -i ‘s/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/‘ /etc/selinux/config

3.1.4 关闭交换分区
swapoff -a
永久关闭，修改/etc/fstab,注释掉swap一行

3.1.5 时间同步
yum install -y chrony
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
chronyc sources

3.1.6 修改内核参数

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf

3.1.7 加载ipvs模块

modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
lsmod | grep ip_vs
lsmod | grep nf_conntrack_ipv4
yum install -y ipvsadm

3.2 配置工作目录
每台机器都需要配置证书文件、组件的配置文件、组件的服务启动文件，现专门选择 km1 来统一生成这些文件，然后再分发到其他机器。以下操作在 km1 上进行

[root@km1 ~]# mkdir -p /data/work
注：该目录为配置文件和证书文件生成目录，后面的所有文件生成相关操作均在此目录下进行
[root@km1 ~]# ssh-keygen -t rsa -b 2048
[root@km1 ~]# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub km2

将秘钥分发到另外五台机器，让 master1 可以免密码登录其他机器

3.3 搭建etcd集群
3.3.1 配置etcd工作目录

[root@km1 ~]# mkdir -p /etc/etcd                     # 配置文件存放目录
[root@km1 ~]# mkdir -p /etc/etcd/ssl               # 证书文件存放目录

3.3.2 创建etcd证书

工具下载
[root@km1 ~]# cd /data/work/
[root@km1 work]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
[root@km1 work]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
[root@km1 work]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd

工具配置

[root@km1 work]# chmod +x cfssl*
[root@km1 work]# mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
[root@km1 work]# mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
[root@km1 work]# mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo

配置ca请求文件

[root@km1 work]# cat ca-csr.json 
{
  "CN": "kubernetes",
  "key": {
      "algo": "rsa",
      "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "Beijing",
      "L": "beijing",
      "O": "k8s",
      "OU": "system"
    }
  ],
  "ca": {
          "expiry": "175200h"
  }
}

注：
CN：Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
O：Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)

创建ca证书

[root@km1 work]# cfssl gencert -initca ca-csr.json  | cfssljson -bare ca

配置ca证书策略

[root@km1 work]# cat ca-config.json
{
  "signing": {
      "default": {
          "expiry": "175200h"
        },
      "profiles": {
          "kubernetes": {
              "usages": [
                  "signing",
                  "key encipherment",
                  "server auth",
                  "client auth"
              ],
              "expiry": "175200h"
          }
      }
  }
}

配置etcd请求csr文件

[root@km1 work]# vim etcd-csr.json
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "10.252.4.11",
    "10.252.4.12",
    "10.252.4.13"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [{
    "C": "CN",
    "ST": "Beijing",
    "L": "Beijing",
    "O": "k8s",
    "OU": "system"
  }]
}

生成证书

[root@km1 work]# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson  -bare etcd
[root@km1 work]# ls etcd*.pem

3.3.3 部署etcd集群

[root@km1 work]# wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.13/etcd-v3.4.13-linux-amd64.tar.gz
[root@km1 work]# tar -xf etcd-v3.4.13-linux-amd64.tar.gz 
[root@km1 work]# cp -p etcd-v3.4.13-linux-amd64/etcd* /usr/local/bin/
[root@km1 work]# rsync -vaz etcd-v3.4.13-linux-amd64/etcd* kn2:/usr/local/bin/

创建配置文件

[root@km1 work]# vim etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd1"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://10.252.4.11:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://10.252.4.11:2379,http://127.0.0.1:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://10.252.4.11:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://10.252.4.11:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd1=https://10.252.4.11:2380,etcd2=https://10.252.4.12:2380,etcd3=https://10.252.4.13:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

注：
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

创建启动服务文件
方式一：
有配置文件的启动

[root@km1 work]# vim etcd.service
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
WorkingDirectory=/var/lib/etcd/
ExecStart=/usr/local/bin/etcd   --cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem   --key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem   --trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem   --peer-cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem   --peer-key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem   --peer-trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem   --peer-client-cert-auth   --client-cert-auth
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

同步相关文件到各个节点

[root@km1 work]# cp ca*.pem etcd*.pem /etc/etcd/ssl/
[root@km1 work]# cp etcd.conf /etc/etcd/
[root@km1 work]# cp etcd.service /usr/lib/systemd/system/
[root@km1 work]# scp ca*.pem etcd*.pem km2:/etc/etcd/ssl/
[root@km1 work]# scp etcd.conf km2:/etc/etcd/ 
[root@km1 work]# scp etcd.service km2:/usr/lib/systemd/system/
[root@km1 work]# scp ca*.pem etcd*.pem kn:/etc/etcd/ssl/
[root@km1 work]# scp etcd.conf kn:/etc/etcd/
[root@km1 work]# scp etcd.service kn:/usr/lib/systemd/system/

注：km2和kn分别修改配置文件中etcd名字和ip，并创建目录 /var/lib/etcd/default.etcd

启动etcd集群

[root@km1 work]# mkdir -p /var/lib/etcd/default.etcd
[root@km1 work]# systemctl daemon-reload
[root@km1 work]# systemctl start etcd.service
[root@km1 work]# systemctl status etcd

注：同时启动三个节点

查看集群状态
etcdctl member list

3.4 kubernetes组件部署
3.4.1 下载安装包

[root@km1 work]# wget https://dl.k8s.io/v1.20.1/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
[root@km1 work]# tar -xf kubernetes-server-linux-amd64.tar
[root@km1 work]# cd kubernetes/server/bin/
[root@km1 bin]# cp kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubectl /usr/local/bin/
[root@km1 bin]# scp kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubectl km2:/usr/local/bin/
[root@km1 bin]# scp kubelet kube-proxy kn:/usr/local/bin/
[root@km1 bin]# cd /data/work/

3.4.2 创建工作目录

[root@km1 work]# mkdir -p /etc/kubernetes/        # kubernetes组件配置文件存放目录
[root@km1 work]# mkdir -p /etc/kubernetes/ssl     # kubernetes组件证书文件存放目录
[root@km1 work]# mkdir /var/log/kubernetes        # kubernetes组件日志文件存放目录

3.4.3 部署api-server
创建csr请求文件

[root@km1 work]# vim kube-apiserver-csr.json
{
  "CN": "kubernetes",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "10.252.4.11",
    "10.252.4.12",
    "10.252.4.13",
    "10.252.4.10",
    "10.255.0.1",
    "kubernetes",
    "kubernetes.default",
    "kubernetes.default.svc",
    "kubernetes.default.svc.cluster",
    "kubernetes.default.svc.cluster.local"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "Beijing",
      "L": "Beijing",
      "O": "k8s",
      "OU": "system"
    }
  ]
}

注：
如果 hosts 字段不为空则需要指定授权使用该证书的 IP 或域名列表。
由于该证书后续被 kubernetes master 集群使用，需要将master节点的IP都填上，同时还需要填写 service 网络的首个IP。(一般是 kube-apiserver 指定的 service-cluster-ip-range 网段的第一个IP，如 10.255.0.1)

生成证书和token文件

[root@km1 work]# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-apiserver-csr.json | cfssljson -bare kube-apiserver

[root@km1 work]# cat > token.csv  $(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘),kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
> EOF

创建配置文件

[root@km1 work]# vim kube-apiserver.conf
KUBE_APISERVER_OPTS="--enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,NodeRestriction,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota   --anonymous-auth=false   --bind-address=10.252.4.11   --secure-port=6443   --advertise-address=10.252.4.11   --insecure-port=0   --authorization-mode=Node,RBAC   --runtime-config=api/all=true   --enable-bootstrap-token-auth   --service-cluster-ip-range=10.255.0.0/16   --token-auth-file=/etc/kubernetes/token.csv   --service-node-port-range=30000-50000   --tls-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/kube-apiserver.pem    --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/kube-apiserver-key.pem   --client-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem   --kubelet-client-certificate=/etc/kubernetes/ssl/kube-apiserver.pem   --kubelet-client-key=/etc/kubernetes/ssl/kube-apiserver-key.pem   --service-account-key-file=/etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem   --service-account-signing-key-file=/etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem  \          # 1.20以上版本必须有此参数  
  --service-account-issuer=https://kubernetes.default.svc.cluster.local \      # 1.20以上版本必须有此参数  
  --etcd-cafile=/etc/etcd/ssl/ca.pem   --etcd-certfile=/etc/etcd/ssl/etcd.pem   --etcd-keyfile=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem   --etcd-servers=https://10.252.4.11:2379,https://10.252.4.12:2379,https://10.252.4.13:2379   --enable-swagger-ui=true   --allow-privileged=true   --apiserver-count=2   --audit-log-maxage=30   --audit-log-maxbackup=3   --audit-log-maxsize=100   --audit-log-path=/var/log/kube-apiserver-audit.log   --event-ttl=1h   --alsologtostderr=true   --logtostderr=false   --log-dir=/var/log/kubernetes   --v=4"

注：
--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

创建服务启动文件

[root@km1 work]# vim kube-apiserver.service
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
After=etcd.service
Wants=etcd.service

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/kube-apiserver.conf
ExecStart=/usr/local/bin/kube-apiserver $KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure
RestartSec=5
Type=notify
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

同步相关文件到各个节点

[root@km1 work]# cp ca*.pem kube-apiserver*.pem /etc/kubernetes/ssl/
[root@km1 work]# cp token.csv kube-apiserver.conf /etc/kubernetes/
[root@km1 work]# cp kube-apiserver.service /usr/lib/systemd/system/
[root@km1 work]# scp ca*.pem kube-apiserver*.pem km2:/etc/kubernetes/ssl/
[root@km1 work]# scp token.csv kube-apiserver.conf km2:/etc/kubernetes/
[root@km1 work]# scp kube-apiserver.service km2:/usr/lib/systemd/system/

注：km1\km2配置文件的IP地址修改为实际的本机IP

启动服务

[root@km1 work]# systemctl daemon-reload
[root@km1 work]# systemctl start kube-apiserver
[root@km1 work]# systemctl status kube-apiserver
[root@km1 work]# systemctl enable kube-apiserver
[root@km1 work]# netstat -nltup|grep kube-api

3.4.4 部署四层反向代理
分别在km节点安装NGINX和keepalived

[root@km1 work]# yum install nginx keepalived -y
[root@km1 work]# vi /etc/nginx/nginx.conf
stream {

    upstream kube-apiserver {
        server 10.252.4.11:6443     max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 10.252.4.12:6443     max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }
    server {
        listen 7443;
        proxy_connect_timeout 2s;
        proxy_timeout 900s;
        proxy_pass kube-apiserver;
    }
}
[root@km1 work]# nginx -t

检查脚本

`vi /etc/keepalived/check_port.sh`
#!/bin/bash
CHK_PORT=$1
if [ -n "$CHK_PORT" ];then
        PORT_PROCESS=`ss -lnt|grep $CHK_PORT|wc -l`
        if [ $PORT_PROCESS -eq 0 ];then
                echo "Port $CHK_PORT Is Not Used,End."
                exit 1
        fi
else
        echo "Check Port Cant Be Empty!"
fi
[root@km1 work]# chmod +x /etc/keepalived/check_port.sh
##########

配置文件
keepalived 主
[root@km1 work]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id 10.252.4.11

}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_port.sh 7443"
    interval 2
    weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 251
    priority 100
    advert_int 1
    mcast_src_ip 10.252.4.11
    nopreempt

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 11111111
    }
    track_script {
         chk_nginx
    }
    virtual_ipaddress {
        10.252.4.10
    }
}
keepalived 从:
! Configuration File for keepalived
global_defs {
    router_id 10.252.4.12
}
vrrp_script chk_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_port.sh 7443"
    interval 2
    weight -20
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 251
    mcast_src_ip 10.252.4.12
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 11111111
    }
    track_script {
        chk_nginx
    }
    virtual_ipaddress {
        10.252.4.10
    }
}
nopreempt：非抢占式
启动代理并检查
systemctl start nginx keepalived
systemctl enable nginx keepalived
netstat -lntup|grep nginx
ip add

kubernetes高可用集群安装（二进制安装、v1.20.2版）

标签：模块   _for   route   load   hosts   fstab   ddr   mes   内核参数   

原文地址：https://www.cnblogs.com/zhugq02/p/14401161.html

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文章标题：kubernetes高可用集群安装（二进制安装、v1.20.2版）
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