k8s之二进制安装etcd集群

Posted 2020-11-01

前言

kubeadm安装的集群，默认etcd是一个单机的容器化的etcd，并且k8s和etcd通信没有经过ssl加密和认证，这点是需要改造的。
所以首先我们需要先部署一个三节点的etcd集群，二进制部署，systemd守护进程，并且需要生成ca证书

ETCD集群详情

主机	IP	节点名称	etcd的名称
主机01	192.168.56.200	MM	etcd1
主机02	192.168.56.201	SS01	etcd2
主机03	192.168.56.202	SS02	etcd3

master上搭建

创建相关目录

mkdir -p /data/etcd  # etcd数据目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,conf,ssl}

创建证书

创建 CA 证书和秘钥

本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 来生成 Certificate Authority (CA) 证书和秘钥文件，CA 是自签名的证书，用来签名后续创建的其它 TLS 证书
安装工具
如果不希望将cfssl工具安装到部署主机上，可以在其他的主机上进行该步骤，生成以后将证书拷贝到部署etcd的主机上即可。本教程就是采取这种方法，在一台测试机上执行下面操作

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
chmod +x cfssljson_linux-amd64
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo

生成ETCD的TLS 秘钥和证书
为了保证通信安全，客户端(如 etcdctl) 与 etcd 集群、etcd 集群之间的通信需要使用 TLS 加密，本节创建 etcd TLS 加密所需的证书和私钥。

创建CA证书

CA配置文件

cat >  ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "8760h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
        "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ],
        "expiry": "8760h"
      }
    }
  }
}
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；后续在签名证书时使用某个 profile；
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；
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

CA签名请求文件

cat >  ca-csr.json <<EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

"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)；

生成 CA 证书和私钥：

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

这个会在当前目录下面生成几个配置文件
ls ca*
ca-config.json ca.csr ca-csr.json ca-key.pem ca.pem

创建etcd证书

etcd证书请求文件

cat > etcd-csr.json <<EOF
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "${NODE_IP}"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

hosts 字段指定授权使用该证书的 etcd 节点 IP；
如：

生成 etcd 证书和私钥：

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

ls etcd*
etcd.csr etcd-csr.json etcd-key.pem etcd.pem ca-config.json ca.csr ca-csr.json ca-key.pem ca.pem

将生成好的etcd.pem和etcd-key.pem以及ca.pem三个文件拷贝到目标主机的/opt/kubernetes/ssl/目录下。

etcd二进制文件下载安装

到 https://github.com/coreos/etcd/releases 页面下载最新版本的二进制文件：

etcd-v3.3.4-linux-amd64.tar.gz
tar xf etcd-v3.3.4-linux-amd64.tar.gz
cp etcd-v3.3.4-linux-amd64/etcd* /opt/kubernetes/bin

创建etcd.service文件

在/usr/lib/systemd/system/下面创建system unit文件，命名为etcd.service

[[email protected] etcd]# cat /usr/lib/systemd/system/etcd.service 
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
Documentation=https://github.com/coreos
[Service]
Type=notify
WorkingDirectory=/data/etcd/
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/conf/etcd.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/etcd   --name ${ETCD_NAME}   --cert-file=/opt/kubernetes/ssl/etcd.pem   --key-file=/opt/kubernetes/ssl/etcd-key.pem   --peer-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/etcd.pem   --peer-key-file=/opt/kubernetes/ssl/etcd-key.pem   --trusted-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem   --peer-trusted-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem   --initial-advertise-peer-urls ${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS}   --listen-peer-urls ${ETCD_LISTEN_PEER_URLS}   --listen-client-urls ${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379   --advertise-client-urls ${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS}   --initial-cluster-token ${ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN}   --initial-cluster etcd1=https://192.168.56.200:2380,etcd2=https://192.168.56.201:2380,etcd3=https://192.168.56.202:2380   --initial-cluster-state new   --data-dir=${ETCD_DATA_DIR}
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target

指定 etcd 的工作目录和数据目录为 /var/lib/etcd，需在启动服务前创建这个目录；
为了保证通信安全，需要指定 etcd 的公私钥(cert-file和key-file)、Peers 通信的公私钥和 CA 证书(peer-cert-file、peer-key-file、peer-trusted-ca-file)、客户端的CA证书（trusted-ca-file）；
--initial-cluster-state 值为 new 时，--name 的参数值必须位于 --initial-cluster 列表中；

创建环境变量

创建配置文件conf

[[email protected] ~]# cat /opt/kubernetes/conf/etcd.conf 
# [member]
ETCD_NAME=etcd1
ETCD_DATA_DIR="/data/etcd/"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.56.200:2380" # 地址修改为当前服务器地址，下面同此
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.56.200:2379"
#[cluster]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.56.200:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.56.200:2379"

启动etcd服务

systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd

其他节点配置

把/opt/kubernetes下面的所有文件拷贝到其他node上就可以

拷贝完成后，修改配置文件etcd.conf中的名字etc2,etcd3

集群的查看

[[email protected] etcd]# etcdctl --ca-file=ca.pem --cert-file=etcd.pem --key-file=etcd-key.pem cluster-health
member 152709b7f8cbe7c0 is healthy: got healthy result from https://192.168.56.200:2379
member 8c78d744f172cba9 is healthy: got healthy result from https://192.168.56.202:2379
member bdc976e03235ad9b is healthy: got healthy result from https://192.168.56.201:2379

这里需要指定证书文件