二进制搭建kubernetes多master集群【四、配置k8s node】

其他 2018-12-20 21:37:57 阅读次数: 0

上一篇我们部署了kubernetes的master集群，参考：二进制搭建kubernetes多master集群【三、配置k8s master及高可用】

本文在以下主机上操作部署k8s node

k8s-node1：192.168.80.10

k8s-node2：192.168.80.11

k8s-node3：192.168.80.12

以下kubeadm和kubectl命令操作都是在k8s-master1上执行的。

kubernetes work 节点运行如下组件：

  • docker
  • kubelet
  • kube-proxy
  • flannel

docker和flannel部署参考：二进制搭建kubernetes多master集群【二、配置flannel网络】    、   docker-ce安装

一、安装依赖包

yum install -y epel-release wget conntrack ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp && /usr/sbin/modprobe ip_vs

二、部署kubelet组件

kublet 运行在每个 worker 节点上，接收 kube-apiserver 发送的请求，管理 Pod 容器，执行交互式命令，如 exec、run、logs 等。

kublet 启动时自动向 kube-apiserver 注册节点信息，内置的 cadvisor 统计和监控节点的资源使用情况。

为确保安全，本文档只开启接收 https 请求的安全端口，对请求进行认证和授权，拒绝未授权的访问(如 apiserver、heapster)。

1、下载和分发kubelet二进制文件

wget https://dl.k8s.io/v1.12.3/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
tar -xzvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cp kubernetes/server/bin/
cp kubelet kube-proxy /usr/local/bin
scp  kubelet kube-proxy k8s-node2:/usr/local/bin
scp  kubelet kube-proxy k8s-node3:/usr/local/bin

2、创建kubelet bootstrap kubeconfig文件 （k8s-master1上执行）

#创建 token
export BOOTSTRAP_TOKEN=$(kubeadm token create \
  --description kubelet-bootstrap-token \
  --groups system:bootstrappers:k8s-master1 \
  --kubeconfig ~/.kube/config)

# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://114.67.81.105:8443 \
  --kubeconfig=kubelet-bootstrap-k8s-master1.kubeconfig

# 设置客户端认证参数
kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
  --token=${BOOTSTRAP_TOKEN} \
  --kubeconfig=kubelet-bootstrap-k8s-master1.kubeconfig

# 设置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kubelet-bootstrap \
  --kubeconfig=kubelet-bootstrap-k8s-master1.kubeconfig

# 设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=kubelet-bootstrap-k8s-master1.kubeconfig
  • kubelet bootstrap kubeconfig文件创建三次，分别把k8s-master1改成k8s-master2、k8s-master3。
  • 证书中写入 Token 而非证书，证书后续由 controller-manager 创建。

3、查看 kubeadm 为各节点创建的 token：

[root@k8s-master1 ~]# kubeadm token list --kubeconfig ~/.kube/config
TOKEN                     TTL       EXPIRES                     USAGES                   DESCRIPTION               EXTRA GROUPS
8w6j3n.ruh4ne95icbae4ie   23h       2018-12-21T20:42:29+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-master3
e7n0o5.1y8sjblh43z8ftz1   23h       2018-12-21T20:41:53+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-master2
ydbwyk.yz8e97df5d5u2o70   22h       2018-12-21T19:28:43+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-master1
  • 创建的 token 有效期为 1 天，超期后将不能再被使用，且会被 kube-controller-manager 的 tokencleaner 清理(如果启用该 controller 的话)；
  • kube-apiserver 接收 kubelet 的 bootstrap token 后，将请求的 user 设置为 system:bootstrap:，group 设置为 system:bootstrappers；

查看各 token 关联的 Secret：（红色的为创建生成的token）

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get secrets  -n kube-system
NAME                                             TYPE                                  DATA   AGE
attachdetach-controller-token-z2w72              kubernetes.io/service-account-token   3      119m
bootstrap-signer-token-hz8dr                     kubernetes.io/service-account-token   3      119m
bootstrap-token-8w6j3n                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      20m
bootstrap-token-e7n0o5                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      20m
bootstrap-token-ydbwyk                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      93m
certificate-controller-token-bjhbq               kubernetes.io/service-account-token   3      119m
clusterrole-aggregation-controller-token-qkqxg   kubernetes.io/service-account-token   3      119m
cronjob-controller-token-v7vz5                   kubernetes.io/service-account-token   3      119m
daemon-set-controller-token-7khdh                kubernetes.io/service-account-token   3      119m
default-token-nwqsr                              kubernetes.io/service-account-token   3      119m

4、分发bootstrap kubeconfig文件

[root@k8s-master1 ~]# scp kubelet-bootstrap-k8s-master1.kubeconfig k8s-node1:/etc/kubernetes/cert/kubelet-bootstrap.kubeconfig
[root@k8s-master1 ~]# scp kubelet-bootstrap-k8s-master2.kubeconfig k8s-node2:/etc/kubernetes/cert/kubelet-bootstrap.kubeconfig
[root@k8s-master1 ~]# scp kubelet-bootstrap-k8s-master3.kubeconfig k8s-node3:/etc/kubernetes/cert/kubelet-bootstrap.kubeconfig

5、创建和分发kubelet参数配置文件

从 v1.10 开始，kubelet 部分参数需在配置文件中配置，kubelet --help 会提示：

DEPRECATED: This parameter should be set via the config file specified by the Kubelet's --config flag

创建 kubelet 参数配置模板文件：（红色字体改成对应node主机ip）

cat > kubelet.config.json <<EOF
{
  "kind": "KubeletConfiguration",
  "apiVersion": "kubelet.config.k8s.io/v1beta1",
  "authentication": {
    "x509": {
      "clientCAFile": "/etc/kubernetes/cert/ca.pem"
    },
    "webhook": {
      "enabled": true,
      "cacheTTL": "2m0s"
    },
    "anonymous": {
      "enabled": false
    }
  },
  "authorization": {
    "mode": "Webhook",
    "webhook": {
      "cacheAuthorizedTTL": "5m0s",
      "cacheUnauthorizedTTL": "30s"
    }
  },
  "address": "192.168.80.10",
  "port": 10250,
  "readOnlyPort": 0,
  "cgroupDriver": "cgroupfs",
  "hairpinMode": "promiscuous-bridge",
  "serializeImagePulls": false,
  "featureGates": {
    "RotateKubeletClientCertificate": true,
    "RotateKubeletServerCertificate": true
  },
  "clusterDomain": "cluster.local."",
  "clusterDNS": ["10.254.0.2"]
}
EOF
  • address：API 监听地址，不能为 127.0.0.1，否则 kube-apiserver、heapster 等不能调用 kubelet 的 API；
  • readOnlyPort=0：关闭只读端口(默认 10255)，等效为未指定；
  • authentication.anonymous.enabled：设置为 false，不允许匿名�访问 10250 端口；
  • authentication.x509.clientCAFile：指定签名客户端证书的 CA 证书，开启 HTTP 证书认证；
  • authentication.webhook.enabled=true：开启 HTTPs bearer token 认证；
  • 对于未通过 x509 证书和 webhook 认证的请求(kube-apiserver 或其他客户端)，将被拒绝，提示 Unauthorized；
  • authroization.mode=Webhook：kubelet 使用 SubjectAccessReview API 查询 kube-apiserver 某 user、group 是否具有操作资源的权限(RBAC)；
  • featureGates.RotateKubeletClientCertificate、featureGates.RotateKubeletServerCertificate：自动 rotate 证书，证书的有效期取决于 kube-controller-manager 的 --experimental-cluster-signing-duration 参数；
  • 需要 root 账户运行；

为各节点创建和分发 kubelet 配置文件：

scp kubelet.config.json k8s-node1:/etc/kubernetes/cert/kubelet.config.json
scp kubelet.config.json k8s-node2:/etc/kubernetes/cert/kubelet.config.json
scp kubelet.config.json k8s-node3:/etc/kubernetes/cert/kubelet.config.json

6、创建和分发kubelet systemd unit文件 （红色字体改成对应node主机ip）

[root@k8s-node1 ~]# cat /etc/systemd/system/kubelet.service 
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
WorkingDirectory=/var/lib/kubelet
ExecStart=/usr/local/bin/kubelet \
  --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/cert/kubelet-bootstrap.kubeconfig \
  --cert-dir=/etc/kubernetes/cert \
  --kubeconfig=/etc/kubernetes/cert/kubelet.kubeconfig \
  --config=/etc/kubernetes/cert/kubelet.config.json \
  --hostname-override=192.168.80.10 \
  --pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.1 \
  --allow-privileged=true \
  --alsologtostderr=true \
  --logtostderr=false \
  --log-dir=/var/log/kubernetes \
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 如果设置了 --hostname-override 选项，则 kube-proxy 也需要设置该选项，否则会出现找不到 Node 的情况；
  • --bootstrap-kubeconfig：指向 bootstrap kubeconfig 文件，kubelet 使用该文件中的用户名和 token 向 kube-apiserver 发送 TLS Bootstrapping 请求；
  • K8S approve kubelet 的 csr 请求后，在 --cert-dir 目录创建证书和私钥文件，然后写入 --kubeconfig 文件；

为各节点创建和分发 kubelet systemd unit 文件：

scp /etc/systemd/system/kubelet.service k8s-node2:/etc/systemd/system/kubelet.service
scp /etc/systemd/system/kubelet.service k8s-node3:/etc/systemd/system/kubelet.service

7、Bootstrap Token Auth和授予权限

kublet 启动时查找配置的 --kubeletconfig 文件是否存在，如果不存在则使用 --bootstrap-kubeconfig 向 kube-apiserver 发送证书签名请求 (CSR)。

kube-apiserver 收到 CSR 请求后，对其中的 Token 进行认证（事先使用 kubeadm 创建的 token），认证通过后将请求的 user 设置为 system:bootstrap:，group 设置为 system:bootstrappers，这一过程称为 Bootstrap Token Auth。

默认情况下，这个 user 和 group 没有创建 CSR 的权限，kubelet 启动失败，错误日志如下：

sudo journalctl -u kubelet -a |grep -A 2 'certificatesigningrequests'
May 06 06:42:36 kube-node1 kubelet[26986]: F0506 06:42:36.314378   26986 server.go:233] failed to run Kubelet: cannot create certificate signing request: certificatesigningrequests.certificates.k8s.io is forbidden: User "system:bootstrap:lemy40" cannot create certificatesigningrequests.certificates.k8s.io at the cluster scope
May 06 06:42:36 kube-node1 systemd[1]: kubelet.service: Main process exited, code=exited, status=255/n/a
May 06 06:42:36 kube-node1 systemd[1]: kubelet.service: Failed with result 'exit-code'.

解决办法是：创建一个 clusterrolebinding，将 group system:bootstrappers 和 clusterrole system:node-bootstrapper 绑定：

[root@k8s-master1 ~]#  kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --group=system:bootstrappers

8、启动kubelet服务

mkdir -p /var/log/kubernetes && mkdir -p /var/lib/kubelet
systemctl daemon-reload 
systemctl enable kubelet 
systemctl restart kubelet
  • 关闭 swap 分区，否则 kubelet 会启动失败；
  • 必须先创建工作和日志目录；

kubelet 启动后使用 --bootstrap-kubeconfig 向 kube-apiserver 发送 CSR 请求，当这个 CSR 被 approve 后，kube-controller-manager 为 kubelet 创建 TLS 客户端证书、私钥和 --kubeletconfig 文件。

注意：kube-controller-manager 需要配置 --cluster-signing-cert-file 和 --cluster-signing-key-file 参数，才会为 TLS Bootstrap 创建证书和私钥。

  • 三个 work 节点的 csr 均处于 pending 状态；

此时kubelet的进程有，但是监听端口还未启动，需要进行下面步骤！

9、approve kubelet csr请求

可以手动或自动 approve CSR 请求。推荐使用自动的方式，因为从 v1.8 版本开始，可以自动轮转approve csr 后生成的证书。

手动approve csr请求

查看 CSR 列表：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   REQUESTOR                 CONDITION
node-csr-P7XcQAc2yNlXn1pUmQFxXNCdGyyt8ccVuW3bmoUZiK4   30m   system:bootstrap:e7n0o5   Pending
node-csr-gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM   79m   system:bootstrap:ydbwyk   Pending
node-csr-u2sVzVkFYnMxPIYWjXHbqRJROtTZBYzA1s2vATPLzyo   30m   system:bootstrap:8w6j3n   Pending

approve CSR 

[root@k8s-master1 ~]# kubectl certificate approve node-csr-gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io "node-csr gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM" approved

查看 Approve 结果：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl describe csr node-csr-gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM
Name:               node-csr-gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM
Labels:             <none>
Annotations:        <none>
CreationTimestamp:  Thu, 20 Dec 2018 19:55:39 +0800
Requesting User:    system:bootstrap:ydbwyk
Status:             Approved,Issued
Subject:
         Common Name:    system:node:192.168.80.10
         Serial Number:  
         Organization:   system:nodes
Events:  <none>
  • Requesting User：请求 CSR 的用户，kube-apiserver 对它进行认证和授权；
  • Subject：请求签名的证书信息；
  • 证书的 CN 是 system:node:kube-node2， Organization 是 system:nodes，kube-apiserver 的 Node 授权模式会授予该证书的相关权限；

自动approve csr请求

创建三个 ClusterRoleBinding，分别用于自动 approve client、renew client、renew server 证书：

[root@k8s-master1 ~]# cat > csr-crb.yaml <<EOF
 # Approve all CSRs for the group "system:bootstrappers"
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: auto-approve-csrs-for-group
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:bootstrappers
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
 # To let a node of the group "system:nodes" renew its own credentials
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: node-client-cert-renewal
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:nodes
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeclient
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
# A ClusterRole which instructs the CSR approver to approve a node requesting a
# serving cert matching its client cert.
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: approve-node-server-renewal-csr
rules:
- apiGroups: ["certificates.k8s.io"]
  resources: ["certificatesigningrequests/selfnodeserver"]
  verbs: ["create"]
---
 # To let a node of the group "system:nodes" renew its own server credentials
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: node-server-cert-renewal
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:nodes
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: approve-node-server-renewal-csr
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
EOF
  • auto-approve-csrs-for-group：自动 approve node 的第一次 CSR； 注意第一次 CSR 时，请求的 Group 为 system:bootstrappers；
  • node-client-cert-renewal：自动 approve node 后续过期的 client 证书，自动生成的证书 Group 为 system:nodes;
  • node-server-cert-renewal：自动 approve node 后续过期的 server 证书，自动生成的证书 Group 为 system:nodes;

生效配置：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f csr-crb.yaml

查看kubelet情况

等待一段时间(1-10 分钟)，三个节点的 CSR 都被自动 approve：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   REQUESTOR                 CONDITION
node-csr-P7XcQAc2yNlXn1pUmQFxXNCdGyyt8ccVuW3bmoUZiK4   35m   system:bootstrap:e7n0o5   Approved,Issued
node-csr-gD18nmcyPUNWNyDQvCo2BMYiiA4K59BNkclFRWv1SAM   84m   system:bootstrap:ydbwyk   Approved,Issued
node-csr-u2sVzVkFYnMxPIYWjXHbqRJROtTZBYzA1s2vATPLzyo   35m   system:bootstrap:8w6j3n   Approved,Issued

所有节点均 ready：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get nodes
NAME            STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.80.10   Ready    <none>   69m   v1.12.3
192.168.80.11   Ready    <none>   36m   v1.12.3
192.168.80.12   Ready    <none>   36m   v1.12.3

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