kubernetes二进制集群部署 二——单master集群

内容要点：

一、实验环境

二、单master群集部署

三、多master群集部署

一、实验环境：

基于上篇博客：https://blog.51cto.com/14475876/2470049 部署的环境上

二、单master群集部署

单master群集架构图：

以下是自签SSL证书列表：

1、首先，我们要了解在 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

—— 部署开始：

接下来是在 master 上的操作，生成 api-server 证书：

将宿主机上下载好的 master.zip 包上传到 /root/k8s/ 目录下，并解压：
[root@localhost k8s]# unzip master.zip
[root@localhost k8s]# mkdir /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl} -p  
[root@localhost k8s]# mkdir k8s-cert      //创建 apiserver自签证书的目录
[root@localhost k8s]# cd k8s-cert/
[root@localhost k8s-cert]# vim k8s-cert.sh
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
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 -
#-----------------------
cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.109.138",   //第一台master 
      "192.168.109.230",   //第二台master
      "192.168.109.100",   //vip虚拟地址
      "192.168.109.133",   //第一台调度服务器地址（master）
      "192.168.109.137",   //第二台调度服务器地址（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 server-csr.json | cfssljson -bare server
#-----------------------
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
#-----------------------
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
接下来生成 k8s 证书：
[root@localhost k8s-cert]# bash k8s-cert.sh 
[root@localhost k8s-cert]# ls *pem  //查看证书，此处应有8个
admin-key.pem  ca-key.pem  kube-proxy-key.pem  server-key.pem
admin.pem      ca.pem      kube-proxy.pem      server.pem
[root@localhost k8s-cert]#  cp ca*pem server*pem /opt/kubernetes/ssl/
[root@localhost k8s-cert]# cd ..
[root@localhost k8s]# tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz   //解压缩包
[root@localhost ~]# cd /root/k8s/kubernetes/server/bin/
//复制关键命令文件：
[root@localhost bin]# cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/
[root@localhost bin]# cd /root/k8s/
//使用下面命令随机生成序列号：
[root@localhost k8s]# head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ' 
1232eb0133309f6ccde54802cc0b3ebe
[root@localhost k8s]# vim /opt/kubernetes/cfg/token.csv
1232eb0133309f6ccde54802cc0b3ebe,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
序列号，用户名，id号，角色
//此时，二进制文件，token，证书都准备好，开启 apiserver
[root@localhost k8s]# bash apiserver.sh 192.168.109.138 https://192.168.109.138:2379,https://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379
//检查进程是否启动成功：
[root@localhost k8s]# ps aux | grep kube
//查看配置文件：
[root@localhost k8s]# cat /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
//检查监听端口，是否都正常：
[root@localhost k8s]# netstat -natp | grep 6443
[root@localhost k8s]# netstat -natp | grep 8080
//启动 schedule 服务：
[root@localhost k8s]# ./scheduler.sh 127.0.0.1
[root@localhost k8s]# ps aux | grep ku
[root@localhost k8s]# chmod +x controller-manager.sh 
[root@localhost k8s]# ./controller-manager.sh 127.0.0.1
//查看 master 节点的状态：
[root@localhost k8s]# /opt/kubernetes/bin/kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
scheduler            Healthy   ok                  
controller-manager   Healthy   ok                  
etcd-2               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-1               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}

2、在 node 节点上的部署：

首先以下是 node 节点上的 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（我们已经安装好了）

—— 部署开始：

//先在master上，把 kubelet、kube-proxy 拷贝到 node节点上去：
[root@localhost ~]# cd k8s/kubernetes/server/bin/
[root@localhost bin]# ls
apiextensions-apiserver              kube-apiserver.docker_tag           kube-proxy
cloud-controller-manager             kube-apiserver.tar                  kube-proxy.docker_tag
cloud-controller-manager.docker_tag  kube-controller-manager             kube-proxy.tar
cloud-controller-manager.tar         kube-controller-manager.docker_tag  kube-scheduler
hyperkube                            kube-controller-manager.tar         kube-scheduler.docker_tag
kubeadm                              kubectl                             kube-scheduler.tar
kube-apiserver                       kubelet                             mounter
[root@localhost bin]# scp kubelet kube-proxy root@192.168.109.131:/opt/kubernetes/bin/
[root@localhost bin]# scp kubelet kube-proxy root@192.168.109.132:/opt/kubernetes/bin/
//在 node01节点上操作（将宿主机上的 node.zip包 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
[root@localhost ~]# unzip node.zip    //解压，获得 kubelet.sh proxy.sh
Archive:  node.zip
  inflating: proxy.sh                
  inflating: kubelet.sh 
————接下来在 master 上操作：
[root@localhost k8s]# mkdir kubeconfig
[root@localhost k8s]# cd kubeconfig/
[root@localhost kubeconfig]# cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv  //获取 token信息
1232eb0133309f6ccde54802cc0b3ebe,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
[root@localhost kubeconfig]# vim kubeconfig
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=1232eb0133309f6ccde54802cc0b3ebe \
  --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
  --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
//设置环境变量（可以写入到 /etc/profile 中）：
[root@localhost kubeconfig]# export PATH=$PATH:/opt/kubernetes/bin/
//检查健康状态：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
scheduler            Healthy   ok                  
controller-manager   Healthy   ok                  
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-2               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-1               Healthy   {"health":"true"} 
//生成配置文件：
[root@localhost kubeconfig]# bash kubeconfig 192.168.109.138 /root/k8s/k8s-cert/
[root@localhost kubeconfig]# ls
bootstrap.kubeconfig  kubeconfig  kube-proxy.kubeconfig
//拷贝配置文件到 node节点上：
[root@localhost kubeconfig]# scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.109.131:/opt/kubernetes/cfg/
[root@localhost kubeconfig]# scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.109.132:/opt/kubernetes/cfg/
//创建 bootstrap角色赋予权限用于连接 apiserver请求签名（至关重要）：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap
————接下来在 node01 节点上的操作：
[root@localhost ~]# bash kubelet.sh 192.168.109.131
//检查 kubelet 服务启动：
[root@localhost ~]# ps aux|grep kube
————在master上：
//检查到 node01 节点的请求：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   REQUESTOR           CONDITION
node-csr-M9Iv_3cKuOZaiKSvoQGIarJHOaK1S9FnRs6SGIXP9nk   5s    kubelet-bootstrap   Pending（意思：等待群集给该节点颁发证书）
//接下来同意请求，颁发证书即可：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl certificate approve node-csr-M9Iv_3cKuOZaiKSvoQGIarJHOaK1S9FnRs6SGIXP9nk
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-M9Iv_3cKuOZaiKSvoQGIarJHOaK1S9FnRs6SGIXP9nk   7m7s   kubelet-bootstrap   Approved,Issued
（Approved,Issued：就表示已经被允许加入群集）
//查看群集节点，成功加入 node01 节点：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get node
NAME              STATUS   ROLES    AGE    VERSION
192.168.109.131   Ready    <none>   3m8s   v1.12.3
————在 node01上操作，启动 proxy服务：
[root@localhost ~]# bash proxy.sh 192.168.109.131
[root@localhost ~]# systemctl status kube-proxy.service    //查看状态是否正常
————部署 node02 ：
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即可：
[root@localhost ~]# scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.109.132:/opt/
//再把kubelet，kube-proxy的service文件拷贝到node2中
[root@localhost ~]# scp /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.109.132:/usr/lib/systemd/system/
--接下来就是在 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）
[root@localhost ssl]# cd /opt/kubernetes/cfg/
[root@localhost cfg]# vim kubelet
KUBELET_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--hostname-override=192.168.109.132 \  ##改成自己的IP地址
--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"
[root@localhost cfg]# vim kubelet.config
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 192.168.109.132   ##改成自己的IP地址
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local.
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: true
[root@localhost cfg]# vim kube-proxy
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--hostname-override=192.168.109.132 \   ##改成自己的IP地址
--cluster-cidr=10.0.0.0/24 \
--proxy-mode=ipvs \
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
//启动服务：
[root@localhost cfg]# systemctl start kubelet.service
[root@localhost cfg]# systemctl start kube-proxy.service
//和之前一样，在 master 上操作查看请求：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE     REQUESTOR           CONDITION
node-csr-M9Iv_3cKuOZaiKSvoQGIarJHOaK1S9FnRs6SGIXP9nk   29m     kubelet-bootstrap   Approved,Issued
node-csr-vOfkpLYSYqFtD__GgZZZiV7NU_WaqECDvBbFuGyckRc   2m21s   kubelet-bootstrap   Pending
//接下来和刚刚一样，同意授权，颁发证书即可：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl certificate approve node-csr-vOfkpLYSYqFtD__GgZZZiV7NU_WaqECDvBbFuGyckRc
//查看群集中的节点：
[root@localhost kubeconfig]# kubectl get node
NAME              STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.109.131   Ready    <none>   34s   v1.12.3
192.168.109.132   Ready    <none>   25m   v1.12.3

！！至此，我们一个单节点的 Master 部署就完成了，接下来是带来 多节点 Master部署

三、多 Master 节点部署：

多 Master节点集群图：

在有单 Master 节点部署环境的基础上，在部署一个 Master02 即可。

–部署开始：

//首先关闭防火墙：
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@localhost ~]# setenforce 0
//在 master01上，直接将 kubernetes目录拷贝到 master02上即可：
[root@localhost kubeconfig]# scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.109.230:/opt
//在复制 master01 上的三个组件启动脚本：kube-apiserver.service、kube-controller-manager.service、kube-scheduler.service  
[root@localhost kubeconfig]# scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.220.129:/usr/lib/systemd/system/
//接下来，在 master02上，修改配置文件 kube-apiserver中的IP地址：
[root@localhost cfg]# pwd
/opt/kubernetes/cfg
[root@localhost cfg]# vim kube-apiserver
.
(省略部分)
.
--etcd-servers=https://192.168.109.138:2379,https://192.168.109.131:2379,https://192.168.109.132:2379 \
--bind-address=192.168.109.230 \        ##改成自己的ip地址
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.109.230 \   ##改成自己的ip地址
--allow-privileged=true \
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \
.
(省略部分)
.
//拷贝 master01 上已有的 etcd 证书给 master02 使用：
[root@localhost kubeconfig]# scp -r /opt/etcd/ root@192.168.109.230:/opt/
//接下来，启动 master02中的三个组件：
[root@localhost cfg]# systemctl start kube-apiserver.service 
[root@localhost cfg]# systemctl start kube-controller-manager.service 
[root@localhost cfg]# systemctl start kube-scheduler.service 
//增加环境变量：
[root@localhost cfg]# vim /etc/profile
在末尾添加：
export PATH=$PATH:/opt/kubernetes/bin/
[root@localhost cfg]# source /etc/profile   //环境变量生效
//master02 上查看节点情况（和 master01一模一样）：
[root@localhost cfg]# kubectl get node
NAME              STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.109.131   Ready    <none>   44m   v1.12.3
192.168.109.132   Ready    <none>   70m   v1.12.3