K8S 二进制集群部署--------单master集群

Posted 2021-02-20

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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 二进制集群部署--------单master集群相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、集群环境

在上篇博客介绍过了，我的搭建部署也是在上一篇的基础上做的。

二、部署master节点组件

在 Master 上要部署以下三大核心组件：

kube-apiserver：是集群的统一入口，各组件协调者，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给 APIServer 处理后再提交给 Etcd 存储；

kube-controller-manager：处理群集中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而 controller-manager 就是负责管理这些控制器的；

kube-scheduler：根据调度算法为新创建的 Pod 选择一个 Node 节点，可以任意部署，可以部署在同一个节点上，也可以部署在不同节点上。

操作流程：配置文件 -----> systemd 管理组件 -----> 启动

先把master压缩包放在k8s目录下

[root@localhost k8s]# unzip master.zip

解压出来的三个组件脚本我自己编写的，内容在下面操作中展示。

技术图片

[root@localhost k8s]# chmod +x controller-manager.sh    #给controll脚本加上权限
[root@localhost k8s]# mkdir -p /opt/kubernetes/{cfg,ssl,bin}

2.1、部署 apiserver

2.1.1、制作api-server证书

1、创建api-server证书目录

[root@localhost k8s]# mkdir k8s-cert
[root@localhost k8s]# cd k8s-cert/

2、编写证书生成脚本

[root@localhost k8s-cert]# vim k8s-cert.sh
# 编写ca证书的配置文件
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
# 编写ca 签名证书文件
cat > ca-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF
# 使用签名证书生成ca.pem、ca-key.pem文件
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -

#编写apiserver的签名证书
注意：master2节点和LB节点的IP地址是 为了之后的多master节点部署添加的
cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.66.130",  //master1节点
      "192.168.66.131",  //master2节点
      "192.168.66.100",  //vip地址
      "192.168.66.134",  //负载调度器 （master）
      "192.168.66.139",  //负载调度器 （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

#使用之前的文件生成server证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server

#编写用户证书
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

# 编写 kube-proxy 证书
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

3、执行脚本，并把通信证书拷贝到 /opt/kubernetes/ssl目录下

[root@localhost k8s-cert]# bash k8s-cert.sh 

[root@localhost k8s-cert]# cp ca*pem server*pem /opt/kubernetes/ssl/

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2.1.2、解压二进制文件

1、解压k8s安装包

[root@localhost k8s]# tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

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2、复制关键的命令文件到/opt/kubernetes/bin/

[root@localhost k8s]# cd /root/k8s/kubernetes/server/bin
[root@localhost bin]# cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/

2.1.3、制作token令牌

//使用下面的 head命令 随机生成序列号
[root@localhost k8s]# head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘
5215984ab589158ffaf315249da4c0c9   #复制序列号写入 token.csv 中

[root@localhost k8s]# vim /opt/kubernetes/cfg/token.csv
#写入内容：序列号,用户名,id,角色
5215984ab589158ffaf315249da4c0c9,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"

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2.1.4、开启 apiserver

1、二进制文件、token令牌、证书都准备好了，开启apiserver，指向ETCD集群，把信息保存到ETCD中。

[root@localhost k8s]# bash apiserver.sh 192.168.66.130 https://192.168.66.130:2379,https://192.168.66.132:2379,https://192.168.66.133:2379

apiserver.sh脚本

#!/bin/bash

MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2

#在k8s工作目录里生成kube-apiserver 配置文件
cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver

KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true --v=4 --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 --kubelet-https=true --enable-bootstrap-token-auth --token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv --service-node-port-range=30000-50000 --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"

EOF

#生成启动脚本
cat <<EOF >/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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver $KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

#启动apiserver组件
systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-apiserver
systemctl restart kube-apiserver

2、检查进程是否启动成功。

[root@localhost k8s]# ps aux | grep kube

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3、查看监听的https端口

[root@localhost k8s]# netstat -natp | grep 6443
[root@localhost k8s]# netstat -natp | grep 8080

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2.2、部署scheduler

scheduler.sh脚本内容：

[root@localhost k8s]# vim scheduler.sh 
#!/bin/bash

MASTER_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler

KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=true --v=4 --master=${MASTER_ADDRESS}:8080 --leader-elect"

EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes

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

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-scheduler
systemctl restart kube-scheduler

启动scheduler服务

[root@localhost k8s]# ./scheduler.sh 127.0.0.1

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2.3、部署controller-manager

controller-manager.sh脚本编写内容：

[root@localhost k8s]# vim controller-manager.sh 
#!/bin/bash

MASTER_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager

KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=true --v=4 --master=${MASTER_ADDRESS}:8080 --leader-elect=true --address=127.0.0.1 --service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 --cluster-name=kubernetes --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"

EOF

cat <<EOF >/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
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

启动controller-manager

[root@localhost k8s]# ./controller-manager.sh 127.0.0.1

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查看master节点状态

[root@localhost k8s]# /opt/kubernetes/bin/kubectl get cs

技术图片

三、部署node节点组件

在 node上要部署以下三大核心组件：

kubelet：是master在node节点上的agent，可以管理本机运行容器的生命周期，例如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作，kubelet 将每个 Pod转换成一组容器。

kube-proxy：在 node节点上实现 Pod网络代理，维护网络规划和四层负载均衡工作。

docker：容器（我们前面已经安装好了）

3.1、部署kubeconfig

在master节点上进行操作

1、在master上，把 kubelet、kube-proxy 拷贝到两个node节点上去

[root@localhost k8s]# cd kubernetes/server/bin/

[root@localhost bin]#  scp kubelet kube-proxy root@192.168.66.132:/opt/kubernetes/bin/
[root@localhost bin]#  scp kubelet kube-proxy root@192.168.66.133:/opt/kubernetes/bin/

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2、编写kubeconfig脚本

[root@localhost k8s]# mkdir kubeconfig
[root@localhost k8s]# cd kubeconfig/

//获取token信息
[root@localhost kubeconfig]# cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv
5215984ab589158ffaf315249da4c0c9,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"

//拷贝kubeconfig.sh文件进行重命名
[root@localhost kubeconfig]# mv kubeconfig.sh kubeconfig
[root@localhost kubeconfig]# vim kubeconfig 
# 创建 TLS Bootstrapping Token
#BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ‘)
BOOTSTRAP_TOKEN=0fb61c46f8991b718eb38d27b605b008

cat > token.csv <<EOF
${BOOTSTRAP_TOKEN},kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
EOF

#----------------------

APISERVER=$1
SSL_DIR=$2

# 创建kubelet bootstrapping kubeconfig 
export KUBE_APISERVER="https://$APISERVER:6443"

# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes   --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem   --embed-certs=true   --server=${KUBE_APISERVER}   --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

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

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

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

#----------------------

# 创建kube-proxy kubeconfig文件

kubectl config set-cluster kubernetes   --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem   --embed-certs=true   --server=${KUBE_APISERVER}   --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

kubectl config set-credentials kube-proxy   --client-certificate=$SSL_DIR/kube-proxy.pem   --client-key=$SSL_DIR/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

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3、设置环境变量，使可以在任意目录下识别kubectl命令

[root@localhost kubeconfig]# export PATH=$PATH:/opt/kubernetes/bin/

4、检查健康状态

[root@localhost kubeconfig]# kubectl get cs

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5、运行kubeconfig脚本生成配置文件

[root@localhost kubeconfig]# bash kubeconfig 192.168.66.130 /root/k8s/k8s-cert/

技术图片

将生成的配置文件传给两个node节点

[root@localhost kubeconfig]# scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.66.132:/opt/kubernetes/cfg/
[root@localhost kubeconfig]# scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.66.133:/opt/kubernetes/cfg/

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6、创建 bootstrap角色赋予权限，用于连接 apiserver请求签名（重要）

[root@localhost kubeconfig]#  kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap

3.2、部署node1的kubelet组件

在node1节点上操作**

//nod01节点操作（复制node.zip到/root目录下再解压）
[root@localhost ~]# ls
anaconda-ks.cfg  flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz  node.zip   公共  视频  文档  音乐
flannel.sh       initial-setup-ks.cfg                README.md  模板  图片  下载  桌面
//解压node.zip，获得kubelet.sh  proxy.sh 
[root@localhost ~]# unzip node.zip

1、编写kubelet.sh脚本


#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1
DNS_SERVER_IP=${2:-"10.0.0.2"}

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kubelet

KUBELET_OPTS="--logtostderr=true --v=4 --hostname-override=${NODE_ADDRESS} --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig --bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig --config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config --cert-dir=/opt/kubernetes/ssl --pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0"

EOF

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config

kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: ${NODE_ADDRESS}
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- ${DNS_SERVER_IP} 
clusterDomain: cluster.local.
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: true
EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kubelet.service
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet $KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kubelet
systemctl restart kubelet

2、加执行权限

[root@localhost ~]# chmod +x /root/kubelet.sh

3、运行脚本启动kubelet，向master集群发送请求

[root@localhost ~]# bash kubelet.sh 192.168.66.132

4、检查 kubelet 服务启动

[root@localhost ~]# ps aux | grep kube

技术图片

5、在master节点上，检查 node01 节点的请求

//用下面这个命令检查得到node1请求，并复制node1请求的名字
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr

技术图片

6、master设置同意连接请求，颁发证书

//同意请求的命令格式：kubectl certificate approve node1请求的NAME
[root@localhost kubeconfig]# kubectl certificate approve node-csr-UWHx5twdszUBAKSIajgOat46vnZQ2IpZa4-_E_FkB4w

[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr    #发现状态变成允许

技术图片

7、查看群集节点，成功加入 node01 节点

[root@localhost kubeconfig]# kubectl get node

技术图片

3.3、部署node1 的kube-proxy组件

1、编写proxy.sh 脚本

#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy

KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=true --v=4 --hostname-override=${NODE_ADDRESS} --cluster-cidr=10.0.0.0/24 --proxy-mode=ipvs --kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"

EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

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

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-proxy
systemctl restart kube-proxy

2、加执行权限

[root@localhost ~]# chmod +x /root/proxy.sh

3、在 node1节点上操作，启动 proxy服务，并查看状态是否正常

[root@localhost ~]# bash proxy.sh 192.168.66.132
[root@localhost ~]# systemctl status kube-proxy.service

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3.4、部署node2节点的 kubelet 和 kube-proxy 服务

1、为了提高效率，我们将 node01上现成的 /opt/kubernetes目录复制到其他节点进行修改。

[root@localhost ~]# scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.66.133:/opt/

再把kubelet，kube-proxy的service文件拷贝到node2中

scp /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.66.133:/usr/lib/systemd/system/

2、接下来在 node02 节点上的操作

首先，先删除复制过来的证书，因为待会 node02 会自行申请属于自己的证书

[root@localhost ~]# cd /opt/kubernetes/ssl/
[root@localhost ssl]# rm -rf *

修改配置文件 kubelet 、kubelet.config 、kube-proxy（三个配置文件）中node1的IP地址

[root@localhost ssl]# cd /opt/kubernetes/cfg/
[root@localhost cfg]# vim kubelet

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[root@localhost cfg]# vim kubelet.config

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[root@localhost cfg]# vim kube-proxy

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3、启动node2节点的 kubelet、kube-proxy 服务，并设置开机自启

[root@localhost cfg]# systemctl start kubelet.service 
[root@localhost cfg]# systemctl enable kubelet.service

[root@localhost cfg]# systemctl start kube-proxy.service 
[root@localhost cfg]# systemctl enable kube-proxy.service

4、在master上查看node2节点的请求

[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr

技术图片

接下来和刚刚一样，授权许可加入集群

[root@localhost kubeconfig]# kubectl certificate approve node-csr-ygkcxiRs2_EJw6A8N8m2SHnXOqU_I1Bs1BrfP21GzfM

技术图片

四、验证集群

查看群集中的节点

[root@localhost ~]# kubectl get node

技术图片

到这里，单master节点的K8s集群部署完成了。

以上是关于K8S 二进制集群部署--------单master集群的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

k8s单节点集群二进制部署（步骤详细，图文详解）

Kubernetes二进制单节点集群部署

二进制部署K8s集群进阶使用之第4节pod控制器

云原生：二进制部署单master k8s集群

二进制部署K8S单节点