【K8S 二进制部署】部署单Master Kurbernetes集群

K8S master01：20.0.0.61 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd
K8S master02：20.0.0.62 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler

node01：20.0.0.63 kubelet、kube-proxy、etcd
node02：20.0.0.64 kubelet、kube-proxy、etcd

负载均衡：nginx+keepalived：master：20.0.0.65
backup：20.0.0.66

etcd集群：
master01 20.0.0.61
node1 20.0.0.63
node2 20.0.0.64

2、操作系统初始化配置：

2.1、关闭防火墙和安全机制：

systemctl stop firewalld
setenforce 0
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X


iptables -F：清除默认的 iptables 规则链（如 INPUT、FORWARD、OUTPUT）中的所有规则。

iptables -t nat -F：清除 "nat" 表中的所有规则，这通常包含用于网络地址转换（NAT）的规则。

iptables -t mangle -F：清除 "mangle" 表中的所有规则，这通常包含用于修改数据包头部的规则。

iptables -X：删除用户自定义的链。它将删除你可能在 iptables 中创建的任何自定义链。

2.2、关闭swap

关闭交换分区，提升性能

swap交换分区，如果机器内存不够，就会使用swap交换分区，但是swap交换分区的性能较低，

k8s设计的时候为了提升性能，默认是不允许使用交换分区的。kubeadm初始化的时候会检测swap是否关闭，

如果没关闭就会初始化失败。如果不想关闭交换分区，

安装k8s的时候可以指定-ignore-preflight-errors=Swap来解决。

swapoff -a

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

2.3、根据规划设置主机名

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

2.4、三台主机全部互相映射

vim /etc/hosts

20.0.0.61 master01
20.0.0.63 node01
20.0.0.64 node02

2.5、调整内核参数

vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
#开启网桥模式
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#网桥的流量传给iptables的链，实现地址映射

#关闭ipv6的流量（可选项，看情况）
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
#根据工作中的实际情况，自定

net.ipv4.ip_forward=1
#开启转发功能


#加载配置：
sysctl --system

3、时间同步（所有节点时间必须同步）

yum install ntpdate -y
ntpdate ntp.aliyun.com

二、部署 docker引擎

所有 node 节点部署docker引擎

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io



systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

三、部署 etcd 集群

etcd是一个高可用-分布式键值存储数据库

采用raft算法保证节点的信息一致性。

etcd是基于go语言写的

etcd端口：

2379：API接口，对外为客户端提供通信

2380：内部服务的通信端口

etcd 在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd 的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台。

K8S内部通信依靠证书认证（秘钥认证）

1、准备签发证书环境

相关证书：

cfssl：证书签发的工具命令
cfssljson：将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书
cfssl-certinfo：验证证书的信息


#查看证书的信息
cfssl-certinfo -cert <证书名称>

在 master01 节点上操作

将三个证书文件，放到/opt下

mv cfssl cfssl-certinfo cfssljson /usr/local/bin/
chmod 777 /usr/local/bin/cfssl*

2、生成Etcd证书

mkdir /opt/k8s

cd /opt/k8s/

上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中

chmod 777?etcd-cert.sh etcd.sh

脚本详解：

etcd配置文件创建:

etcd.sh：

在 /opt/etcd/cfg/etcd 路径下创建了一个配置文件，用于定义 etcd 节点的各种参数，

包括节点名称、数据目录、监听地址等。这个配置文件描述了etcd节点在集群中的角色和通信方式。

etcd服务管理文件创建:

在 /usr/lib/systemd/system/etcd.service 路径下创建了一个 systemd 服务管理文件。

这个文件定义了 etcd 服务的启动方式、环境变量以及其他配置，例如 TLS 证书的路径。

启动etcd服务:

使用 systemd 启动了 etcd 服务。systemd 是 Linux 系统的一个服务管理工具，它能够启动、停止和管理后台服务。

TLS证书配置:

etcd服务配置中包含了一些关于 TLS（传输层安全）证书的设置。

TLS用于在网络上安全地传输数据，这里的证书用于对集群内和客户端之间的通信进行加密和身份验证。

Flannel兼容性:

有一个注释指出当前版本的 flannel（一种网络解决方案）不支持 etcd v3 通信。

这表明该脚本可能用于配置 etcd v2 接口以便与 flannel 兼容。

总的来说，这个脚本用于设置一个安全的、分布式的 etcd 集群节点，

以便在集群中存储和管理键值对数据，通常用于分布式系统的配置和协调。

etcd-cert.sh：（要进去改一下IP地址）

CA配置文件 (ca-config.json):

配置了证书生成策略，定义了默认过期时间和一个名为 "www" 的配置模板，

该模板具有较长的过期时间和用途包括签名、密钥加密、服务器认证和客户端认证。

CA签名请求文件 (ca-csr.json):

用于生成根证书和私钥的签名请求文件。包括了Common Name（CN），密钥算法和一些组织信息。

生成根证书和私钥:

使用 cfssl 工具根据配置文件生成根证书 (ca.pem) 和私钥 (ca-key.pem)，同时生成签名请求文件 (ca.csr)。

服务器证书签名请求文件 (server-csr.json):

用于生成 etcd 服务器证书和私钥的签名请求文件。包括了Common Name（CN），主机地址列表，密钥算法和一些组织信息。

生成etcd服务器证书和私钥:

使用 cfssl 工具根据根证书对服务器签名请求文件进行签名，生成 etcd 服务器证书 (server.pem) 和私钥 (server-key.pem)。

创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录

mkdir /opt/k8s/etcd-cert
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
cd /opt/k8s/etcd-cert/

./etcd-cert.sh
#生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥

秘钥、证书：

ca-config.json：证书颁发机构（CA）的配置文件，定义了证书生成策略，包括默认过期时间和用途模板。

ca-csr.json：用于生成根证书和私钥的签名请求文件。包括Common Name（CN）和一些组织信息。

ca.pem：根证书文件，用于签发其他组件的证书。

ca.csr：根证书签发请求文件。

ca-key.pem：根证书私钥文件。

server-csr.json：用于生成 etcd 服务器证书和私钥的签名请求文件。包括Common Name（CN）、主机地址列表和一些组织信息。

server.pem：etcd 服务器证书文件，用于加密和认证 etcd 节点之间的通信。

server.csr：etcd 服务器证书签发请求文件。

server-key.pem：etcd 服务器证书私钥文件。

上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务

cd /opt/k8s/

tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

ls etcd-v3.4.9-linux-amd64

文件详解：

Documentation（文档）:

包含文档文件的目录。你可以参考这些文件以获取有关如何使用和配置etcd的信息。

etcd:

主要的etcd二进制文件。这是etcd服务器的可执行文件，它是一个分布式键值存储。

etcdctl:

etcd命令行实用程序。这是与etcd集群进行交互的客户端。你可以使用此实用程序在etcd存储中获取、设置和管理键。

README文件:

包含有关etcd、etcdctl和使用指南的各种README文件。这些文件通常包含有关软件的重要信息。

要使用etcd，你可以运行etcd二进制文件以启动etcd服务器。此外，你可以使用etcdctl二进制文件从命令行与etcd集群进行交互。

创建用于存放 etcd 配置文件，命令文件，证书的目录

mkdir -p /opt/etcd/{cfg,bin,ssl}

cd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/

mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/

cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/



cd /opt/k8s/

./etcd.sh etcd01 20.0.0.61?etcd02=https://20.0.0.63:2380,etcd03=https://20.0.0.64:2380
#进入卡住状态等待其他节点加入，这里需要三台etcd服务同时启动，如果只启动其中一台后，服务会卡在那里，直到集群中所有etcd节点都已启动，可忽略这个情况


#可另外打开一个窗口查看etcd进程是否正常
ps -ef | grep etcd

3、证书复制到node节点

把etcd相关证书文件、命令文件和服务管理文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点

scp -r /opt/etcd/ root@20.0.0.63:/opt/

scp -r /opt/etcd/ root@20.0.0.64:/opt/

scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@20.0.0.63:/usr/lib/systemd/system/

scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@20.0.0.64:/usr/lib/systemd/system/

在 node01 节点上操作（node2同样的操作）

vim /opt/etcd/cfg/etcd


#[Member]
ETCD_NAME="etcd02" #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.233.93:2380" #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.233.93:2379" #修改


#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.233.93:2380" #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.233.93:2379" #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.233.91:2380,etcd02=https://192.168.233.93:2380,etcd03=https://192.168.233.94:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

依次启动etcd，谁先启动谁是主，先启动master（貌似主先启动不了）

4、启动etcd服务

systemctl start etcd

systemctl enable etcd

systemctl status etcd

5、检查etcd群集状态

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://20.0.0.61:2379,https://20.0.0.63:2379,https://20.0.0.64:2379" endpoint health --write-out=table

--cert-file：识别HTTPS端使用SSL证书文件

--key-file：使用此SSL密钥文件标识HTTPS客户端

--ca-file：使用此CA证书验证启用https的服务器的证书

--endpoints：集群中以逗号分隔的机器地址列表

cluster-health：检查etcd集群的运行状况

查看etcd集群成员列表

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://20.0.0.61:2379,https://20.0.0.63:2379,https://20.0.0.64:2379" --write-out=table member list

ID: 节点的唯一标识符。

STATUS: 节点的状态，此处为"started"，表示节点已启动。

NAME: 节点的名称，可能是 "etcd01"、"etcd02" 或 "etcd03"。

PEER ADDRS: 节点用于集群通信的对等地址（用于节点之间的通信）。

CLIENT ADDRS: 节点用于客户端通信的地址（用于 etcdctl 等工具与 etcd 通信）。

IS LEARNER: 标志指示节点是否是学习者，这里的值是 "false"，表示不是学习者。

在 etcd 中，"学习者"（Learner）是指一个节点不参与 Raft 协议的投票过程，仅仅用于复制集群中的数据，

而不对集群的一致性达成做出投票。

学习者节点通常用于扩展集群的读取性能，因为它们不参与 Raft 的写操作，只负责复制数据。

四、部署 Master 组件

1、二进制文件、token、证书

在 master01 节点上操作

#上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包

cd /opt/k8s/

unzip master.zip

chmod 777?*.sh

现将配置文件中的IP地址改了：

vim k8s-cert.sh

vim admin.sh

vim controller-manager.sh

vim scheduler.sh

创建kubernetes工作目录

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

生成CA证书、相关组件的证书和私钥--k8s-cert.sh

创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录

mkdir /opt/k8s/k8s-cert
mv /opt/k8s/k8s-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert
cd /opt/k8s/k8s-cert/

./k8s-cert.sh
#生成CA证书、相关组件的证书和私钥

k8s-cert.sh

这个脚本用于生成 Kubernetes 集群中各个组件所需的证书和私钥

复制CA证书、apiserver相关证书和私钥到 kubernetes工作目录的 ssl 子目录中

cp ca*pem apiserver*pem /opt/kubernetes/ssl/

上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包

cd /opt/k8s/

tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

复制master组件的关键命令文件到 kubernetes工作目录的 bin 子目录中

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin

cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/

ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/

创建 bootstrap token 认证文件，apiserver 启动时会调用，然后就相当于在集群内创建了一个这个用户

接下来就可以用 RBAC 进行授权

cd /opt/k8s/
vim token.sh



#!/bin/bash
#获取随机数前16个字节内容，以十六进制格式输出，并删除其中空格
BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ')
#生成 token.csv 文件，按照 Token序列号,用户名,UID,用户组 的格式生成
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv <<EOF
${BOOTSTRAP_TOKEN},kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
EOF



chmod 777 token.sh
./token.sh
cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv

二进制文件、token、证书都准备好后

2、开启 apiserver 服务

cd /opt/k8s/

./apiserver.sh 20.0.0.61?https://20.0.0.61:2379,https://20.0.0.63:2379,https://20.0.0.64:2379

检查进程是否启动成功

ps aux | grep kube-apiserver

netstat -natp | grep 6443 ??

#安全端口6443用于接收HTTPS请求，用于基于Token文件或客户端证书等认证

3、启动 scheduler 服务

cd /opt/k8s/

./scheduler.sh

ps aux | grep kube-scheduler

4、启动 controller-manager 服务

./controller-manager.sh

ps aux | grep kube-controller-manager

5、生成kubectl连接集群的kubeconfig文件

./admin.sh

6、通过kubectl工具查看当前集群组件状态

kubectl get cs

查看版本信息

kubectl version

五、部署 Worker Node 组件

1、部署kubelet和proxy

在所有 node 节点上操作

#创建kubernetes工作目录

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

#上传 node.zip 到 /opt 目录中，解压 node.zip 压缩包，获得kubelet.sh、proxy.sh

cd /opt/

unzip node.zip

chmod 777?kubelet.sh proxy.sh

在 master01 节点上操作

#把 kubelet、kube-proxy 拷贝到 node 节点

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin

scp kubelet kube-proxy root@20.0.0.63:/opt/kubernetes/bin/

scp kubelet kube-proxy root@20.0.0.64:/opt/kubernetes/bin/

#上传kubeconfig.sh文件到/opt/k8s/kubeconfig目录中，生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件和kube-proxy.kubeconfig文件

#kubeconfig 文件包含集群参数（CA 证书、API Server 地址），

客户端参数（上面生成的证书和私钥），集群 context 上下文参数（集群名称、用户名）。

Kubenetes 组件（如 kubelet、kube-proxy）通过启动时指定不同的 kubeconfig 文件可以切换到不同的集群，

连接到 apiserver。

#上传kubeconfig.sh文件到/opt/k8s/kubeconfig目录中

mkdir /opt/k8s/kubeconfig



cd /opt/k8s/kubeconfig

chmod 777?kubeconfig.sh

./kubeconfig.sh 20.0.0.61?/opt/k8s/k8s-cert/

把配置文件 bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig 拷贝到 node 节点

scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@20.0.0.63:/opt/kubernetes/cfg/

scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@20.0.0.64:/opt/kubernetes/cfg/

RBAC授权，使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求证书

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

若执行失败，可先给kubectl绑定默认cluster-admin管理员集群角色，授权对整个集群的管理员权限

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous

在 node01 节点上操作

#启动 kubelet 服务
cd /opt/
./kubelet.sh 20.0.0.63
./kubelet.sh 20.0.0.64


ps aux | grep kubelet

在 master01 节点上操作，通过 CSR 请求

#检查到 node01 节点的 kubelet 发起的 CSR 请求，Pending 表示等待集群给该节点签发证书

kubectl get csr

通过 CSR 请求

kubectl certificate approve node-csr-1C-Qomwben7_ekyyIMfuL6Of9UowclpR_qP4D1ln_K8

kubectl certificate approve node-csr-74T8yQ8QKj5y1KOm1GikQIPF9yXvQzWilKI2dM-4kjU

Approved,Issued 表示已授权 CSR 请求并签发证书

kubectl get csr

查看节点，由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady

kubectl get node

在 node01 节点上操作

#加载 ip_vs 模块

for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

启动proxy服务

cd /opt/
./proxy.sh 20.0.0.63
./proxy.sh 20.0.0.64
ps aux | grep kube-proxy

后面的部署接下一篇博客......

文章来源:https://blog.csdn.net/koeda1/article/details/135251559
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