k8s架构

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k8s 集群控制节点,对集群进行调度管理,接受集群外用户去集群操作请求

master节点上的主要组件包括:

1、kube-apiserver:集群控制的入口,提供 HTTP REST 服务,同时交给etcd存储,提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制

2、kube-controller-manager:Kubernetes 集群中所有资源对象的自动化控制中心,理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器

3、kube-scheduler:负责 Pod 的调度,选择node节点应用部署

4、etcd数据库(也可以安装在单独的服务器上):存储系统,用于保存集群中的相关数据

node节点上的主要组件包括:
1、kubelet:master派到node节点代表,管理本机容器

一个集群中每个节点上运行的代理,它保证容器都运行在Pod中
负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CSI) 和 网络(CNI)的管理
2、kube-proxy:提供网络代理,负载均衡等操作

3、容器运行环境(Container runtime)如docker

容器运行环境是负责运行容器的软件
Kubernetes支持多个容器运行环境:Docker、containerd、cri-o、rktlet以及任何实现Kubernetes CRI (容器运行环境接口) 的软件。

1. 安装要求

在开始之前,部署Kubernetes集群机器需要满足以下几个条件:

  • 一台或多台机器,操作系统 CentOS7.x-86_x64
  • 硬件配置:2GB或更多RAM,2个CPU或更多CPU,硬盘30GB或更多
  • 可以访问外网,需要拉取镜像,如果服务器不能上网,需要提前下载镜像并导入节点
  • 禁止swap分区

2. 准备环境

角色IP组件
master192.168.230.134kube-apiserver,kube-controller-manager,kube -scheduler,etcd
node1192.168.230.136kubelet,kube-proxy,docker,flannel,etcd
node2192.168.230.137kubelet,kube-proxy,docker,flannel,etcd

3. 操作系统的初始化

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
setenforce 0  # 临时

# 关闭swap
swapoff -a  # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    # 永久

# 根据规划设置主机名【master节点上操作】
hostnamectl set-hostname k8smaster1
# 根据规划设置主机名【node1节点操作】
hostnamectl set-hostname k8snode1
# 根据规划设置主机名【node2节点操作】
hostnamectl set-hostname k8snode2

# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.230.130 k8smaster1
192.168.230.131 k8snode1
192.168.230.132 k8snode2
EOF

# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system  # 生效

# 时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

4. Etcd集群搭建

Etcd 是一个分布式键值存储系统,Kubernetes 使用 Etcd 进行数据存储,所以先准备一个 Etcd 数据库,为解决 Etcd 单点故障,应采用集群方式部署,这里使用 3 台组建集群,可容忍 1 台机器故障,当然,你也可以使用 5 台组建集群,可容忍 2 台机器故障

节点名称ip
etcd1192.168.230.134
etcd2192.168.230.136
etcd3192.168.230.137

注:为了节省机器,这里与 K8s 节点机器复用。也可以独立于 k8s 集群之外部署,只要apiserver 能连接到就行。

4.1 准备cfssl证书生成工具

cfssl是一个开源的证书管理工具,使用json文件生成证书,相比openssl 更方便使用。找任意一台服务器操作,这里用Master节点。

# 创建ssl工作目录
mkdir ~/ssl
cd ~/ssl
# 准备 cfssl 证书生成工具
# cfssl 是一个开源的证书管理工具,使用 json 文件生成证书,相比 openssl 更方便使用。
# 找任意一台服务器操作,这里用 Master 节点。
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

4.2 生成 Etcd证书

(1)自签证书颁发机构(CA)

mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd TLS/etcd

自签 CA:

cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
cat > ca-csr.json<< EOF 
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

生成证书:

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

(2)使用自签 CA 签发 Etcd HTTPS 证书

创建证书申请文件:

注:hosts要修改为自己的节点ip

cat > server-csr.json << EOF
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "192.168.230.134",      
    "192.168.230.136",
    "192.168.230.137"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing"
    }
  ]
}
EOF

生成证书:

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server

4.3 部署 Etcd集群

以下在节点 1 上操作,为简化操作,待会将节点 1 生成的所有文件拷贝到节点 2和节点 3.

(1)创建工作目录并下载二进制包

下载地址:https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

cd ~
wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} -p    #bin里面存放的是可执行文件,cfg配置文件,ssl证书
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/

(2)创建 etcd配置文件

cat > /opt/etcd/cfg/etcd.conf << EOF
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.230.134:2380" 
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.230.134:2379" 
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.230.134:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.230.134:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.230.134:2380,etcd-2=https://192.168.230.136:2380,etcd-3=https://192.168.230.137:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster" 
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

ETCD_NAME:节点名称,集群中唯一
ETCD_DATA_DIR:数据目录
ETCD_LISTEN_PEER_URLS:集群通信监听地址
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS:客户端访问监听地址
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS:集群通告地址
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS:客户端通告地址

ETCD_INITIAL_CLUSTER:集群节点地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN:集群 Token
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE:加入集群的当前状态,new是新集群,existing表示加入已有集群

(3)systemd管理 etcd

cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service << EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/etcd/cfg/etcd.conf
ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \
    --cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
    --key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
    --peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
    --peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
    --trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
    --peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
    --logger=zap
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

(4)拷贝刚才生成的证书

把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径:

cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/

(5)将上面节点 1 所有生成的文件拷贝到节点 2 和节点 3

# 拷贝到节点2
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.230.136:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.230.136:/usr/lib/systemd/system/

#拷贝到节点3
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.230.137:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.230.137:/usr/lib/systemd/system/

然后在节点 2 和节点 3 分别修改 etcd.conf 配置文件中的节点名称和当前服务器 IP:

vim /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-2" # 修改此处,节点 2 改为 etcd-2,节点 3改为 etcd-3
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.230.136:2380" # 修改此处为当前服务器 IP ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.230.136:2379" # 修改此处为当前服务器 IP
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.230.136:2380" # 修改此处为当前服务器 IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.230.136:2379" # 修改此处为当前服务器IP
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.230.134:2380,etcd-2=https://192.168.230.136:2380,etcd-3=https://192.168.230.137:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

(6)启动并设置开机启动(3个节点都有)

分别在主节点和两个从节点启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl enable etcd

image-20220623180214843

(7)查看集群状态

# 查看集群状态
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.230.134:2379,https://192.168.230.136:2379,https://192.168.230.137:2379" endpoint health

5. 安装Docker

以下在所有节点操作。这里采用二进制安装,用 yum 安装也一样。

(1)下载二进制包

下载地址:https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz

wget https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz
tar -zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin

(2) systemd管理 docker

cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

(3)创建配置文件

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

registry-mirrors 阿里云镜像加速器

(4)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

systemctl status docker

image-20220624152546620

6. 生成证书(只在master节点)

6.1 生成 kube-apiserver 证书(用于部署master mode)

(1)自签证书颁发机构(CA)

# 切换目录
cd ~/TLS/k8s
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

(2)生成证书:

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

image-20220624133317817

(3)使用自签 CA 签发 kube-apiserver HTTPS 证书

创建证书申请文件:

cd ~/TLS/k8s
cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.230.134",
      "192.168.230.136",
      "192.168.230.137",
      "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

生成证书:

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

image-20220624133549943

6.2生成kube-proxy证书(用于部署worker node)

cd ~/TLS/k8s
# 创建证书请求文件
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
# 生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

image-20220624133836284

7. 部署Kubernetes Master Node

7.1 从 Github 下载二进制文件

下载地址:

https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.18.md#v1183

image-20220624142759039

# 解压二进制包
tar -zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} 
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/

7.2 部署 kube-apiserver

(1)创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--etcd-servers=https://192.168.230.134:2379,https://192.168.230.136:2379,https://192.168.230.137:2379 \
--bind-address=192.168.230.134 \
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.230.134 \
--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"
EOF

– logtostderr:启用日志
– v:日志等级

– log-dir:日志目录
– etcd-servers:etcd集群地址
– bind-address:监听地址
– secure-port:https 安全端口
– advertise-address:集群通告地址
– allow-privileged:启用授权
– service-cluster-ip-range:Service虚拟 IP地址段
– enable-admission-plugins:准入控制模块
– authorization-mode:认证授权,启用 RBAC 授权和节点自管理
– enable-bootstrap-token-auth:启用 TLS bootstrap 机制
– token-auth-file:bootstrap token文件
– service-node-port-range:Service nodeport类型默认分配端口范围

– kubelet-client-xxx:apiserver 访问 kubelet客户端证书
– tls-xxx-file:apiserver https 证书
– etcd-xxxfile:连接 Etcd 集群证书
– audit-log-xxx:审计日志

(2)拷贝刚才生成的证书
把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的路径:

cp ~/TLS/k8s/ca*pem ~/TLS/k8s/server*pem /opt/kubernetes/ssl/

(3)启用 TLS Bootstrapping 机制

TLS Bootstraping:Master apiserver 启用 TLS 认证后,Node 节点 kubelet 和 kube-proxy 要与 kube-apiserver 进行通信,必须使用 CA 签发的有效证书才可以,当 Node节点很多时,这种客户端证书颁发需要大量工作,同样也会增加集群扩展复杂度。为了简化流程,Kubernetes 引入了 TLS bootstraping 机制来自动颁发客户端证书,kubelet会以一个低权限用户自动向 apiserver 申请证书,kubelet 的证书由 apiserver 动态签署。所以强烈建议在 Node 上使用这种方式,目前主要用于 kubelet,kube-proxy 还是由我们统一颁发一个证书。

创建上述配置文件中 token 文件:

cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF

(4)systemd 管理 apiserver

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
[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
EOF

(5)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver

systemctl status kube-apiserver

image-20220624151323099

(6)授权 kubelet-bootstrap 用户允许请求证书

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

7.3. 部署 kube-controller-manager

(1)创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect=true \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-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-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

– master:通过本地非安全本地端口 8080 连接 apiserver。
– leader-elect:当该组件启动多个时,自动选举(HA)
– cluster-signing-cert-file/–cluster-signing-key-file:自动为 kubelet颁发证书的 CA,与 apiserver保持一致

(2)systemd 管理 controller-manager

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
[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
EOF

(3)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager 
systemctl enable kube-controller-manager

systemctl status kube-controller-manager

image-20220624151549398

7.4 部署 kube-scheduler

(1)创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF 
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1"
EOF

– master:通过本地非安全本地端口 8080 连接 apiserver。
– leader-elect:当该组件启动多个时,自动选举(HA)

(2)systemd 管理 scheduler

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF 
[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
EOF

(3)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload 
systemctl start kube-scheduler 
systemctl enable kube-scheduler

systemctl status kube-scheduler

image-20220624151857555

(4)查看集群状态

所有组件都已经启动成功,通过 kubectl 工具查看当前集群组件状态:

kubectl get cs

image-20220624151939311

如上输出说明 Master 节点组件运行正常。

8. 部署Worker Node

下面还是在 Master Node 上操作,即同时作为 Worker Node

8.1 创建工作目录并拷贝二进制文件

在所有 worker node 创建工作目录:

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

从 master 节点拷贝:

# 将前面下载的二进制包中的kubelet和kube-proxy拷贝到/opt/kubernetes/bin目录下。
#(master节点)
cd kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin
scp kubelet kube-proxy root@192.168.230.136:/opt/kubernetes/bin
scp kubelet kube-proxy root@192.168.230.137:/opt/kubernetes/bin

8.2 创建bootstrap kubeconfig文件和kube-proxy kubeconfig文件

(1)创建kubeconfig文件

# 创建kubeconfig文件:
# 在生成kubernetes证书的目录下执行以下命令生成kubeconfig文件:
cd ~/TLS/k8s

# 指定apiserver 内网负载均衡地址
KUBE_APISERVER="https://192.168.230.134:6443"
TOKEN=c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940 #这个和上面创建token文件的一致

# 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件

# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/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=${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

(2)创建kube-proxy kubeconfig文件

#创建kube-proxy kubeconfig文件

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

kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=./kube-proxy.pem \
  --client-key=./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
ls    #会多出下面两个.kubeconfig文件  bootstrap.kubeconfig  kube-proxy.kubeconfig

# 将这两个文件拷贝到Node节点/opt/kubernetes/cfg目录下。 !!!!不能忽略
cp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig /opt/kubernetes/cfg

scp bootstrap.kubeconfig  kube-proxy.kubeconfig root@192.168.230.136:/opt/kubernetes/cfg

scp bootstrap.kubeconfig  kube-proxy.kubeconfig root@192.168.230.137:/opt/kubernetes/cfg

8.3部署 kubelet

(1)创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--hostname-override=k8smaster1 \
--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=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0"
EOF

– hostname-override:显示名称,集群中唯一
– network-plugin:启用 CNI
– kubeconfig:空路径,会自动生成,后面用于连接 apiserver
– bootstrap-kubeconfig:首次启动向 apiserver 申请证书
– config:配置参数文件
– cert-dir:kubelet证书生成目录

– pod-infra-container-image:管理 Pod 网络容器的镜像

(2)配置参数文件

# master1
cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml << EOF
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
EOF

(3)systemd管理kubelet组件:

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

(4)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload 
systemctl start kubelet 
systemctl enable kubelet

systemctl status kubelet

image-20220624171919550

8.4 批准 kubelet证书申请并加入集群

master节点:
在Master审批Node加入集群:
启动后还没加入到集群中,需要手动允许该节点才可以。
在Master节点查看请求签名的Node:

kubectl get csr

image-20220624172920077

授权

kubectl certificate approve node-csr-QLl7jL_o_qHX4184FrR3Sj8zuhRzeCxEFD-Zh2iJSYs

image-20220624172946147

kubectl get node

image-20220624173033984

注:由于网络插件还没有部署,节点会没有准备就绪 NotReady

8.5 部署 kube-proxy

(1)创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf << EOF
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--config=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml" 
EOF

(2)配置参数文件

# master1
cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml << EOF 
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1 
bindAddress: 0.0.0.0
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
clientConnection:
  kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig 
hostnameOverride: k8smaster1
clusterCIDR: 10.0.0.0/24
EOF

(3)systemd 管理 kube-proxy

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
[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
EOF

(4)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload 
systemctl start kube-proxy 
systemctl enable kube-proxy

systemctl status kube-proxy

image-20220624173337455

8.6 部署 CNI网络

先准备好 CNI 二进制文件:

下载地址:https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v0.8.6/cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz

wget https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/v0.8.6/cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz

解压二进制包并移动到默认工作目录:

mkdir -p /opt/cni/bin
tar -zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

部署 CNI 网络,安装flannel插件

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

#默认镜像地址无法访问,修改为 docker hub 镜像仓库。
sed -i -r "s#quay.io/coreos/flannel:.*-amd64#lizhenliang/flannel:v0.12.0-amd64#g" kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml
kubectl get pods -n kube-system
kubectl get node

【注意】建议多等一会,因为需要拉取镜像。如果一直不好,可以进行查看:

kubectl get pods -n kube-system -o wide

kubectl describe pod kube-flannel-ds-x4jkl -n kube-system

【注意】如果网络部署出现问题,需要删除kube-flannel.yml,重新开始部署

# 删除flannel
kubectl delete -f kube-flannel.yml

image-20220624175608030

部署好网络插件,Node 准备就绪

8.7 新增加 Worker Node

(1)拷贝已部署好的 Node 相关文件到新节点

在 master 节点将 Worker Node 涉及文件拷贝到新节点 192.168.230.136/137

# node1
scp -r /opt/kubernetes root@192.168.230.136:/opt/

scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.230.136:/usr/lib/systemd/system

scp -r /opt/cni/ root@192.168.230.136:/opt/

scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.230.136:/opt/kubernetes/ssl


# node2
scp -r /opt/kubernetes root@192.168.230.137:/opt/

scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.230.137:/usr/lib/systemd/system

scp -r /opt/cni/ root@192.168.230.137:/opt/

scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.230.137:/opt/kubernetes/ssl

(2)删除 kubelet 证书和 kubeconfig 文件(新加的worker node)

rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

注:这几个文件是证书申请审批后自动生成的,每个 Node不同,必须删除重新生成。

(3)修改主机名

vim /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
# --hostname-override=k8snode1
# --hostname-override=k8snode2

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
# hostnameOverride: k8snode1
# --hostname-override=k8snode2

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image-20220624180702194

(4)启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

(5)在 Master 上批准新 Node kubelet 证书申请

kubectl get csr
kubectl certificate approve 生成的name

(6)查看 Node 状态

kubectl get node

【注意】之后,node1和node2一直都是notready,自己以为出了什么问题,查看了半天

image-20220624181139967

再次到master中查看时,发现node1已经ready了,并且node1拉取到了镜像flannel;但是node2还是notready,而且node2还没有拉取到镜像。所以,我们还是要多等一会,因为拉取镜像需要时间。

image-20220624181340598

又过了一会,node1和node2全部ready,而且全部拉取到了镜像。

最终,所有节点均处于ready状态!

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最后修改:2022 年 06 月 27 日
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