云原生Kubernetes系列第三篇二进制部署单节点Kubernetes（k8s）v1.20（不要因为别人都在交卷，自己就乱写答案）

Posted 2023-03-08 Steve lu

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了云原生Kubernetes系列第三篇二进制部署单节点Kubernetes（k8s）v1.20（不要因为别人都在交卷，自己就乱写答案）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

系列文章目录
前言
一、实验环境
二、操作系统初始化配置
三、部署 etcd 集群
四、部署 docker引擎
五、部署 Master 组件
六、部署 Worker Node 组件
七、部署网络组件
八、部署 CoreDNS
九、部署 Dashboard
总结

系列文章目录

😜即日起，更新云原生相关知识，喜欢的小伙伴可以给我点个三连喔

😜收录至专栏云原生

😜【云原生Docker系列第一篇】Docker镜像管理

😜【云原生Docker系列第二篇】Docker容器管理

😜【云原生Docker系列第三篇】Docker网络模式

😜【云原生Docker系列第四篇】Docker Cgroups资源控制操作

😜【云原生Docker系列第五篇】Docker数据管理

😜【云原生Docker系列第六篇】基于docker创建镜像

😜【云原生Docker系列第七篇】浅谈镜像的分层原理

😜【云原生Docker系列第九篇】Docker-Compose 容器集群的快速编排

😜【云原生Docker系列项目实战第一篇】dockerfile+lnmp+workpress

😜【云原生Kubernetes系列第一篇】深入理解容器集群管理系统Kubernetes（k8s）

😜【云原生Kubernetes系列第二篇】Kubernetes（k8s）核心组件

前言

常见的K8S按照部署方式：

●Minikube

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

一、实验环境

主机	IP地址	组件
k8s集群master01	192.168.109.131	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler
k8s集群node01	192.168.109.132	kubelet kube-proxy docker
k8s集群node02	192.168.109.133	kubelet kube-proxy docker
etcd集群节点1	192.168.109.131	etcd
etcd集群节点2	192.168.109.132	etcd
etcd集群节点3	192.168.109.133	etcd

考虑到电脑性能，我将etcd部署在master和node节点上，并且我这边只搭建两个node节点

二、操作系统初始化配置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
#-X清除自定义的规则

#关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab 

#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
192.168.109.131 master01
192.168.109.132 node01
192.168.109.133 node02
EOF

#调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

sysctl --system

#时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

三、部署 etcd 集群

etcd是Coreos团队于2013年6月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值（key-value）数据库。etcd内部采用rart协议作为致性算法，etcd是go语言编写的。

etcd作为服务发现系统，有以下的特点：

简单：安装配置简单，而且提供了HTTPAPI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

etcd 目前默认使用2379端口提供HTTPAPI服务，2380端口和peer通信（这两个端口已经被IANA（互联网数字分配机构）官方预留给etcd）。

即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯，使用端口2380来进行服务器间内部通讯。

etcd在生产环境中一般推荐集群方式部著。由于etcd的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台。

3.1 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HTTPAPI服务。使用Go语言编写。

CFSSIL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：

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。

这里为了方便全部都使用同一套证书认证，生产环境中一般不这样使用。

3.2 准备cfssl证书生成工具

在master01节点上操作

linux下载两种方式：

wget 源URL地址 [-o 指定路径]

curl -L 源URL地址 -o 指定路径

#准备cfssl证书生成工具
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

#也可以下载好上传上去
chmod +x /usr/local/bin/cfssl*

cfssl：#证书签发的工具命令
cfssljson：#将cfss1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

3.3 生成Etcd证书

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   #生成了CA证书、etcd服务器证书以及私钥

etcd-cert.sh文件解读

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
#可以定义多个项目，指定功能、日期等
cat > ca-config.json <<EOF

  "signing": 
    "default": 
      "expiry": "87600h"  
    ,
    "profiles": 
      "www": 
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      
    
  

EOF

#ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；
#后续在签名证书时会使用某个 profile；此实例只有一个 www 模板。
#expiry：指定了证书的有效期，87600h 为10年，如果用默认值一年的话，证书到期后集群会立即宕掉
#signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
#key encipherment：表示使用非对称密钥加密，如 RSA 加密；
#server auth：表示client可以用该 CA 对 server 提供的证书进行验证；
#client auth：表示server可以用该 CA 对 client 提供的证书进行验证；
#注意标点符号，最后一个字段一般是没有逗号的。


#-----------------------
#生成CA证书和私钥（根证书和私钥）
#特别说明： cfssl和openssl有一些区别，openssl需要先生成私钥，然后用私钥生成请求文件，最后生成签名的证书和私钥等，但是cfssl可以直接得到请求文件。
cat > ca-csr.json <<EOF

    "CN": "etcd",
    "key": 
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    ,
    "names": [
        
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        
    ]

EOF

#CN：Common Name，浏览器使用该字段验证网站或机构是否合法，一般写的是域名 
#key：指定了加密算法，一般使用rsa（size：2048）
#C：Country，国家
#ST：State，州，省
#L：Locality，地区,城市
#O: Organization Name，组织名称，公司名称
#OU: Organization Unit Name，组织单位名称，公司部门

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

#生成的文件：
#ca-key.pem：根证书私钥
#ca.pem：根证书
#ca.csr：根证书签发请求文件

#cfssl gencert -initca <CSRJSON>：使用 CSRJSON 文件生成生成新的证书和私钥。如果不添加管道符号，会直接把所有证书内容输出到屏幕。
#注意：CSRJSON 文件用的是相对路径，所以 cfssl 的时候需要 csr 文件的路径下执行，也可以指定为绝对路径。
#cfssljson 将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书，-bare 用于命名生成的证书文件。


#-----------------------
#生成 etcd 服务器证书和私钥
cat > server-csr.json <<EOF

    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.109.131",
    "192.168.109.132",
    "192.168.109.133"
    ],
    "key": 
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    ,
    "names": [
        
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        
    ]

EOF

#hosts：将所有 etcd 集群节点添加到 host 列表，需要指定所有 etcd 集群的节点 ip 或主机名不能使用网段，新增 etcd 服务器需要重新签发证书。

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

#生成的文件：
#server.csr：服务器的证书请求文件
#server-key.pem：服务器的私钥
#server.pem：服务器的数字签名证书

#-config：引用证书生成策略文件 ca-config.json
#-profile：指定证书生成策略文件中的的使用场景，比如 ca-config.json 中的 www

3.4 启动etcd服务

#上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务
cd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

mkdir -p /opt/etcd/cfg,bin,ssl

cd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/
#etcd相关的服务管理文件移动到bin目录下
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/
#证书文件复制到ssl文件下
cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

cd /opt/k8s/
./etcd.sh etcd01 192.168.109.131 etcd02=https://192.168.109.132:2380,etcd03=https://192.168.109.133:2380

etcd.sh文件解读

#!/bin/bash

#创建etcd配置文件/opt/etcd/cfg/etcd
ETCD_NAME=$1
ETCD_IP=$2
ETCD_CLUSTER=$3

WORK_DIR=/opt/etcd

cat > $WORK_DIR/cfg/etcd  <<EOF
#[Member]
ETCD_NAME="$ETCD_NAME"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://$ETCD_IP:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://$ETCD_IP:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://$ETCD_IP:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://$ETCD_IP:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://$ETCD_IP:2380,$ETCD_CLUSTER"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

#Member:成员配置
#ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一。成员名字，集群中必须具备唯一性，如etcd01
#ETCD_DATA_DIR：数据目录。指定节点的数据存储目录，这些数据包括节点ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定-wal-dir，还会存储WAL文件；如果不指定会用缺省目录
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址。用于监听其他member发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址。用于监听etcd客户发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口

#Clustering：集群配置
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址。其他member使用，其他member通过该地址与本member交互信息。一定要保证从其他member能可访问该地址。静态配置方式下，该参数的value一定要同时在--initial-cluster参数中存在
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址。etcd客户端使用，客户端通过该地址与本member交互信息。一定要保证从客户侧能可访问该地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址。本member使用。描述集群中所有节点的信息，本member根据此信息去联系其他member
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token。用于区分不同集群。本地如有多个集群要设为不同
#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etcd.service服务管理文件
cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service <<EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=$WORK_DIR/cfg/etcd
ExecStart=$WORK_DIR/bin/etcd \\
--cert-file=$WORK_DIR/ssl/server.pem \\
--key-file=$WORK_DIR/ssl/server-key.pem \\
--trusted-ca-file=$WORK_DIR/ssl/ca.pem \\
--peer-cert-file=$WORK_DIR/ssl/server.pem \\
--peer-key-file=$WORK_DIR/ssl/server-key.pem \\
--peer-trusted-ca-file=$WORK_DIR/ssl/ca.pem \\
--logger=zap \\
--enable-v2
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

#--enable-v2：开启 etcd v2 API 接口。当前 flannel 版本不支持 etcd v3 通信
#--logger=zap：使用 zap 日志框架。zap.Logger 是go语言中相对日志库中性能最高的
#--peer开头的配置项用于指定集群内部TLS相关证书（peer 证书），这里全部都使用同一套证书认证
#不带--peer开头的的参数是指定 etcd 服务器TLS相关证书（server 证书），这里全部都使用同一套证书认证


systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl restart etcd

#复制配置文件到其他节点
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.109.132:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.109.133:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.109.132:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.109.133:/usr/lib/systemd/system/

#在 node01 节点上操作
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd02"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.109.132:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.109.132:2379"		#修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.109.132:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.109.132:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01 192.168.109.131 etcd02=https://192.168.109.132:2380,etcd03=https://192.168.109.133:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd


#在node02 节点上操作
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd03"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.109.133:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.109.133:2379"		#修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.109.133:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.109.133:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01 192.168.109.131 etcd02=https://192.168.109.132:2380,etcd03=https://192.168.109.133:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

systemctl daemon-reload
systemctl restart etcd.service
systemctl enable etcd.service 
systemctl status etcd.service

3.5 检查群集状态

#检查etcd群集状态
#ETCDCTL_API=3表示v3版本的接口
cd /opt/etcd/ssl
#可查看到哪个是leader
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://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379,https://192.168.109.133:2379" endpoint status --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://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379,https://192.168.109.133:2379" endpoint health --write-out=table

#查看etcd集群成员列表
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://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379,https://192.168.109.133:2379" --write-out=table member list

–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
–ca-file：使用此CA证书验证启用https的服务器的证书
–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

四、部署 docker引擎

#所有 node 节点部署docker引擎
#如果想要让master节点也能创建pod，也可以安装docker
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-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

五、部署 Master 组件

在 master01 节点上操作

5.1 准备软件包

#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

5.2 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/

k8s-cert.sh文件解读

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
cat > ca-config.json <<EOF

  "signing": 
    "default": 
      "expiry": "87600h"
    ,
    "profiles": 
      "kubernetes": 
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      
    
  

EOF

#生成CA证书和私钥（根证书和私钥）
cat > ca-csr.json <<EOF

    "CN": "kubernetes",
    "key": 
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    ,
    "names": [
        
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
      	    "O": "k8s",
            "OU": "System"
        
    ]

EOF

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


#-----------------------
#生成 apiserver 的证书和私钥（apiserver和其它k8s组件通信使用）
#hosts中将所有可能作为 apiserver 的 ip 添加进去，后面 keepalived 使用的 VIP 也要加入
cat > apiserver-csr.json <<EOF

    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.109.131",		#master01
      "192.168.109.134",		#master02
      "192.168.109.200",		#vip，后面 keepalived 使用
      "192.168.109.135",		#load balancer01（master）
      "192.168.109.137",		#load balancer02（backup）
      "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

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


#-----------------------
#生成 kubectl 连接集群的证书和私钥，具有admin权限
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 kube-proxy 的证书和私钥
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

5.3 上传kubernetes 压缩包

#上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包
#下载地址:https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/release-1,20/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md
#注:打开链接你会发现里面有很多包,下载一个server包就够了,包含了Master和Worker Node二进制文件.
cd /opt/k8s/
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
#复制master组件的关键命令文件到kubernetes工作目录的bin子目录中
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/

5.4 创建认证文件

#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

5.5 开启apiserver服务

先启动apiserver才能启动scheduler和manager

cd /opt/k8s/
./apiserver.sh 192.168.109.131 https://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379,https://192.168.109.133:2379

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

apiserver.sh文件解读

#!/bin/bash
#创建 kube-apiserver 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver <<EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false  \\\\
--v=2 \\\\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\\\
--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 \\\\
--enable-bootstrap-token-auth=true \\\\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\\\
--service-node-port-range=30000-50000 \\\\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\\\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\\\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem  \\\\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\\\
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\\\
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\\\
--service-account-issuer=api \\\\
--service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\\\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\\\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\\\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\\\
--requestheader-client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\\\
--proxy-client-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\\\
--proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\\\
--requestheader-allowed-names=kubernetes \\\\
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \\\\
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\\\
--requestheader-username-headers=X-Remote-User \\\\
--enable-aggregator-routing=true \\\\
--audit-log-maxage=30 \\\\
--audit-log-maxbackup=3 \\\\
--audit-log-maxsize=100 \\\\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF

#--logtostderr=true：启用日志。输出日志到标准错误控制台，不输出到文件
#--v=4：日志等级。指定输出日志的级别，v=4为调试级别详细输出
#--etcd-servers：etcd集群地址。指定etcd服务器列表（格式：//ip:port），逗号分隔
#--bind-address：监听地址。指定 HTTPS 安全接口的监听地址，默认值0.0.0.0
#--secure-port：https安全端口。指定 HTTPS 安全接口的监听端口，默认值6443
#--advertise-address：集群通告地址。通过该 ip 地址向集群其他节点公布 api server 的信息，必须能够被其他节点访问
#--allow-privileged=true：启用授权。允许拥有系统特权的容器运行，默认值false
#--service-cluster-ip-range：Service虚拟IP地址段。指定 Service Cluster IP 地址段
#--enable-admission-plugins：准入控制模块。kuberneres集群的准入控制机制，各控制模块以插件的形式依次生效，集群时必须包含ServiceAccount，运行在认证（Authentication）、授权（Authorization）之后，Admission Control是权限认证链上的最后一环， 对请求API资源对象进行修改和校验
#--authorization-mode：认证授权，启用RBAC授权和节点自管理。在安全端口使用RBAC,Node授权模式，未通过授权的请求拒绝，默认值AlwaysAllow。RBAC是用户通过角色与权限进行关联的模式；Node模式（节点授权）是一种特殊用途的授权模式，专门授权由kubelet发出的API请求，在进行认证时，先通过用户名、用户分组验证是否是集群中的Node节点，只有是Node节点的请求才能使用Node模式授权
#--enable-bootstrap-token-auth：启用TLS bootstrap机制。在apiserver上启用Bootstrap Token 认证
#--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv：指定bootstrap token认证文件路径
#--service-node-port-range：指定 Service  NodePort 的端口范围，默认值30000-32767
#–-kubelet-client-xxx：apiserver访问kubelet客户端证书
#--tls-xxx-file：apiserver https证书
#1.20版本必须加的参数：–-service-account-issuer，–-service-account-signing-key-file
#--etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书
#–-audit-log-xxx：审计日志
#启动聚合层相关配置：–requestheader-client-ca-file，–proxy-client-cert-file，–proxy-client-key-file，–requestheader-allowed-names，–requestheader-extra-headers-prefix，–requestheader-group-headers，–requestheader-username-headers，–enable-aggregator-routing


#创建 kube-apiserver.service 服务管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service <<EOF
[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

5.6 启动 scheduler 服务

cd /opt/k8s/
./scheduler.sh
ps aux | grep kube-scheduler

5.7 启动 controller-manager 服务

./controller-manager.sh
ps aux | grep kube-controller-manager

controller-manager.sh文件解读

#!/bin/bash
##创建 kube-controller-manager 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager <<EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\\\
--v=2 \\\\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\\\
--leader-elect=true \\\\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig \\\\
--bind-address=127.0.0.1 \\\\
--allocate-node-cidrs=true \\\\
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\\\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\\\
--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 \\\\
--cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF

#––leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
#-–kubeconfig：连接 apiserver 用的配置文件，用于识别 k8s 集群
#--cluster-signing-cert-file/–-cluster-signing-key-file：自动为kubelet颁发证书的CA，与apiserver保持一致。指定签名的CA机构根证书，用来签名为 TLS BootStrapping 创建的证书和私钥
#--root-ca-file：指定根CA证书文件路径，用来对 kube-apiserver 证书进行校验，指定该参数后，才会在 Pod 容器的 ServiceAccount 中放置该 CA 证书文件
#--experimental-cluster-signing-duration：设置为 TLS BootStrapping 签署的证书有效时间为10年，默认为1年


##生成kube-controller-manager证书
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#创建证书请求文件
cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF

  "CN": "system:kube-controller-manager",
  "hosts": [],
  "key": 
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  ,
  "names": [
    
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing", 
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    
  ]

EOF

#生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager

#生成kubeconfig文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.109.131:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \\
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
  --embed-certs=true \\
  --server=$KUBE_APISERVER \\
  --kubeconfig=$KUBE_CONFIG
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \\
  --client-certificate=./kube-controller-manager.pem \\
  --client-key=./kube-controller-manager-key.pem \\
  --embed-certs=true \\
  --kubeconfig=$KUBE_CONFIG
kubectl config set-context default \\
  --cluster=kubernetes \\
  --user=kube-controller-manager \\
  --kubeconfig=$KUBE_CONFIG
kubectl config use-context default --kubeconfig=$KUBE_CONFIG


##创建 kube-controller-manager.service 服务管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service <<EOF
[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

5.8 其他

#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"   
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