Kubernetes二进制多节点集群部署

多Maser集群架构的了解
Kubernetes作为容器集群系统，通过健康检查+重启策略实现了Pod故障自我修复能力，通过调度算法实现将Pod分布式部署，并保持预期副本数，根据Node失效状态自动在其他Node拉起Pod，实现了应用层的高可用性。

针对Kubernetes集群，高可用性还应包含以下两个层面的考虑：Etcd数据库的高可用性和Kubernetes Master组件的高可用性。而Etcd我们已经采用3个节点组建集群实现高可用，本篇博客将对Master节点高可用进行说明和实施。

Master节点扮演着总控中心的角色，通过不断与工作节点上的Kubelet进行通信来维护整个集群的健康工作状态。如果Master节点故障，将无法使用kubectl工具或者API做任何集群管理。

Master节点主要有三个服务kube-apiserver、kube-controller-mansger和kube-scheduler，其中kube-controller-mansger和kube-scheduler组件自身通过选择机制已经实现了高可用，所以Master高可用主要针对kube-apiserver组件，而该组件是以HTTP API提供服务，因此对他高可用与Web服务器类似，增加负载均衡器对其负载均衡即可，并且可水平扩容。

高可用解决单点故障
负载均衡减小单节点的压力

Master02 节点部署

安装前准备

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

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

#根据规划设置主机名
hostnamectl  set-hostname master02

#在master节点以及各个Node节点均添加hosts
cat >>  /etc/hosts <<EOF
192.168.80.21 master01
192.168.80.7 node01
192.168.80.8 node02
192.168.80.13 master02
EOF
#其他主机输入
echo '192.168.80.13 master02' >> /etc/hosts

#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-ip6tables = 1
EOF
sysctl --system

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

#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/ [email protected]:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ [email protected]:/opt
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service [email protected]:/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://192.168.80.21:2379,https://192.168.80.7:2379,https://192.168.80.8:2379 \
--bind-address=192.168.80.13 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.80.13 \			#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/

cd
ls -A
scp -r .ssh/ 192.168.80.13:`pwd`
scp -r .kube/ 192.168.80.13:`pwd`
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

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）

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在lb01、lb02节点上操作

#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 192.168.80.21:6443;
        server 192.168.80.13:6443;
    }
    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 

#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 {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from [email protected]
   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/check_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 {
        192.168.80.100		#指定 VIP
    }
    track_script {
        check_nginx			#指定vrrp_script配置的脚本
    }
}

创建nginx状态检查脚本

vim /etc/keepalived/check_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

chmod +x /etc/keepalived/check_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

修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP

cd /opt/kubernetes/cfg/
vim bootstrap.kubeconfig 
server: https://192.168.80.100:6443
                      
vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443
                        
vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443

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

#在lb01上查看nginx和node、master节点的连接状态

在 master01节点上操作

#测试创建pod
kubectl run nginx --image=nginx

#查看Pod的状态信息
kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk   0/1     ContainerCreating   0          33s   #正在创建中

kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk   1/1     Running   0          80s  			#创建完成，运行中

kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE            NOMINATED NODE
nginx-dbddb74b8-26r9l   1/1     Running   0          10m   172.17.36.2   192.168.80.15   <none>
#READY为1/1，表示这个Pod中有1个容器

#在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问
curl 172.17.36.2

#这时在master01节点上查看nginx日志，发现没有权限查看
kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk
Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( nginx-dbddb74b8-nf9sk)

#在master01节点上，将cluster-admin角色授予用户system:anonymous
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cluster-system-anonymous created

#再次查看nginx日志
kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk

Kubernetes二进制多节点集群部署

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