K8S二进制部署---单节点master

Posted 2022-03-23 谷雨道长

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常见的K8S按照部署方式

●Mini kube

Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单节点微型K8S，仅用于学习、预览K8S的一些特性使用

部署地址:https://kubernetes.io/docs/setup/minikube

●Kubeadmin

Kubeadmin也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群，相对简单。

https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

●二进制安装部署

==生产首选，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件和自签TLS证书，组成K8S集群，新手推荐。https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases==

小结∶ 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，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。

==Kubernetes二进制部署（环境准备）==

服务器	IP地址	安装工具
K8s集群master01（ectd节点1）	192.168.19.10	cfssl、cfssljson、cfssl-certinfo、etcd
K8s集群node01（ectd节点2）	192.168.19.11	cfssl、cfssljson、cfssl-certinfo、etcd、Flannel、docker
K8s集群node02（ectd节点3）	192.168.19.17	cfssl、cfssljson、cfssl-certinfo、etcd、Flannel、docker

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

#关闭SE安全中心
setenforce 0
sed -i s/enforcing/disabled/ /etc/selinux/config 

#关闭swap 
swapoff -a                                           #临时关闭
sed -ri s/.*swap.*/#&/ /etc/fstab                  #永久关闭，&符号代表前面匹配的所有

#根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname master01 
hostnamectl set-hostname node01 
hostnamectl set-hostname node02

#在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF 
192.168.19.10 master01 
192.168.19.11 node01 
192.168.19.17 node02 
EOF

#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

#时间同步，可以加入计划任务定时执行减小偏差
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

1.部署 etcd 集群

etcd作为服务发现系统，有以下的特点

特点	说明
简单	安装配置简单，而且提供了HTTP API进行交互，使用也很简单
安全	支持SSL证书验证
快速	单实例支持每秒2k+读操作
可靠	采用raft算法，实现分布式系统数据的可用性和一致性

2.准备签发证书环境

CFSSL是CloudFlare 公司开源的一款PKI/TLS 工具。CFSSL包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑TLS证书的HTTP API服务。使用Go语言编写。
CFSSL使用配置文件生成证书，因此自签之前，需要生成它识别的json格式的配置文件，CFSSL提供了方便的命令行生成配置文件。

==CFSSL 用来为etcd提供TLS证书，它支持签三种类型的证书==

类型	说明
client 证书	服务端连接客户端时携带的证书，用于客户端验证服务端身份，如kube-apiserver访问etcd;
server证书	客户端连接服务端时携带的证书，用于服务端验证客户端身份，如etcd对外提供服务;
peer证书	相互之间连接时使用的证书，如etcd节点之间进行验证和通信。

这里全部都使用同一套证书认证。

==在 master01 节点上操作下载证书制作工具==

1.下载证书制作工具

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl-certinfo
或
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssljson
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl-certinfo

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*

cfssl:                  证书签发的工具命令
cfssljson:              将cfssl生成的证书(json格式)变为文件承载式证书
cfssl-certinfo:         验证证书的信息
cfssl-certinfo -cert <证书名称>       #查看证书的信息

2.创建k8s工作目录

#创建k8s工作目录
mkdir /opt/k8s 
cd /opt/k8s/

#上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中
chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh

#创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录
mkdir /opt/k8s/etcd-cert 
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
cd /opt/k8s/etcd-cert/
./etcd-cert.sh                                       #生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥

==启动etcd服务==

# etcd 二进制包地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases

#上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 etcd 压缩包
cd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
ls etcd-v3.4.9-linux-amd64
#etcd就是etcd 服务的启动命令，后面可跟各种启动参数
#etcdctl主要为etcd 服务提供了命令行操作

#创建用于存放 etcd 配置文件，命令文件，证书的目录
mkdir -p /opt/etcd/cfg,bin,ssl

#移动etcd和etcdctl文件到自定义的命令文件中
mv /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/etcd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/etcdctl /opt/etcd/bin/                      

cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

#启动etcd服务
./opt/k8s/etcd.sh etcd01 192.168.19.10 etcd02=https://192.168.19.11:2380,etcd03=https://192.168.19.17:2380
#进入卡住状态等待其他节点加入，这里需要三台etcd服务同时启动，如果只启动其中一台后，服务会卡在那里，直到集群中所有etcd节点都已启动，可忽略这个情况

#另外打开一个窗口查看etcd进程是否正常
ps -ef | grep etcd

#把etcd相关证书文件和命令文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.19.11:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.19.17:/opt/

#把etcd服务管理文件拷贝到另外两个集群节点
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.19.11:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.19.17:/usr/lib/systemd/system/

#在etcd集群的其他节点配置对应的服务器名和ip地址
vim /opt/etcd/cfg/etcd

#启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

在 master01 节点（etcd01）上操作检查etcd群集状态
ln -s /opt/etcd/bin/etcd* /usr/local/bin 

cd /opt/etcd/ssl 
/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://192.168.19.10:2379,https://192.168.19.11:2379,https://192.168.19.17:2379" endpoint health --write-out=table
字段解析
--ca-file∶使用此CA证书验证启用https的服务器的证书
--cert-file∶识别HTTPS端使用SSL证书文件
--key-file∶使用此SSL密钥文件标识HTTPS客户端
--endpoints∶集群中以逗号分隔的机器地址列表
cluster-health∶检查etcd集群的运行状况

#检查etcd群集状态
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://192.168.19.10:2379,https://192.168.19.11:2379,https://192.168.19.17:2379" endpoint health --write-out=table

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://192.168.19.10:2379,https://192.168.19.11:2379,https://192.168.19.17:2379" --write-out=table member list

------------------------------ 部署 Master 组件 ------------------------------

//在 master01 节点上操作
#上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包
cd /opt/k8s/
unzip master.zip
chmod +x *.sh

mkdir -p /opt/kubernetes/bin,cfg,ssl,logs
#创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录
mkdir /opt/k8s/k8s-cert
mv /opt/k8s/k8s-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert
cd /opt/k8s/k8s-cert/
./k8s-cert.sh

ls *pem
admin-key.pem  apiserver-key.pem  ca-key.pem  kube-proxy-key.pem  
admin.pem      apiserver.pem      ca.pem      kube-proxy.pem

cp ca*pem apiserver*pem /opt/kubernetes/ssl/

#上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包
cd /opt/k8s/
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/
ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/

#创建 bootstrap token 认证文件，apiserver 启动时会调用，然后就相当于在集群内创建了一个这个用户，接下来就可以用 RBAC 给他授权
cd /opt/k8s/
vim token.sh
#!/bin/bash
#获取随机数前16个字节内容，以十六进制格式输出，并删除其中空格
BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d  )
#生成 token.csv 文件，按照 Token序列号,用户名,UID,用户组 的格式生成
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv <<EOF
$BOOTSTRAP_TOKEN,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
EOF

chmod +x token.sh
./token.sh

cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv

cd /opt/k8s/
./apiserver.sh 192.168.19.10 https://192.168.19.10:2379,https://192.168.19.11:2379,https://192.168.19.17:2379

ps aux | grep kube-apiserver

netstat -natp | grep 6443   #安全端口6443用于接收HTTPS请求，用于基于Token文件或客户端证书等认证

cd /opt/k8s/

#启动 scheduler 服务
./scheduler.sh
ps aux | grep kube-scheduler

#启动 controller-manager 服务
./controller-manager.sh
ps aux | grep kube-controller-manager

#生成kubectl连接集群的证书
./admin.sh

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

#通过kubectl工具查看当前集群组件状态
kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
controller-manager   Healthy   ok                  
scheduler            Healthy   ok                  
etcd-2               Healthy   "health":"true"   
etcd-1               Healthy   "health":"true"   
etcd-0               Healthy   "health":"true"  

#查看版本信息
kubectl version

二、部署docker引擎

==所有node’节点部署docker引擎==

如果之前配置的是本地源 那么就把配置的本地源文件拖出来重新更新yum缓存
cd /etc/yum.repos.d/repo.bak/
mv *.repo /etc/yum.repos.d/
yum clean all && yum makecache

yum install -y yum-utils device-mapper-persi stent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service