二进制部署k8s

常见的K8S安装部署方式

●Minikube

Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单节点微型K8S，仅用于学习、预览K8S的一些特性使用。
部署地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube

●Kubeadm

Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群，相对简单。
https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

●二进制安装部署

生产首选，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件和自签TLS证书，组成K8S集群，新手推荐。
https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

Kubeadm降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。

k8s部署二进制与高可用的区别

●二进制部署
部署难，管理方便，集群伸展性能好
更稳定，集群规模到达一定的规模(几百个节点、上万个Pod)，二进制稳定性是要高于kubeadm部署
遇到故障，宿主机起来了，进程也会起来

●kubeadm部署
部署简单，管理难
是以一种容器管理容器的方式允许的组件及服务，故障恢复时间比二进制慢
遇到故障，启动宿主机，再启动进程，最后去启动容器，集群才能恢复，速度比二进制慢

二进制搭建 Kubernetes v1.20

k8s集群master01：20.0.0.50    kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群master02：20.0.0.60k8s集群node01：20.0.0.70    kubelet kube-proxy docker 
k8s集群node02：20.0.0.80etcd集群节点1：20.0.0. 50   etcd
etcd集群节点2：20.0.0.70
etcd集群节点3：20.0.0.80负载均衡nginx+keepalive01（master）：20.0.0.90
负载均衡nginx+keepalive02（backup）：20.0.0.100

操作系统初始化配置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X#关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

#在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
20.0.0.50 master01
20.0.0.70 node01
20.0.0.80 node02
EOF

 #调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOFsysctl --system

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

部署 etcd 集群

//在 master01 节点上操作

#准备cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfochmod +x /usr/local/bin/cfssl*

#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 +x etcd-cert.sh etcd.sh

#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

#上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gzcd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

#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 20.0.0.50 
etcd02=https://20.0.0.70:2380,
etcd03=https://20.0.0.80:2380
#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

scp -r /opt/etcd/ root@20.0.0.70:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@20.0.0.80:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@20.0.0.70:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@20.0.0.80:/usr/lib/systemd/system/

//在 node01 节点上操作

vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd02"                                      #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://20.0.0.70:2380"          #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://20.0.0.70:2379"        #修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://20.0.0.70:2380"    #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://20.0.0.70:2379"          #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://20.0.0.50:2380,etcd02=https://20.0.0.70:2380,etcd03=https://20.0.0.80:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

#启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd     ##systemctl enable --now etcd
systemctl在enable、disable、mask子命令里面增加了--now选项，可以激活同时启动服务，激活同时停止服务等。systemctl status etcd

//在 node02 节点上操作

vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd03"                                      #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://20.0.0.80:2380"          #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://20.0.0.80:2379"        #修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://20.0.0.80:2380"     #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://20.0.0.80:2379"           #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://20.0.0.50:2380,etcd02=https://20.0.0.70:2380,etcd03=https://20.0.0.80:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

检查群集状态

./etcd.sh etcd01 20.0.0.50 etcd02=https://20.0.0.70:2380,etcd03=https://20.0.0.80:2380

#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://20.0.0.50:2379,https://20.0.0.70:2379,https://20.0.0.80:2379" endpoint health --write-out=table

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://20.0.0.50:2379,https://20.0.0.70:2379,https://20.0.0.80:2379" --write-out=table member list

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.iosystemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

部署 Master 组件

//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 +x *.sh#创建kubernetes工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}#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

ls *pem


#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.gzhttps://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/release-1.20/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md
#注：打开链接你会发现里面有很多包，下载一个server包就够了，包含了Master和Worker Node二进制文件。

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin#复制master组件的关键命令文件到 kubernetes工作目录的 bin 子目录中
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 给他授权
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"
EOFchmod +x token.sh
./token.sh

cat /opt/kubernetes/cfg/token.csvcd /opt/k8s/
./apiserver.sh 20.0.0.50 https://20.0.0.50:2379,https://20.0.0.70:2379,https://20.0.0.80:2379ps aux | grep kube-apiservernetstat -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

cd /opt/k8s/#启动 scheduler 服务
./scheduler.sh
ps aux | grep kube-scheduler

#启动 controller-manager 服务
./controller-manager.sh
ps aux | grep kube-controller-manager

#生成kubectl连接集群的证书
./admin.shkubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous#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

部署 Worker Node 组件

//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 +x 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@20.0.0.70:/opt/kubernetes/bin/
scp kubelet kube-proxy root@20.0.0.80:/opt/kubernetes/bin/#上传 kubeconfig.sh 文件到 /opt/k8s/kubeconfig 目录中，生成 kubeconfig 的配置文件
mkdir /opt/k8s/kubeconfig
cd /opt/k8s/kubeconfig
chmod +x kubeconfig.sh
./kubeconfig.sh 20.0.0.50 /opt/k8s/k8s-cert/scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@20.0.0.70:/opt/kubernetes/cfg/
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@20.0.0.80:/opt/kubernetes/cfg/#RBAC授权，使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求
kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap

//在 node节点上操作

#启动 kubelet 服务
cd /opt/
./kubelet.sh 20.0.0.70
ps aux | grep kubelet

#启动 kubelet 服务
cd /opt/
./kubelet.sh 20.0.0.80
ps aux | grep kubelet

//在 master01 节点上操作

通过 CSR 请求

#检查到 node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 NAME

#Approved,Issued 表示已授权 CSR 请求并签发证书

#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 node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 20.0.0.70
ps aux | grep kube-proxy#启动proxy服务
cd /opt/
./proxy.sh 20.0.0.80
ps aux | grep kube-proxy