欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

kubernetes企业级高可用集群搭建(二进制)——2、高可用集群部署

程序员文章站 2024-03-18 18:41:46
...

点我看**** & 完整k8s知识体系


高可用集群部署

1. CA证书(任意节点)

1.1 安装cfssl

cfssl是非常好用的CA工具,我们用它来生成证书和秘钥文件 安装过程比较简单,如下:

# 下载
$ mkdir -p ~/bin
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O ~/bin/cfssl
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O ~/bin/cfssljson

# 修改为可执行权限
$ chmod +x ~/bin/cfssl ~/bin/cfssljson

# 设置PATH
$ vi ~/.bash_profile
$ source ~/.bash_profile

# 验证
$ cfssl version

1.2 生成根证书

根证书是集群所有节点共享的,只需要创建一个 CA 证书,后续创建的所有证书都由它签名。

# 生成证书和私钥
$ cd target/pki
$ cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca

# 生成完成后会有以下文件(我们最终想要的就是ca-key.pem和ca.pem,一个秘钥,一个证书)
$ ls
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem

# 创建目录
$ ssh <user>@<node-ip> "mkdir -p /etc/kubernetes/pki/"

# 分发到每个主节点
$ scp ca*.pem <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/pki/

2. 部署etcd集群(master节点)

2.1 下载etcd

如果你是从网盘下载的二进制可以跳过这一步(网盘中已经包含了etcd,不需要另外下载)。 没有从网盘下载bin文件的话需要自己下载etcd

$ wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.18/etcd-v3.2.18-linux-amd64.tar.gz

2.2 生成证书和私钥

# 生成证书、私钥
$ cd target/pki/etcd
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
    -ca-key=../ca-key.pem \
    -config=../ca-config.json \
    -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd

# 分发到每个etcd节点
$ scp etcd*.pem <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/pki/

2.3 创建service文件

# scp配置文件到每个master节点
$ scp target/<node-ip>/services/etcd.service <node-ip>:/etc/systemd/system/

# 创建数据和工作目录
$ ssh <user>@<node-ip> "mkdir -p /var/lib/etcd"

2.4 启动服务

etcd 进程首次启动时会等待其它节点的 etcd 加入集群,命令 systemctl start etcd 会卡住一段时间,为正常现象。

#启动服务
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable etcd && systemctl restart etcd

#查看状态
$ service etcd status

#查看启动日志
$ journalctl -f -u etcd

3. 部署api-server(master节点)

3.1 生成证书和私钥

# 生成证书、私钥
$ cd target/pki/apiserver
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
  -ca-key=../ca-key.pem \
  -config=../ca-config.json \
  -profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes

# 分发到每个master节点
$ scp kubernetes*.pem <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/pki/

3.2 创建service文件

# scp配置文件到每个master节点
$ scp target/<node-ip>/services/kube-apiserver.service <user>@<node-ip>:/etc/systemd/system/

# 创建日志目录
$ ssh <user>@<node-ip> "mkdir -p /var/log/kubernetes"

3.3 启动服务

#启动服务
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-apiserver && systemctl restart kube-apiserver

#查看运行状态
$ service kube-apiserver status

#查看日志
$ journalctl -f -u kube-apiserver

#检查监听端口
$ netstat -ntlp

4. 部署keepalived - apiserver高可用(master节点)

4.1 安装keepalived

# 在两个主节点上安装keepalived(一主一备)
$ yum install -y keepalived

4.2 创建keepalived配置文件

# 创建目录
$ ssh <user>@<master-ip> "mkdir -p /etc/keepalived"
$ ssh <user>@<backup-ip> "mkdir -p /etc/keepalived"

# 分发配置文件
$ scp target/configs/keepalived-master.conf <user>@<master-ip>:/etc/keepalived/keepalived.conf
$ scp target/configs/keepalived-backup.conf <user>@<backup-ip>:/etc/keepalived/keepalived.conf

# 分发监测脚本
$ scp target/configs/check-apiserver.sh <user>@<master-ip>:/etc/keepalived/
$ scp target/configs/check-apiserver.sh <user>@<backup-ip>:/etc/keepalived/

4.3 启动keepalived

# 分别在master和backup上启动服务
$ systemctl enable keepalived && service keepalived start

# 检查状态
$ service keepalived status

# 查看日志
$ journalctl -f -u keepalived

# 访问测试
$ curl --insecure https://<master-vip>:6443/

5. 部署kubectl(任意节点)

kubectl 是 kubernetes 集群的命令行管理工具,它默认从 ~/.kube/config 文件读取 kube-apiserver 地址、证书、用户名等信息。

5.1 创建 admin 证书和私钥

kubectl 与 apiserver https 安全端口通信,apiserver 对提供的证书进行认证和授权。 kubectl 作为集群的管理工具,需要被授予最高权限。这里创建具有最高权限的 admin 证书。

# 创建证书、私钥
$ cd target/pki/admin
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
  -ca-key=../ca-key.pem \
  -config=../ca-config.json \
  -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin

5.2 创建kubeconfig配置文件

kubeconfig 为 kubectl 的配置文件,包含访问 apiserver 的所有信息,如 apiserver 地址、CA 证书和自身使用的证书

# 设置集群参数
$ kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=../ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://<MASTER_VIP>:6443 \
  --kubeconfig=kube.config

# 设置客户端认证参数
$ kubectl config set-credentials admin \
  --client-certificate=admin.pem \
  --client-key=admin-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube.config

# 设置上下文参数
$ kubectl config set-context kubernetes \
  --cluster=kubernetes \
  --user=admin \
  --kubeconfig=kube.config
  
# 设置默认上下文
$ kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=kube.config

# 分发到目标节点
$ scp kube.config <user>@<node-ip>:~/.kube/config

5.3 授予 kubernetes 证书访问 kubelet API 的权限

在执行 kubectl exec、run、logs 等命令时,apiserver 会转发到 kubelet。这里定义 RBAC 规则,授权 apiserver 调用 kubelet API。

$ kubectl create clusterrolebinding kube-apiserver:kubelet-apis --clusterrole=system:kubelet-api-admin --user kubernetes

5.4 小测试

# 查看集群信息
$ kubectl cluster-info
$ kubectl get all --all-namespaces
$ kubectl get componentstatuses

6. 部署controller-manager(master节点)

controller-manager启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点,其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后,剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点,从而保证服务的可用性。

6.1 创建证书和私钥

# 生成证书、私钥
$ cd target/pki/controller-manager
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
  -ca-key=../ca-key.pem \
  -config=../ca-config.json \
  -profile=kubernetes controller-manager-csr.json | cfssljson -bare controller-manager
# 分发到每个master节点
$ scp controller-manager*.pem <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/pki/

6.2 创建controller-manager的kubeconfig

# 创建kubeconfig
$ kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=../ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://<MASTER_VIP>:6443 \
  --kubeconfig=controller-manager.kubeconfig

$ kubectl config set-credentials system:kube-controller-manager \
  --client-certificate=controller-manager.pem \
  --client-key=controller-manager-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=controller-manager.kubeconfig

$ kubectl config set-context system:kube-controller-manager \
  --cluster=kubernetes \
  --user=system:kube-controller-manager \
  --kubeconfig=controller-manager.kubeconfig

$ kubectl config use-context system:kube-controller-manager --kubeconfig=controller-manager.kubeconfig

# 分发controller-manager.kubeconfig
$ scp controller-manager.kubeconfig <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/

6.3 创建service文件

# scp配置文件到每个master节点
$ scp target/services/kube-controller-manager.service <user>@<node-ip>:/etc/systemd/system/

6.4 启动服务

# 启动服务
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-controller-manager && systemctl restart kube-controller-manager

# 检查状态
$ service kube-controller-manager status

# 查看日志
$ journalctl -f -u kube-controller-manager

# 查看leader
$ kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system -o yaml

7. 部署scheduler(master节点)

scheduler启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点,其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后,剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点,从而保证服务的可用性。

7.1 创建证书和私钥

# 生成证书、私钥
$ cd target/pki/scheduler
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
  -ca-key=../ca-key.pem \
  -config=../ca-config.json \
  -profile=kubernetes scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

7.2 创建scheduler的kubeconfig

# 创建kubeconfig
$ kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=../ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://<MASTER_VIP>:6443 \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

$ kubectl config set-credentials system:kube-scheduler \
  --client-certificate=kube-scheduler.pem \
  --client-key=kube-scheduler-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

$ kubectl config set-context system:kube-scheduler \
  --cluster=kubernetes \
  --user=system:kube-scheduler \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

$ kubectl config use-context system:kube-scheduler --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

# 分发kubeconfig
$ scp kube-scheduler.kubeconfig <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/

7.3 创建service文件

# scp配置文件到每个master节点
$ scp target/services/kube-scheduler.service <user>@<node-ip>:/etc/systemd/system/

7.4 启动服务

# 启动服务
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-scheduler && systemctl restart kube-scheduler

# 检查状态
$ service kube-scheduler status

# 查看日志
$ journalctl -f -u kube-scheduler

# 查看leader
$ kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system -o yaml

8. 部署kubelet(worker节点)

8.1 预先下载需要的镜像

# 预先下载镜像到所有节点(由于镜像下载的速度过慢,我给大家提供了阿里云仓库的镜像)
$ scp target/configs/download-images.sh <user>@<node-ip>:~

# 在目标节点上执行脚本下载镜像
$ sh ~/download-images.sh

8.2 创建bootstrap配置文件

# 创建 token
$ cd target/pki/admin
$ export BOOTSTRAP_TOKEN=$(kubeadm token create \
      --description kubelet-bootstrap-token \
      --groups system:bootstrappers:worker \
      --kubeconfig kube.config)
      
# 设置集群参数
$ kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=../ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=https://<MASTER_VIP>:6443 \
      --kubeconfig=kubelet-bootstrap.kubeconfig

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

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

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

# 把生成的配置copy到每个worker节点上
$ scp kubelet-bootstrap.kubeconfig <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/kubelet-bootstrap.kubeconfig

# 先在worker节点上创建目录
$ mkdir -p /etc/kubernetes/pki

# 把ca分发到每个worker节点
$ scp target/pki/ca.pem <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/pki/

8.3 kubelet配置文件

把kubelet配置文件分发到每个worker节点上

$ scp target/worker-<node-ip>/kubelet.config.json <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/

8.4 kubelet服务文件

把kubelet服务文件分发到每个worker节点上

$ scp target/worker-<node-ip>/kubelet.service <user>@<node-ip>:/etc/systemd/system/

8.5 启动服务

kublet 启动时查找配置的 --kubeletconfig 文件是否存在,如果不存在则使用 --bootstrap-kubeconfig 向 kube-apiserver 发送证书签名请求 (CSR)。 kube-apiserver 收到 CSR 请求后,对其中的 Token 进行认证(事先使用 kubeadm 创建的 token),认证通过后将请求的 user 设置为 system:bootstrap:,group 设置为 system:bootstrappers,这就是Bootstrap Token Auth。

# bootstrap附权
$ kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --group=system:bootstrappers

# 启动服务
$ mkdir -p /var/lib/kubelet
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable kubelet && systemctl restart kubelet

# 在master上Approve bootstrap请求
$ kubectl get csr
$ kubectl certificate approve <name> 

# 查看服务状态
$ service kubelet status

# 查看日志
$ journalctl -f -u kubelet

9. 部署kube-proxy(worker节点)

9.1 创建证书和私钥

$ cd target/pki/proxy
$ cfssl gencert -ca=../ca.pem \
  -ca-key=../ca-key.pem \
  -config=../ca-config.json \
  -profile=kubernetes  kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

9.2 创建和分发 kubeconfig 文件

# 创建kube-proxy.kubeconfig
$ kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=../ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://<master-vip>:6443 \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
$ kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=kube-proxy.pem \
  --client-key=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

# 分发kube-proxy.kubeconfig
$ scp kube-proxy.kubeconfig <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/

9.3 分发kube-proxy.config

$ scp target/worker-<node-ip>/kube-proxy.config.yaml <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/

9.4 分发kube-proxy服务文件

$ scp target/services/kube-proxy.service <user>@<node-ip>:/etc/systemd/system/

9.5 启动服务

# 创建依赖目录
$ mkdir -p /var/lib/kube-proxy && mkdir -p /var/log/kubernetes

# 启动服务
$ systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-proxy && systemctl restart kube-proxy

# 查看状态
$ service kube-proxy status

# 查看日志
$ journalctl -f -u kube-proxy

10. 部署CNI插件 - calico

我们使用calico官方的安装方式来部署。

# 创建目录(在配置了kubectl的节点上执行)
$ mkdir -p /etc/kubernetes/addons

# 上传calico配置到配置好kubectl的节点(一个节点即可)
$ scp target/addons/calico* <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/addons/

# 部署calico
$ kubectl create -f /etc/kubernetes/addons/calico-rbac-kdd.yaml
$ kubectl create -f /etc/kubernetes/addons/calico.yaml

# 查看状态
$ kubectl get pods -n kube-system

11. 部署DNS插件 - coredns

# 上传配置文件
$ scp target/addons/coredns.yaml <user>@<node-ip>:/etc/kubernetes/addons/

# 部署coredns
$ kubectl create -f /etc/kubernetes/addons/coredns.yaml

点我看**** & 完整k8s知识体系