【kubernetes】二进制部署k8s集群之，多master节点负载均衡以及高可用（下）

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之前已经完成了单master节点的部署，现在需要完成多master节点以及实现k8s集群的高可用

一、完成master02节点的初始化操作

二、在master01节点基础上，完成master02节点部署

步骤一：准备好master节点所需要的文件

etcd数据库所需要的ssl证书、master01节点的kubernetes安装目录（二进制文件、组件与apiserver通信的集群引导文件、启动参数配置文件）、kubectl与apiserver通信的集群引导文件、各组件被systemd管理的service文件

##etcd目录只要ssl就可以，kubernetes安装目录传输，包含二进制文件、证书、启动参数配置文件、集群引导文件
[root@master01 opt#ls
etcd  k8s  kubernetes  rh
[root@master01 opt#scp -r kubernetes/ etcd/ master02:/opt/

##service服务文件
[root@master01 opt#ls /usr/lib/systemd/system/kube*
/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service  /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service  /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service
[root@master01 opt#scp /usr/lib/systemd/system/kube* master02:/usr/lib/systemd/system/

[root@master01 opt#ls /root/.kube/
cache  config
[root@master01 opt#scp -r /root/.kube/ master02:/root/
root@master02's password: 
config

只留下必要的文件

步骤二：修改apiserver、controller-manager、scheduler启动参数配置文件中的监听地址以及apiserver的通告地址

---------- master02 节点部署 ----------
//从 master01 节点上拷贝证书文件、各master组件的配置文件和服务管理文件到 master02 节点
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.20.10:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.20.10:/opt
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.20.10:/usr/lib/systemd/system/

//修改配置文件kube-apiserver中的IP
vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--etcd-servers=https://192.168.20.15:2379,https://192.168.20.16:2379,https://192.168.20.17:2379 \
--bind-address=192.168.20.10 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.20.10 \			#修改
......

//在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启
systemctl start kube-apiserver.service
systemctl enable kube-apiserver.service
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl enable kube-controller-manager.service
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl enable kube-scheduler.service

//查看node节点状态
ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/

kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide			#-o=wide：输出额外信息；对于Pod，将输出Pod所在的Node名
//此时在master02节点查到的node节点状态仅是从etcd查询到的信息，而此时node节点实际上并未与master02节点建立通信连接，因此需要使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

步骤三：依次启动apiserver、controller-manager、scheduler，并验证

二、部署nginx做负载均衡器

------------------------------ 负载均衡部署 ------------------------------
//配置load balancer集群双机热备负载均衡（nginx实现负载均衡，keepalived实现双机热备）
##### 在lb01、lb02节点上操作 ##### 
//配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源
cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF

yum install nginx -y

//修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口
vim /etc/nginx/nginx.conf
events {
    worker_connections  1024;
}

#添加
stream {
    log_format  main  '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';
    
	access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;

    upstream k8s-apiserver {
        server 192.168.20.15:6443;
        server 192.168.20.10:6443;
    }
    server {
        listen 6443;
        proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

http {
......


//检查配置文件语法
nginx -t   

//启动nginx服务，查看已监听6443端口
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
netstat -natp | grep nginx

注意四层代理需要有stream模块

三、部署keepalived服务做k8s集群负载均衡器高可用

//部署keepalived服务
yum install keepalived -y

//修改keepalived配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   # 接收邮件地址
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_MASTER	#lb01节点的为 NGINX_MASTER，lb02节点的为 NGINX_BACKUP
}

#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/nginx.sh"	#指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER			#lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP
    interface ens33			#指定网卡名称 ens33
    virtual_router_id 51	#指定vrid，两个节点要一致
    priority 100			#lb01节点的为 100，lb02节点的为 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.20.150/24	#指定 VIP
    }
    track_script {
        check_nginx			#指定vrrp_script配置的脚本
    }
}


//方法一：创建nginx状态检查脚本 
vim /etc/keepalived/nginx.sh
#!/bin/bash
#egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID
count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    systemctl stop keepalived
fi

//方法二：创建nginx状态检查脚本2
cat > /etc/keepalived/nginx.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
killall -0 nginx &>/dev/null
if [ $? -ne 0 ];then
    systemctl stop keepalived
fi
EOF


chmod +x /etc/keepalived/nginx.sh

//启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）
systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived
ip a				#查看VIP是否生成

备节点在主节点的配置文件上修改

验证故障转移

主节点重新启动nginx和keepalived服务会抢占vip

四、修改修改node节点上的配置引导文件中的server对应的ip为VIP

bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP

//修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,   kubelet.kubeconfig  kube-proxy.kubeconfig配置文件为VIP
cd /opt/kubernetes/cfg/
vim bootstrap.kubeconfig 
server: https://192.168.20.100:6443
                      
vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.20.100:6443
                        
vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.20.100:6443

//重启kubelet和kube-proxy服务
systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service

同步node02也一样需要修改

五、所有的master节点的集群引导配置文件都指向本机apiserver的ip和端口

[root@master02 cfg]#ls
kube-apiserver  kube-controller-manager  kube-controller-manager.kubeconfig  kube-scheduler  kube-scheduler.kubeconfig  token.csv
[root@master02 cfg]#vim kube-controller-manager.kubeconfig 
[root@master02 cfg]#vim kube-scheduler.kubeconfig 
[root@master02 cfg]#cd ~/.kube/
[root@master02 .kube]#ls
cache  config
[root@master02 .kube]#vim config 
[root@master02 .kube]#ls /usr/lib/systemd/system/kube-*
/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service  /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service  /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service
[root@master02 .kube]#systemctl restart kube-apiserver.service 
[root@master02 .kube]#systemctl restart kube-controller-manager.service 
[root@master02 .kube]#systemctl restart kube-scheduler.service

到此k8s集群已经部署完毕了

六、安装dashboard

仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源（例如部署，作业，守护进程等）。例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。

//在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

kubectl apply -f recommended.yaml

#创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

使用输出的token登录Dashboard
https://NodeIP:30001

七、总结二进制部署k8s集群

1）部署etcd

使用cfssl工具签发证书和私钥文件
解压etcd软件包，获取二进制文件 etcd etcdctl
准备etcd集群配置文件
启动etcd进程服务，将所有节点加入到etcd集群中

etcd的操作：
#查看etcd集群健康状态
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379,https://IP2:2379,https://IP3:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 -wtable endpoint health

#查看etcd集群状态信息
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379,https://IP2:2379,https://IP3:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 -wtable endpoint status

#查看etcd集群成员列表
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379,https://IP2:2379,https://IP3:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 -wtable member list

#向etcd插入键值
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 put <KEY> '<VALUE>'

#查看键的值
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 get <KEY>

#删除键
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 del <KEY>

#备份etcd数据库
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 snapshot save 备份文件路径

#恢复etcd数据库
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://IP1:2379" --cacert=CA证书 --cert=客户端证书 --key=客户端私钥 snapshot restore 备份文件路径

2）部署master组件

使用cfssl工具签发证书和私钥文件
下载K8S软件包，获取二进制文件 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler
准备 kube-apiserver 启动时要调用的 bootstrap-token 认证文件（token.csv）
准备 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler 的进程服务启动参数配置文件
准备 kube-controller-manager kube-scheduler kubectl 的 kubeconfig 集群引导配置文件（用于连接和验证 kube-apiserver）
依次启动 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler 进程服务
执行 kubectl get cs 命令查看master组件的健康状态

3）部署node组件

获取二进制文件 kubelet kube-proxy
准备 kubelet kube-proxy 使用的 kubeconfig集群引导配置文件 bootstrap.kubeconfig(kubelet首次访问apiserver使用认证的文件) kube-proxy.kubeconfig
准备 kubelet kube-proxy 的进程服务启动参数配置文件
启动 kubelet 进程服务，向 apiserver 发起 CSR 请求自动签发证书，master 通过 CSR 请求后 kubelet 即可获取到证书
加载 ipvs 模块，启动 kube-proxy 进程服务
安装 cni 网络插件（flannel或calico）和 CoreDNS
执行 kubectl get nodes 命令查看node节点状态

4）部署多master高可用

负责master组件相关的二进制文件、证书、私钥、启动参数配置文件、kubeconfig集群引导配置文件和etcd的证书、私钥文件
修改 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler 启动参数配置文件里的监听地址和通告地址，再依次重启服务进程
部署 nginx/haproxy 负载均衡器和 keepalived 高可用
修改 kubelet kube-proxy kubectl 的kubeconfig集群引导配置文件里的server参数都指向keepalived的VIP地址，再重启 kubelet kube-proxy 服务进程
修改其它master节点上的 kube-controller-manager kube-scheduler 的kubeconfig集群引导配置文件里的server参数都指向各自本机的apiserver地址，再重启服务进程