附028.Kubernetes_v1.20.0高可用部署架构二

kubeadm介绍

kubeadm概述

参考附003.Kubeadm部署Kubernetes

kubeadm功能

参考附003.Kubeadm部署Kubernetes

本方案描述

  • 本方案采用kubeadm部署Kubernetes 1.20.0版本;
  • etcd采用混部方式;
  • Keepalived:实现VIP高可用;
  • Nginx:以Pod形式运行与Kubernetes之上,即in Kubernetes模式,提供反向代理至3个master 6443端口;
  • 其他主要部署组件包括:
    • Metrics:度量;
    • Dashboard:Kubernetes 图形UI界面;
    • Helm:Kubernetes Helm包管理工具;
    • Ingress:Kubernetes 服务暴露;
    • Longhorn:Kubernetes 动态存储组件。

部署规划

节点规划

节点主机名 IP 类型 运行服务
master01 172.24.8.71 Kubernetes master节点 docker、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、kubelet、metrics、calico
master02 172.24.8.72 Kubernetes master节点 docker、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、kubelet、metrics、calico
master03 172.24.8.73 Kubernetes master节点 docker、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、kubelet、metrics、calico
worker01 172.24.8.74 Kubernetes worker节点 docker、kubelet、proxy、calico
worker02 172.24.8.75 Kubernetes worker节点 docker、kubelet、proxy、calico
worker03 172.24.8.76 Kubernetes worker节点 docker、kubelet、proxy、calico

Kubernetes的高可用主要指的是控制平面的高可用,即指多套Master节点组件和Etcd组件,工作节点通过负载均衡连接到各Master。
架构图

Kubernetes高可用架构中etcd与Master节点组件混布方式特点:

  • 所需机器资源少
  • 部署简单,利于管理
  • 容易进行横向扩展
  • 风险大,一台宿主机挂了,master和etcd就都少了一套,集群冗余度受到的影响比较大

提示:本实验使用Keepalived+Nginx架构实现Kubernetes的高可用。

初始准备

[root@master01 ~]# hostnamectl set-hostname master01	    #其他节点依次修改
[root@master01 ~]# cat >> /etc/hosts << EOF
172.24.8.71 master01
172.24.8.72 master02
172.24.8.73 master03
172.24.8.74 worker01
172.24.8.75 worker02
172.24.8.76 worker03
EOF  

[root@master01 ~]# wget http://down.linuxsb.com/k8sinit.sh

提示:此操作仅需要在master01节点操作。
对于某些特性,可能需要升级内核,内核升级操作见《018.Linux升级内核》。4.19版及以上内核nf_conntrack_ipv4已经改为nf_conntrack。

互信配置

为了更方便远程分发文件和执行命令,本实验配置master01节点到其它节点的 ssh 信任关系。

[root@master01 ~]# ssh-keygen -f ~/.ssh/id_rsa -N ''
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@master01
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@master02
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@master03
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@worker01
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@worker02
[root@master01 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@worker03

提示:此操作仅需要在master01节点操作。

其他准备

[root@master01 ~]# vi environment.sh

#!/bin/sh
#****************************************************************#
# ScriptName: environment.sh
# Author: xhy
# Create Date: 2020-05-30 16:30
# Modify Author: xhy
# Modify Date: 2020-05-30 16:30
# Version: 
#***************************************************************#
# 集群 MASTER 机器 IP 数组
export MASTER_IPS=(172.24.8.71 172.24.8.72 172.24.8.73)

# 集群 MASTER IP 对应的主机名数组
export MASTER_NAMES=(master01 master02 master03)

# 集群 NODE 机器 IP 数组
export NODE_IPS=(172.24.8.74 172.24.8.75 172.24.8.76)

# 集群 NODE IP 对应的主机名数组
export NODE_NAMES=(worker01 worker02 worker03)

# 集群所有机器 IP 数组
export ALL_IPS=(172.24.8.71 172.24.8.72 172.24.8.73 172.24.8.74 172.24.8.75 172.24.8.76)

# 集群所有IP 对应的主机名数组
export ALL_NAMES=(master01 master02 master03 worker01 worker02 worker03)
[root@master01 ~]# source environment.sh
[root@master01 ~]# chmod +x *.sh
[root@master01 ~]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${all_ip}"
    scp -rp /etc/hosts root@${all_ip}:/etc/hosts
    scp -rp k8sinit.sh root@${all_ip}:/root/
    ssh root@${all_ip} "bash /root/k8sinit.sh"
  done

提示:Kubernetes 1.20.0可兼容的docker版本最新为19.03。

集群部署

相关组件包

需要在每台机器上都安装以下的软件包:

  • kubeadm: 用来初始化集群的指令;
  • kubelet: 在集群中的每个节点上用来启动 pod 和 container 等;
  • kubectl: 用来与集群通信的命令行工具。

kubeadm不能安装或管理 kubelet 或 kubectl ,所以得保证他们满足通过 kubeadm 安装的 Kubernetes控制层对版本的要求。如果版本没有满足要求,可能导致一些意外错误或问题。
具体相关组件安装见;附001.kubectl介绍及使用书

提示:Kubernetes 1.20版本所有兼容相应组件的版本参考:https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md。

正式安装

[root@master01 ~]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${all_ip}"
    ssh root@${all_ip} "cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF"
    ssh root@${all_ip} "yum install -y kubeadm-1.20.0-0.x86_64 kubelet-1.20.0-0.x86_64 kubectl-1.20.0-0.x86_64 --disableexcludes=kubernetes"
    ssh root@${all_ip} "systemctl enable kubelet"
done

[root@master01 ~]# yum search -y kubelet --showduplicates             #查看相应版本 

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有节点自动化安装,同时此时不需要启动kubelet,初始化的过程中会自动启动的,如果此时启动了会出现报错,忽略即可。

说明:同时安装了cri-tools, kubernetes-cni, socat三个依赖:
socat:kubelet的依赖;
cri-tools:即CRI(Container Runtime Interface)容器运行时接口的命令行工具。

部署高可用组件I

Keepalived安装

[root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${master_ip}"
    ssh root@${master_ip} "yum -y install curl gcc gcc-c++ make libnl libnl-devel libnl3-devel libnfnetlink-devel openssl-devel"
    ssh root@${master_ip} "wget http://down.linuxsb.com/software/keepalived-2.1.5.tar.gz"
    ssh root@${master_ip} "tar -zxvf keepalived-2.1.5.tar.gz"
    ssh root@${master_ip} "cd keepalived-2.1.5/ && LDFLAGS=\"$LDFAGS -L /usr/local/openssl/lib/\" ./configure --sysconf=/etc --prefix=/usr/local/keepalived && make && make install"
    ssh root@${master_ip} "systemctl enable keepalived && systemctl start keepalived"
  done

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有节点自动化安装。若出现如下报错:undefined reference to `OPENSSL_init_ssl’,可带上openssl lib路径:

LDFLAGS="$LDFAGS -L /usr/local/openssl/lib/" ./configure --sysconf=/etc --prefix=/usr/local/keepalived

创建配置文件

[root@master01 ~]# wget http://down.linuxsb.com/ngkek8s.sh          #拉取自动部署脚本
[root@master01 ~]# chmod u+x ngkek8s.sh
[root@master01 ~]# vi ngkek8s.sh                                    #其他保持默认
#!/bin/sh
#****************************************************************#
# ScriptName: k8s_ha.sh
# Author: xhy
# Create Date: 2020-05-13 16:32
# Modify Author: xhy
# Modify Date: 2020-06-12 12:53
# Version: v2
#***************************************************************#

#######################################
# set variables below to create the config files, all files will create at ./config directory
#######################################

# master keepalived virtual ip address
export K8SHA_VIP=172.24.8.254

# master01 ip address
export K8SHA_IP1=172.24.8.71

# master02 ip address
export K8SHA_IP2=172.24.8.72

# master03 ip address
export K8SHA_IP3=172.24.8.73

# master01 hostname
export K8SHA_HOST1=master01

# master02 hostname
export K8SHA_HOST2=master02

# master03 hostname
export K8SHA_HOST3=master03

# master01 network interface name
export K8SHA_NETINF1=eth0

# master02 network interface name
export K8SHA_NETINF2=eth0

# master03 network interface name
export K8SHA_NETINF3=eth0

# keepalived auth_pass config
export K8SHA_KEEPALIVED_AUTH=412f7dc3bfed32194d1600c483e10ad1d

# kubernetes CIDR pod subnet
export K8SHA_PODCIDR=10.10.0.0

# kubernetes CIDR svc subnet
export K8SHA_SVCCIDR=10.20.0.0

[root@master01 ~]# ./ngkek8s.sh

解释:如上仅需Master01节点操作。执行ngkek8s.sh脚本后,会自动生成以下配置文件:

  • kubeadm-config.yaml:kubeadm初始化配置文件,位于当前目录
  • keepalived:keepalived配置文件,位于各个master节点的/etc/keepalived目录
  • nginx-lb:nginx-lb负载均衡配置文件,位于各个master节点的/etc/kubernetes/nginx-lb/目录
  • calico.yaml:calico网络组件部署文件,位于config/calico/目录
[root@master01 ~]# cat kubeadm-config.yaml		#检查集群初始化配置
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
networking:
  serviceSubnet: "10.20.0.0/16"			     	#设置svc网段
  podSubnet: "10.10.0.0/16"			          	#设置Pod网段
  dnsDomain: "cluster.local"
kubernetesVersion: "v1.20.0"			    	#设置安装版本
controlPlaneEndpoint: "172.24.11.254:16443"		#设置相关API VIP地址
apiServer:
  certSANs:
  - master01
  - master02
  - master03
  - 127.0.0.1
  - 172.24.8.71
  - 172.24.8.72
  - 172.24.8.73
  - 172.24.8.254
  timeoutForControlPlane: 4m0s
certificatesDir: "/etc/kubernetes/pki"
imageRepository: "k8s.gcr.io"
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
  SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs

提示:如上仅需Master01节点操作,更多config文件参考:https://godoc.org/k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/apis/kubeadm/v1beta2。
此kubeadm部署初始化配置更多参考:https://pkg.go.dev/k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/apis/kubeadm/v1beta2?tab=doc。

启动Keepalived

[root@master01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
[root@master01 ~]# cat /etc/keepalived/check_apiserver.sh	#确认Keepalived配置

[root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${master_ip}"
    ssh root@${master_ip} "systemctl restart keepalived.service && systemctl enable keepalived.service"
    ssh root@${master_ip} "systemctl status keepalived.service | grep Active"
  done

[root@master01 ~]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${all_ip}"
    ssh root@${all_ip} "ping -c1 172.24.8.254"
  done								#等待10s左右执行检查

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有节点自动启动服务。

启动Nginx

执行ngkek8s.sh脚本后,nginx-lb的配置文件会自动复制到各个master的节点的/etc/kubernetes/nginx-lb目录。

[root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${master_ip}"
    ssh root@${master_ip} "cd /etc/kubernetes/nginx-lb/ && docker-compose up -d"
    ssh root@${master_ip} "docker-compose ps"
  done

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有节点自动启动服务。

初始化集群-Master

拉取镜像

[root@master01 ~]# kubeadm --kubernetes-version=v1.20.0 config images list     	#列出所需镜像

[root@master01 ~]# cat config/loadimage.sh			#确认版本,提前下载镜像
#!/bin/sh
#****************************************************************#
# ScriptName: loadimage.sh
# Author: xhy
# Create Date: 2020-05-29 19:55
# Modify Author: xhy
# Modify Date: 2020-05-30 16:07
# Version: v2
#***************************************************************#

KUBE_VERSION=v1.20.0
CALICO_VERSION=v3.17.1
CALICO_URL=docker.io\/calico
KUBE_PAUSE_VERSION=3.2
ETCD_VERSION=3.4.13-0
CORE_DNS_VERSION=1.7.0
GCR_URL=k8s.gcr.io
METRICS_SERVER_VERSION=v0.4.0
INGRESS_VERSION=v0.41.2
CSI_PROVISIONER_VERSION=v1.4.0
CSI_NODE_DRIVER_VERSION=v1.2.0
CSI_ATTACHER_VERSION=v2.0.0
CSI_RESIZER_VERSION=v0.3.0 
ALIYUN_URL=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
UCLOUD_URL=uhub.service.ucloud.cn/uxhy
QUAY_URL=quay.io

mkdir -p dockerimages/

# ¼¯Ⱥ̹ԐIP ¶Փ¦µŖ󼻃󾘩
export ALL_NAMES=(master02 master03 worker01 worker02 worker03)

calimages=(cni:${CALICO_VERSION}
pod2daemon-flexvol:${CALICO_VERSION}
node:${CALICO_VERSION}
kube-controllers:${CALICO_VERSION})

for calimageName in ${calimages[@]} ; do
echo $calimageName
docker pull $UCLOUD_URL/$calimageName
docker tag $UCLOUD_URL/$calimageName $CALICO_URL/$calimageName
docker rmi $UCLOUD_URL/$calimageName
docker save -o dockerimages/$calimageName\.tar $CALICO_URL/$calimageName
done

allimages=(cni:${CALICO_VERSION}
pod2daemon-flexvol:${CALICO_VERSION}
node:${CALICO_VERSION}
kube-controllers:${CALICO_VERSION}
)

for all_name in ${ALL_NAMES[@]}
  do  
    echo ">>> ${all_name}"
    ssh root@${all_name} "mkdir /root/dockerimages"
    scp -rp dockerimages/* root@${all_name}:/root/dockerimages/
  done

for allimageName in ${allimages[@]}
  do
  for all_name in ${ALL_NAMES[@]}
    do
    echo "$allimageName copy to ${all_name}"
    ssh root@${all_name} "docker load -i dockerimages/$allimageName\.tar"
    done
  done
  
[root@master01 ~]# bash config/loadimage.sh

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有节点镜像的分发。

[root@master01 ~]# docker images	        	#确认验证

001

Master上初始化

[root@master01 ~]# kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs                 #保留如下命令用于后续节点添加:
You can now join any number of the control-plane node running the following command on each as root:

  kubeadm join 172.24.8.254:16443 --token 4f772m.kiql0dnan4lx5qoj \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e066a9a190ea7fa2619250ce4e2bd0d0fd403afb7abdea8acbab4733584ee8c0 \
    --control-plane --certificate-key d3d695b2fcad2de4f1f8054cef94655a61aa615b696e07a1d5a84203a63777a2

Please note that the certificate-key gives access to cluster sensitive data, keep it secret!
As a safeguard, uploaded-certs will be deleted in two hours; If necessary, you can use
"kubeadm init phase upload-certs --upload-certs" to reload certs afterward.

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 172.24.8.254:16443 --token 4f772m.kiql0dnan4lx5qoj \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e066a9a190ea7fa2619250ce4e2bd0d0fd403afb7abdea8acbab4733584ee8c0

002

注意:如上token具有默认24小时的有效期,token和hash值可通过如下方式获取:
kubeadm token list
如果 Token 过期以后,可以输入以下命令,生成新的 Token:

kubeadm token create
openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'***
[root@master01 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master01 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master01 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

[root@master01 ~]# cat << EOF >> ~/.bashrc
export KUBECONFIG=$HOME/.kube/config
EOF							#设置KUBECONFIG环境变量

[root@master01 ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
[root@master01 ~]# source ~/.bashrc

附加:初始化过程大致步骤如下:

  1. [kubelet-start] 生成kubelet的配置文件”/var/lib/kubelet/config.yaml”
  2. [certificates]生成相关的各种证书
  3. [kubeconfig]生成相关的kubeconfig文件
  4. [bootstraptoken]生成token记录下来,后边使用kubeadm join往集群中添加节点时会用到

***提示:初始化仅需要在master01上执行,若初始化异常可通过kubeadm reset && rm -rf $HOME/.kube重置。

添加其他master节点

[root@master02 ~]# kubeadm join 172.24.8.254:16443 --token 4f772m.kiql0dnan4lx5qoj \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e066a9a190ea7fa2619250ce4e2bd0d0fd403afb7abdea8acbab4733584ee8c0 \
    --control-plane --certificate-key d3d695b2fcad2de4f1f8054cef94655a61aa615b696e07a1d5a84203a63777a2
[root@master02 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master02 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master02 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
[root@master02 ~]# cat << EOF >> ~/.bashrc
export KUBECONFIG=$HOME/.kube/config
EOF						               	#设置KUBECONFIG环境变量
[root@master02 ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
[root@master02 ~]# source ~/.bashrc

提示:master03也如上执行添加至集群的controlplane。
提示:若添加异常可通过kubeadm reset && rm -rf $HOME/.kube重置。

安装NIC插件

NIC插件介绍

  • Calico 是一个安全的 L3 网络和网络策略提供者。
  • Canal 结合 Flannel 和 Calico, 提供网络和网络策略。
  • Cilium 是一个 L3 网络和网络策略插件, 能够透明的实施 HTTP/API/L7 策略。 同时支持路由(routing)和叠加/封装( overlay/encapsulation)模式。
  • Contiv 为多种用例提供可配置网络(使用 BGP 的原生 L3,使用 vxlan 的 overlay,经典 L2 和 Cisco-SDN/ACI)和丰富的策略框架。Contiv 项目完全开源。安装工具同时提供基于和不基于 kubeadm 的安装选项。
  • Flannel 是一个可以用于 Kubernetes 的 overlay 网络提供者。
    +Romana 是一个 pod 网络的层 3 解决方案,并且支持 NetworkPolicy API。Kubeadm add-on 安装细节可以在这里找到。
  • Weave Net 提供了在网络分组两端参与工作的网络和网络策略,并且不需要额外的数据库。
  • CNI-Genie 使 Kubernetes 无缝连接到一种 CNI 插件,例如:Flannel、Calico、Canal、Romana 或者 Weave。
    提示:本方案使用Calico插件。

设置标签

[root@master01 ~]# kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-         #允许master部署应用

提示:部署完内部应用后可使用kubectl taint node master01 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule重新设置Master为Master Only 状态。

部署calico

[root@master01 ~]# cat config/calico/calico.yaml | grep -A1 -E 'CALICO_IPV4POOL_CIDR|IP_AUTODETECTION_METHOD|veth_mtu:'	#检查配置
……
            - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
              value: "10.10.0.0/16"		         	                #检查Pod网段
……
  veth_mtu: "1400"                                                  #calico建议为主机MTU减去50,
……
            - name: IP_AUTODETECTION_METHOD
              value: "interface=eth.*"		     	                #检查节点之间的网卡
# Auto-detect the BGP IP address.
            - name: IP
              value: "autodetect"
……

[root@master01 ~]# kubectl apply -f config/calico/calico.yaml
[root@master01 ~]# kubectl get pods --all-namespaces -o wide		#查看部署
[root@master01 ~]# kubectl get nodes

003

修改node端口范围

[root@master01 ~]# vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
……
    - --service-node-port-range=1-65535
……

提示:如上需要在所有Master节点操作。

开启非安全端口

root@master01:~# vi /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml
……
19     - --port=0						#删掉关闭非安全端口的配置,从而打开非安全端口
……
root@master01:~# vi /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
……
 27     - --port=0					#删掉关闭非安全端口的配置,从而打开非安全端口
……

提示:如上需在所有Master节点操作。

部署高可用组件II

高可用说明

高可用kubernetes集群步骤三已完成配置,但是使用docker-compose方式启动nginx-lb由于无法提供kubernetes集群的健康检查和自动重启功能,nginx-lb作为高可用kubernetes集群的核心组件建议也作为kubernetes集群中的一个pod来进行管理。

污点和标签

[root@master01 ~]# kubectl taint node master01 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule
[root@master01 ~]# kubectl taint node master02 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule
[root@master01 ~]# kubectl taint node master03 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule
[root@master01 ~]# kubectl label nodes master01 node-role.kubernetes.io/master="true" --overwrite
[root@master01 ~]# kubectl label nodes master02 node-role.kubernetes.io/master="true" --overwrite
[root@master01 ~]# kubectl label nodes master02 node-role.kubernetes.io/master="true" --overwrite

容器化实现高可用

[root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${master_ip}"
    ssh root@${master_ip} "systemctl stop kubelet"
    ssh root@${master_ip} "docker stop nginx-lb && docker rm nginx-lb"
    scp -rp /root/config/k8s-nginx-lb.yaml root@${master_ip}:/etc/kubernetes/manifests/
    ssh root@${master_ip} "systemctl restart kubelet docker"
  done

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有Master节点自动启动服务。

[root@master01 ~]# kubectl -n kube-system get pods -o wide | grep -E 'NAME|nginx'

004

添加Worker节点

添加Worker节点

[root@master01 ~]# source environment.sh

[root@master01 ~]# for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "kubeadm join 172.24.8.254:16443 --token 4f772m.kiql0dnan4lx5qoj \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e066a9a190ea7fa2619250ce4e2bd0d0fd403afb7abdea8acbab4733584ee8c0"
    ssh root@${node_ip} "systemctl enable kubelet.service"
  done

提示:如上仅需Master01节点操作,从而实现所有Worker节点添加至集群,若添加异常可通过如下方式重置:

[root@worker01 ~]# kubeadm reset
[root@worker01 ~]# ifconfig cni0 down
[root@worker01 ~]# ip link delete cni0
[root@worker01 ~]# ifconfig flannel.1 down
[root@worker01 ~]# ip link delete flannel.1
[root@worker01 ~]# rm -rf /var/lib/cni/

确认验证

[root@master01 ~]# kubectl get nodes			         	#节点状态
[root@master01 ~]# kubectl get cs			             	#组件状态
[root@master01 ~]# kubectl get serviceaccount		     	#服务账户
[root@master01 ~]# kubectl cluster-info			         	#集群信息
[root@master01 ~]# kubectl get pod -n kube-system -o wide	#所有服务状态

005
006

提示:更多Kubetcl使用参考:https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/kubectl/
https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/overview/
更多kubeadm使用参考:https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

Metrics部署

Metrics介绍

Kubernetes的早期版本依靠Heapster来实现完整的性能数据采集和监控功能,Kubernetes从1.8版本开始,性能数据开始以Metrics API的方式提供标准化接口,并且从1.10版本开始将Heapster替换为Metrics Server。在Kubernetes新的监控体系中,Metrics Server用于提供核心指标(Core Metrics),包括Node、Pod的CPU和内存使用指标。
对其他自定义指标(Custom Metrics)的监控则由Prometheus等组件来完成。

开启聚合层

有关聚合层知识参考:https://blog.csdn.net/liukuan73/article/details/81352637
kubeadm方式部署默认已开启。

获取部署文件

[root@master01 ~]# mkdir metrics
[root@master01 ~]# cd metrics/
[root@master01 metrics]# wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml
[root@master01 metrics]# vi components.yaml
……
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
……
spec:
  replicas: 3						        	#根据集群规模调整副本数
……
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
……
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
      - args:
        - --cert-dir=/tmp
        - --secure-port=4443
        - --kubelet-insecure-tls				#追加此args
        - --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,Hostname,InternalDNS,ExternalDNS,ExternalIP          #追加此args
        - --kubelet-use-node-status-port
        image: k8s.gcr.io/metrics-server/metrics-server:v0.4.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
……

正式部署

[root@master01 metrics]# kubectl apply -f components.yaml
[root@master01 metrics]# kubectl -n kube-system get pods -l k8s-app=metrics-server
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
metrics-server-78649666d5-74blr   1/1     Running   0          1m
metrics-server-78649666d5-8kltt   1/1     Running   0          1m
metrics-server-78649666d5-fq5x6   1/1     Running   0          1m

查看资源监控

[root@master01 ~]# kubectl top nodes
[root@master01 ~]# kubectl top pods --all-namespaces

007

提示:Metrics Server提供的数据也可以供HPA控制器使用,以实现基于CPU使用率或内存使用值的Pod自动扩缩容功能。
部署参考:https://linux48.com/container/2019-11-13-metrics-server.html
有关metrics更多部署参考:
https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-cluster/resource-metrics-pipeline/
开启开启API Aggregation参考:
https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/apiserver-aggregation/
API Aggregation介绍参考:
https://kubernetes.io/docs/tasks/access-kubernetes-api/configure-aggregation-layer/

Nginx ingress部署

参考附020.Nginx-ingress部署及使用,建议采用社区版。

Dashboard部署

设置标签

[root@master01 ~]# kubectl label nodes master01 dashboard=yes
[root@master01 ~]# kubectl label nodes master02 dashboard=yes
[root@master01 ~]# kubectl label nodes master03 dashboard=yes

创建证书

本实验已获取免费一年的证书,免费证书获取可参考:https://freessl.cn

[root@master01 ~]# mkdir -p /root/dashboard/certs
[root@master01 ~]# cd /root/dashboard/certs
[root@master01 certs]# mv kubernetes.linuxsb.com.crt tls.crt
[root@master01 certs]# mv kubernetes.linuxsb.com.key tls.key
[root@master01 certs]# ll
total 8.0K
-rw-r--r-- 1 root root 1.9K Jun  8 11:46 tls.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1.7K Jun  8 11:46 tls.ke

提示:也可手动如下操作创建自签证书:

[root@master01 ~]# openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/C=CN/ST=ZheJiang/L=HangZhou/O=Xianghy/OU=Xianghy/CN=k8s.odocker.com"

手动创建secret

[root@master01 ~]# kubectl create ns kubernetes-dashboard	                                        #v2版本dashboard独立ns
[root@master01 ~]# kubectl create secret generic kubernetes-dashboard-certs --from-file=/root/dashboard/certs/ -n kubernetes-dashboard
[root@master01 ~]# kubectl get secret kubernetes-dashboard-certs -n kubernetes-dashboard -o yaml	#查看新证书`

下载yaml

[root@master01 ~]# cd /root/dashboard
[root@master01 dashboard]# wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.1.0/aio/deploy/recommended.yaml

修改yaml

[root@master01 dashboard]# vi recommended.yaml
……
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  type: NodePort			                	#新增
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001			            	#新增
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
---
……						                        #如下全部注释
#apiVersion: v1
#kind: Secret
#metadata:
#  labels:
#    k8s-app: kubernetes-dashboard
#  name: kubernetes-dashboard-certs
#  namespace: kubernetes-dashboard
#type: Opaque
……
kind: Deployment
……
  replicas: 3					                #适当调整为3副本
……
    spec:
      containers:
        - name: kubernetes-dashboard
          image: kubernetesui/dashboard:v2.1.0
          imagePullPolicy: IfNotPresent         #修改镜像下载策略
          ports:
            - containerPort: 8443
              protocol: TCP
          args:
            - --auto-generate-certificates
            - --namespace=kubernetes-dashboard
            - --tls-key-file=tls.key
            - --tls-cert-file=tls.crt
            - --token-ttl=3600	       		    #追加如上args
……
      nodeSelector:
        "kubernetes.io/os": linux
        "dashboard": "yes"	        		    #部署在master节点
……
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: dashboard-metrics-scraper
  name: dashboard-metrics-scraper
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  type: NodePort	             			    #新增
  ports:
    - port: 8000
      nodePort: 30000		         		    #新增
      targetPort: 8000
  selector:                                                                                  
    k8s-app: dashboard-metrics-scraper
……
   replicas: 3			            		    #适当调整为3副本
……
      nodeSelector:
        "beta.kubernetes.io/os": linux
        "dashboard": "yes"	        		    #部署在master节点
……

正式部署

[root@master01 dashboard]# kubectl apply -f recommended.yaml
[root@master01 dashboard]# kubectl get deployment kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard
[root@master01 dashboard]# kubectl get services -n kubernetes-dashboard
[root@master01 dashboard]# kubectl get pods -o wide -n kubernetes-dashboard

009

提示:master01 NodePort 30001/TCP映射到 dashboard pod 443 端口。

创建管理员账户

提示:dashboard v2版本默认没有创建具有管理员权限的账户,可如下操作创建。

[root@master01 dashboard]# vi dashboard-admin.yaml
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: admin-user
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard

[root@master01 dashboard]# kubectl apply -f dashboard-admin.yaml

ingress暴露dashboard

创建ingress tls

[root@master01 ~]# cd /root/dashboard/certs
[root@master01 certs]# kubectl -n kubernetes-dashboard create secret tls kubernetes-dashboard-tls --cert=tls.crt --key=tls.key
[root@master01 certs]# kubectl -n kubernetes-dashboard describe secrets kubernetes-dashboard-tls

010

创建ingress策略

[root@master01 ~]# cd /root/dashboard/
[root@master01 dashboard]# vi dashboard-ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-ingress
  namespace: kubernetes-dashboard
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-passthrough: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
    #nginx.ingress.kubernetes.io/secure-backends: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/backend-protocol: "HTTPS"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "600"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600"
    nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet: |
      proxy_ssl_session_reuse off;
spec:
  rules:
  - host: kubernetes.linuxsb.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: kubernetes-dashboard
            port:
              number: 443
  tls:
  - hosts:
    - kubernetes.linuxsb.com
    secretName: kubernetes-dashboard-tls
[root@master01 dashboard]# kubectl apply -f dashboard-ingress.yaml
[root@master01 dashboard]# kubectl -n kubernetes-dashboard get ingress

011

访问dashboard

导入证书

将kubernetes.linuxsb.com证书导入浏览器,并设置为信任,导入操作略。

创建kubeconfig文件

使用token相对复杂,可将token添加至kubeconfig文件中,使用KubeConfig文件访问dashboard。

[root@master01 dashboard]# ADMIN_SECRET=$(kubectl -n kubernetes-dashboard get secret | grep admin-user | awk '{print $1}') 
[root@master01 dashboard]# DASHBOARD_LOGIN_TOKEN=$(kubectl describe secret -n kubernetes-dashboard ${ADMIN_SECRET} | grep -E '^token' | awk '{print $2}') 
[root@master01 dashboard]# kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
  --embed-certs=true \
  --server=172.24.8.254:16443 \
  --kubeconfig=ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig		# 设置集群参数
 [root@master01 dashboard]# kubectl config set-credentials dashboard_user \
  --token=${DASHBOARD_LOGIN_TOKEN} \
  --kubeconfig=ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig		# 设置客户端认证参数,使用上面创建的 Token
[root@master01 dashboard]# kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=dashboard_user \
  --kubeconfig=ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig		# 设置上下文参数
[root@master01 dashboard]# kubectl config use-context default --kubeconfig=ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig		# 设置默认上下文

将ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig文件导入,以便于浏览器使用该文件登录。

测试访问dashboard

本实验采用ingress所暴露的域名:https://kubernetes.linuxsb.com方式访问。使用ucloud-ngkek8s-dashboard-admin.kubeconfig文件访问。

012

提示:
更多dashboard访问方式及认证可参考附004.Kubernetes Dashboard简介及使用
dashboard登录整个流程可参考:https://www.cnadn.net/post/2613.html

Longhorn存储部署

Longhorn概述

Longhorn是用于Kubernetes的开源分布式块存储系统。
提示:更多介绍参考:https://github.com/longhorn/longhorn。

Longhorn部署

[root@master01 ~]# source environment.sh
[root@master01 ~]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${all_ip}"
    ssh root@${all_ip} "yum -y install iscsi-initiator-utils &"
  done

提示:所有节点都需要安装。

[root@master01 ~]# mkdir longhorn
[root@master01 ~]# cd longhorn/
[root@master01 longhorn]# wget \
https://raw.githubusercontent.com/longhorn/longhorn/master/deploy/longhorn.yaml
[root@master01 longhorn]# vi longhorn.yaml
#……
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    app: longhorn-ui
  name: longhorn-frontend
  namespace: longhorn-system
spec:
  type: NodePort			#修改为nodeport
  selector:
    app: longhorn-ui
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8000
    nodePort: 30002
---
……
kind: DaemonSet
……
        imagePullPolicy: IfNotPresent
……
#……
[root@master01 longhorn]# kubectl apply -f longhorn.yaml
[root@master01 longhorn]# kubectl -n longhorn-system get pods -o wide

013

提示:若部署异常可删除重建,若出现无法删除namespace,可通过如下操作进行删除:

wget https://github.com/longhorn/longhorn/blob/master/uninstall/uninstall.yaml
rm -rf /var/lib/longhorn/
kubectl apply -f uninstall.yaml
kubectl delete -f longhorn.yaml

动态sc创建

提示:默认longhorn部署完成已创建一个sc,也可通过如下手动编写yaml创建。

 [root@master01 longhorn]# kubectl get sc
NAME                   PROVISIONER             RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE      ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
……
longhorn               driver.longhorn.io      Delete          Immediate              true                   15m
[root@master01 longhorn]# vi longhornsc.yaml
kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: longhornsc
provisioner: rancher.io/longhorn
parameters:
  numberOfReplicas: "3"
  staleReplicaTimeout: "30"
  fromBackup: "" 

[root@master01 longhorn]# kubectl create -f longhornsc.yaml

测试PV及PVC

[root@master01 longhorn]# vi longhornpod.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: longhorn-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: longhorn
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: longhorn-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: volume-test
    image: nginx:stable-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    volumeMounts:
    - name: volv
      mountPath: /data
    ports:
    - containerPort: 80
  volumes:
  - name: volv
    persistentVolumeClaim:
      claimName: longhorn-pvc
[root@master01 longhorn]# kubectl apply -f longhornpod.yaml
[root@master01 longhorn]# kubectl get pods
[root@master01 longhorn]# kubectl get pvc
[root@master01 longhorn]# kubectl get pv

014

Ingress暴露Longhorn

[root@master01 longhorn]# yum -y install httpd-tools
[root@master01 longhorn]# htpasswd -c auth xhy			#创建用户名和密码

提示:也可通过如下命令创建:

USER=xhy; PASSWORD=x120952576; echo "${USER}:$(openssl passwd -stdin -apr1 <<< ${PASSWORD})" >> auth
[root@master01 longhorn]# kubectl -n longhorn-system create secret generic longhorn-basic-auth --from-file=auth

[root@master01 longhorn]# vi longhorn-ingress.yaml		#创建ingress规则
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: longhorn-ingress
  namespace: longhorn-system
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: longhorn-basic-auth
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required '
spec:
  rules:
  - host: longhorn.linuxsb.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: longhorn-frontend
            port: 
              number: 80

[root@master01 longhorn]# kubectl apply -f longhorn-ingress.yaml

确认验证

浏览器访问:longhorn.linuxsb.com,并输入账号和密码。

015

登录查看。

016

Helm部署

参考053.集群管理-Helm工具

posted @ 2020-12-22 16:18  木二  阅读(1375)  评论(1编辑  收藏  举报