k8s之集群部署（二进制部署）

Posted 2020-12-19 yeyu1314

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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k8s之集群部署（二进制部署）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

k8s集群分为三个部分。如下图所示

1. master节点

2. node节点

3. etcd存储

技术图片

部署master.com节点

根据上图所示，master节点分为三个组件（apiserver、controller-manager、scheduler）

apiserver：k8s集群的总入口，基于hppts通讯。所以要部署证书。

第一步：准备k8s证书：

vim ca-config.json

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

vim ca-csr.json

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

vim kube-proxy-csr.json

{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}

vim server-csr.json 此处记得修改ip

{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "kubernetes",
      "kubernetes.default",
      "kubernetes.default.svc",
      "kubernetes.default.svc.cluster",
      "kubernetes.default.svc.cluster.local",
      "192.168.1.46",
      "192.168.1.47",
      "192.168.1.46"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}

若已安装这三个工具，请忽略。若未安装，复制即可。且给755的权限。

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

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

生成证书，待备用。

技术图片

第二步：下载二进制文件。

下载官网：

技术图片

wget https://dl.k8s.io/v1.16.13/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

tar -zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

技术图片

所以接下来，我的服务规划还是放在opt下

bin：二进制文件

cfg：配置文件

logs：日志

ssl：证书

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,logs,ssl}

cp ./kubernetes/server/bin/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kubectl,kube-scheduler} /opt/kubernetes/bin/

复制刚才的证书过来

cp *.pem /opt/kubernetes/ssl/ （proxy的是node用的。可以不复制）

技术图片

第三步：配置三个服务的配置文件

kube-apiserver要用到token，所以我们还需要生成一个token文件。

head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘ # 命令会随机生成一个token

vim /opt/kubernetes/cfg/token.csv

# 若需要更换token，请使用： head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘              # 命令会随机生成一个token
c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"

下面正式编写三个组件的配置文件

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf (记得修改etcd集群的ip和监听地址的ip)

KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false 
--v=2 --log-dir=/opt/kubernetes/logs --etcd-servers=https://192.168.31.61:2379,https://192.168.31.62:2379,https://192.168.31.63:2379 
--bind-address=192.168.31.61 --secure-port=6443 --advertise-address=192.168.31.61 --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=30000-32767 --kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem --kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem --tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem  --tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem --client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem --service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem --etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem --etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem --etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --audit-log-maxage=30 --audit-log-maxbackup=3 --audit-log-maxsize=100 --audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"

更多选项参数，请参考官方文档。

技术图片

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf

KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false 
--v=2 --log-dir=/opt/kubernetes/logs --leader-elect=true --master=127.0.0.1:8080 --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 --experimental-cluster-signing-duration=87600h0m0s"

技术图片

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf

KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false 
--v=2 --log-dir=/opt/kubernetes/logs --leader-elect --master=127.0.0.1:8080 --address=127.0.0.1"

master已经部署完毕。master其实就只有这么点内容。（如下图）

技术图片

下面就可以启动三个组件服务了。为了方便，我们顺便编写一下三个服务的启动文件吧

第四步：编写组件的启动文件，然后启动服务

vim /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service

[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver $KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

vim /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service

[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager $KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

vim /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service

[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler $KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启动服务，并设置开机自启动

systemctl start kube-apiserver
systemctl start kube-controller-manager
systemctl start kube-scheduler

systemctl enable kube-apiserver
systemctl enable kube-controller-manager
systemctl enable kube-scheduler

最后一步：因为加入节点利用token自动颁发证书。所以kubelet-bootstrap授权

kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap

部署node节点

部署前的准备，同样的关闭防火墙，swap，配置hosts文件。

node节点也是由三个组件组成的。分别是docker、kube-proxy、kubelet

安装docker-ce。

docker的安装省略，请参考相关的文档：https://developer.aliyun.com/mirror/docker-ce?spm=a2c6h.13651102.0.0.3e221b11P6sarI

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum makecache fast
sudo yum -y install docker-ce
sudo systemctl start docker

必须先启动kubelet，再到kube-proxy

规划目录

技术图片

mkdir /opt/kubernetes/{bin,cfg,logs,ssl} -p

第一步：把证书复制到ssl目录下。(ca.pem kube-proxy-key.pem kube-proxy.pem)

技术图片

此处的ca证书必须与master上的ca-key.pem是一对的

第二步：把二进制文件拷贝到bin目录

官网下载。服务端中，有kube-proxy的相关组件的。所以可以直接复制过来使用

技术图片

第三步：编写kubelet，kube-proxyt的配置文件。

kubelet和kube-proxy都是由三个组件组成的服务。所以两个服务共有6个配置文件

kubelet的三个配置文件

1. bootstrap.kubeconfig：自动颁发证书的配置文件

2. kubelet.conf：主配置文件

3. kubelet-config.yml：生成服务的配置文件

kube-proxy的服务主要由三个配置文件组成

1. conf文件：基本的配置文件

2. kubeconfig：连接api-server的配置文件

3. yml文件：kube-proxy的主要配置文件。此文件是从早期版本的conf文件分离出来。

所以我们先编辑kubelet三个配置文件

vim /opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem
    server: https://192.168.31.61:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubelet-bootstrap
  name: default
current-context: default
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubelet-bootstrap
  user:
    token: c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940

温馨提示：记得修改ip，还有连接服务端的token要一致

vim /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf 节点名字，必须与其他节点不一样。

KUBELET_OPTS="--logtostderr=false 
--v=2 --log-dir=/opt/kubernetes/logs --hostname-override=k8s-node1 --network-plugin=cni --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig --bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig --config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml --cert-dir=/opt/kubernetes/ssl --pod-infra-container-image=lizhenliang/pause-amd64:3.0"

温馨提示：pause-amd64，请参考阿里云https://developer.aliyun.com/article/680942?spm=a2c6h.14164896.0.0.72ac5d8d3HQauK

vim /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml

kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local 
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    cacheTTL: 2m0s
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
authorization:
  mode: Webhook
  webhook:
    cacheAuthorizedTTL: 5m0s
    cacheUnauthorizedTTL: 30s
evictionHard:
  imagefs.available: 15%
  memory.available: 100Mi
  nodefs.available: 10%
  nodefs.inodesFree: 5%
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110

编写kubelet.service服务启动文件，并启动服务

vim /usr/lib/systemd/system/kubelet.service

[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
Before=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet $KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

kubelet服务部署完毕。

编写kube-proxy的配置3个配置文件

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf

KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false 
--v=2 --log-dir=/opt/kubernetes/logs --config=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml"

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig 温馨提示：此处记得修改连接kube-apiserver的ip哦

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem
    server: https://192.168.1.47:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kube-proxy
  name: default
current-context: default
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kube-proxy
  user:
    client-certificate: /opt/kubernetes/ssl/kube-proxy.pem
    client-key: /opt/kubernetes/ssl/kube-proxy-key.pem

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml # 此处的名字不能与其他节点名字一样，所以需要修改

kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
address: 0.0.0.0
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
clientConnection:
  kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig
hostnameOverride: k8s-node1
clusterCIDR: 10.0.0.0/24
mode: ipvs
ipvs:
  scheduler: "rr"
iptables:
  masqueradeAll: true

编写启动文件kube-proxy.service

vim /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service

[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy $KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

到此kubelet和kube-proxy全部配置完毕。

启动docker、kubelet、kube-proxy三个服务。

systemctl daemon-reload

systemctl start kubelet   &&  systemctl enable kubelet
systemctl start kube-proxy  &&  systemctl enable kube-proxy

最后还有一步非常关键的一步，就是在master主节点上允许颁发证书。

kubectl get csr
kubectl certificate approve node-csr-MYUxbmf_nmPQjmH3LkbZRL2uTO-_FCzDQUoUfTy7YjI

技术图片

检查验证：node是否成功加入到主节点上

技术图片

node节点添加成功。

【master、node部署完毕】

集群部署完毕后，但我们还需要一个插件来维持集群的网络。

安装cni网络 ——>> flannel

第一步：在node节点下载cni，并解压到bin目录下（所有node）

规划cni服务：mkdir /opt/cni/{bin,net.d} -p

技术图片

温馨提示：kubelet服务会调用cni，所以node节点上都必须有cni插件。

cni下载地址：https://github.com/containernetworking/plugins/releases

wget https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v0.8.6/cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz
tar -zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin/

第二步：在master下安装flannel工具。官网地址：https://github.com/coreos/flannel#flannel

wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

kubectl apply -f kube-flannel.yml

技术图片

第三步：检查结果。flannel其实也是一个pod，安装的默认命令空间在kube-system

技术图片

【整个k8s单master集群部署完毕】

以上是关于k8s之集群部署（二进制部署）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

6、二进制安装K8s之部署kubectl

二进制部署K8s集群进阶使用之第4节pod控制器

二进制部署K8s集群进阶使用之第1节关于K8s证书

云原生之kubernetes实战在k8s下部署Redis集群

Kubernetes 集群之二进制安装部署（单Master节点）