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2022-10-23
【赵渝强】使用二进制包部署Kubernetes集群
【赵渝强】使用二进制包部署Kubernetes集群
在一些企业的私有环境中可能无法连接外部的网络。如果要在这样的环境中部署Kubernetes集群，可以采集Kubernetes离线安装的方式进行部署。即：使用二进制安装包部署Kubernetes集群，采用的版本是Kubernetes v1.18.20。
1. 部署ETCD
（1）从GitHub上下载ETCD的二进制安装包“etcd-v3.3.27-linux-amd64.tar.gz”。
（2）从cfssl官方网站上下载所需要的介质，并安装cfssl。
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
提示： cfssl是一个命令行工具包，该工具包包含了运行一个认证中心所需要的全部功能。
（3）创建用于生成CA证书和私钥的配置文件，执行下面的命令：
mkdir -p /opt/ssl/etcd
cd /opt/ssl/etcd
cfssl print-defaults config > config.json
cfssl print-defaults csr > csr.json
cat > config.json < （4）生成CA证书和私钥。 cfssl gencert -initca csr.json | cfssljson -bare etcd （5）在目录“/opt/ssl/etcd”下添加文件“etcd-csr.json”，该文件用于生成ETCD的证书和私钥，内容如下： cat > etcd-csr.json < 提示： 这里只部署了一个ETCD的节点。如果是部署ETCD集群，可以修改字段“hosts”添加多个ETCD节点即可。 （6）安装ETCD。 tar -zxvf etcd-v3.3.27-linux-amd64.tar.gz
cd etcd-v3.3.27-linux-amd64
cp etcd* /usr/local/bin
mkdir -p /opt/platform/etcd/ （7）编辑文件“/opt/platform/etcd/etcd.conf”添加ETCD的配置信息，内容如下： ETCD_NAME=k8s-etcd
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/k8s-etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://192.168.79.11:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://127.0.0.1:2379,http://192.168.79.11:2379"
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://192.168.79.11:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="k8s-etcd=http://192.168.79.11:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-test"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://192.168.79.11:2379" （8）将ETCD服务加入系统服务中，编辑文件“/usr/lib/systemd/system/etcd.service”内容如下： [Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/platform/etcd/etcd.conf
ExecStart=/usr/local/bin/etcd \
--cert-file=/opt/ssl/etcd/etcd.pem \
--key-file=/opt/ssl/etcd/etcd-key.pem \
--peer-cert-file=/opt/ssl/etcd/etcd.pem \
--peer-key-file=/opt/ssl/etcd/etcd-key.pem \
--trusted-ca-file=/opt/ssl/etcd/etcd.pem \
--peer-trusted-ca-file=/opt/ssl/etcd/etcd.pem
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target （9）创建ETCD的数据存储目录，然后启动ETCD服务。 mkdir -p /opt/platform/etcd/data
chmod 755 /opt/platform/etcd/data
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd.service
systemctl start etcd.service （10）验证ETCD的状态。 etcdctl cluster-health 输出信息如下： member fd4d0bd2446259d9 is healthy:
got healthy result from http://192.168.79.11:2379
cluster is healthy （11）查看ETCD的成员列表。 etcdctl member list 输出的信息如下： fd4d0bd2446259d9: name=k8s-etcd peerURLs=clientURLs=isLeader=true 提示： 由于是单节点的ETCD，因此这里只有一个成员信息。 （12）将ETCD的证书文件拷贝的node1和node2节点上。 cd /opt
scp -r ssl/ root@node1:/opt
scp -r ssl/ root@node2:/opt 2. 部署Flannel网络 （1）在master节点上写入分配的子网段到ETCD中供Flannel使用，执行命令： etcdctl set /coreos.com/network/config '{ "Network": "172.17.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}}' （2）在master节点上查看写的Flannel子网信息，执行命令： etcdctl get /coreos.com/network/config 输出的信息如下： { "Network": "172.17.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}} （3）在node1上解压flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz安装包，执行命令： tar -zxvf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz （4）在node1上创建Kubernetes工作目录。 mkdir -p /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl}
mv mk-docker-opts.sh flanneld /opt/kubernetes/bin/ （5）在node1上定义Flannel脚本文件“flannel.sh”，输入下面的内容： #!/bin/bash
ETCD_ENDPOINTS=${1}
cat < （6）在node1节点上开启Flannel网络功能，执行命令： bash flannel.sh 这里指定了在master节点上部署的ETCD地址。 （7）在node1节点上查看Flannel网络的状态，执行命令： systemctl status flanneld 输出的信息如下： flanneld.service - Flanneld overlay address etcd agent
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/flanneld.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Tue 2022-02-08 22:30:46 CST; 6s ago （8）在node1节点上修改文件“/usr/lib/systemd/system/docker.service”配置node1节点上的Docker连接Flannel网络，在文件中增加下面的一行： ... ...
EnvironmentFile=/run/flannel/subnet.env
... ... （9）在node1节点上重启Docker服务。 systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service （10）查看node1节点上的Flannel网络信息，如图13-3所示： ifconfig （11）在node2节点上配置Flannel网络，重复第3步到第10步。 3. 部署Master节点 （1）创建Kubernetes集群证书目录。 mkdir -p /opt/ssl/k8s
cd /opt/ssl/k8s （2）创建脚本文件“k8s-cert.sh”用于生成Kubernetes集群的证书，在脚本中输入下面的内容： cat > ca-config.json < （3）执行脚本文件“k8s-cert.sh”。 bash k8s-cert.sh （4）拷贝证书。 mkdir -p /opt/kubernetes/ssl/
mkdir -p /opt/kubernetes/logs/
cp ca*pem server*pem /opt/kubernetes/ssl/ （5）)解压kubernetes压缩包 tar -zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz （6）复制关键命令文件 mkdir -p /opt/kubernetes/bin/
cd kubernetes/server/bin/
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager \
/opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/local/bin/ （7）随机生成序列号。 mkdir -p /opt/kubernetes/cfg
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ' 输出内容如下： 05cd8031b0c415de2f062503b0cd4ee6 （8）创建“/opt/kubernetes/cfg/token.csv”文件，输入下面的内容： 05cd8031b0c415de2f062503b0cd4ee6,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper" （9）创建API Server的配置文件“/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf”，输入下面的内容： KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--etcd-servers=\
--bind-address=192.168.79.11 \
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.79.11 \
--allow-privileged=true \
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \
--enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \
--authorization-mode=RBAC,Node \
--enable-bootstrap-token-auth=true \
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \
--service-node-port-range=30000-32767 \
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \
--etcd-cafile=/opt/ssl/etcd/etcd.pem \
--etcd-certfile=/opt/ssl/etcd/etcd.pem \
--etcd-keyfile=/opt/ssl/etcd/etcd-key.pem \
--audit-log-maxage=30 \
--audit-log-maxbackup=3 \
--audit-log-maxsize=100 \
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log" （10）使用系统的systemd来管理API Server，执行命令： cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF （11）启动API Server。 systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver （12）查看API Server的状态。 systemctl status kube-apiserver.service 输出的信息如下： kube-apiserver.service - Kubernetes API Server
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Tue 2022-02-08 21:11:47 CST; 24min ago （13）查看监听的端口6433和端口8080信息，如图13-4所示。 netstat -ntap | grep 6443
netstat -ntap | grep 8080 （14）授权kubelet-bootstrap用户允许请求证书。 kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap （15）创建kube-controller-manager的配置文件，执行命令： cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect=true \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1 \
--allocate-node-cidrs=true \
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \
--cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \
--root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
--service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \
--experimental-cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF （16）使用systemd服务来管理kube-controller-manager，执行命令 cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF （17）启动kube-controller-manager。 systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager （18）查看kube-controller-manager的状态。 systemctl status kube-controller-manager 输出的信息如下： kube-controller-manager.service - Kubernetes Controller Manager
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Tue 2022-02-08 20:42:08 CST; 1h 2min ago （19）创建kube-scheduler的配置文件，执行命令： cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1"
EOF （20）使用systemd服务来管理kube-scheduler，执行命令： cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF （21）启动kube-scheduler。 systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler
systemctl enable kube-scheduler （22）查看kube-scheduler的状态。 systemctl status kube-scheduler.service 输出的信息如下： kube-scheduler.service - Kubernetes Scheduler
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Tue 2022-02-08 20:43:01 CST; 1h 8min ago （23）查看master节点的状态信息。 kubectl get cs 输出的信息如下： NAME STATUS MESSAGE ERROR
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
controller-manager Healthy ok
scheduler Healthy ok 4. 部署Node节点 （1）在master节点上创建脚本文件“kubeconfig”，输入下面的内容： APISERVER=${1}
SSL_DIR=${2}
# 创建kubelet bootstrapping kubeconfig
export KUBE_APISERVER="https://$APISERVER:6443"
# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
# 设置客户端认证参数
# 注意这里的token ID需要与token.csv文件中的ID一致。
kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
--token=05cd8031b0c415de2f062503b0cd4ee6 \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
# 设置上下文参数
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kubelet-bootstrap \
--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
# 设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
#----------------------
# 创建kube-proxy kubeconfig文件
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config set-credentials kube-proxy \
--client-certificate=$SSL_DIR/kube-proxy.pem \
--client-key=$SSL_DIR/kube-proxy-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config set-context default \
--cluster=kubernetes \
--user=kube-proxy \
--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig （2）执行脚本文件“kubeconfig”。 bash kubeconfig 192.168.79.11 /opt/ssl/k8s/ 输出的信息如下： Cluster "kubernetes" set.
User "kubelet-bootstrap" set.
Context "default" created.
Switched to context "default".
Cluster "kubernetes" set.
User "kube-proxy" set.
Context "default" created.
Switched to context "default". （3）将master节点上生成的配置文件拷贝到node1节点和node2节点。 scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig \
root@node1:/opt/kubernetes/cfg/
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig \
root@node2:/opt/kubernetes/cfg/ （4）在node1节点上解压文件“kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz”。 tar -zxvf kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz （5）在node1节点上将kubelet和kube-proxy复制到目录“/opt/kubernetes/bin/”下。 cd kubernetes/node/bin/
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin/ （6）在node1节点上创建脚本文件“kubelet.sh”，输入下面的内容： #!/bin/bash
NODE_ADDRESS=$1
DNS_SERVER_IP=${2:-"10.0.0.2"}
cat < （7）在node1节点上执行脚本文件“kubelet.sh”。 bash kubelet.sh 192.168.79.12 提示： 这里指定的node1节点的IP地址。 （8）在node1节点上查看Kubelet的状态。 systemctl status kubelet 输出的信息如下： kubelet.service - Kubernetes Kubelet Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled) Active: active (running) since Tue 2022-02-08 23:23:52 CST; 3min 18s ago （9）在node1节点上创建脚本文件“proxy.sh”，输入下面的内容 #!/bin/bash
NODE_ADDRESS=$1
cat < （10）在node1节点上执行脚本文件“proxy.sh”。 bash proxy.sh 192.168.79.12 （11）在node1节点上查看kube-proxy的状态。 systemctl status kube-proxy.service 输出的信息如下： kube-proxy.service - Kubernetes Proxy
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Tue 2022-02-08 23:30:51 CST; 9s ago （12）在master节点上检查node1节点加入集群的请求信息，执行命令： kubectl get csr 输出的信息如下： NAME ... CONDITION
node-csr-Qc2wKIo6AIWh6AXKW6tNwAvUqpxEIXFPHkkIe1jzSBE ... Pending （13）在master节点上批准node1节点的请求，执行命令： kubectl certificate approve \
node-csr-Qc2wKIo6AIWh6AXKW6tNwAvUqpxEIXFPHkkIe1jzSBE （14）在master节点上查看Kubernetes集群中的节点信息，执行命令： kubectl get node 输出的信息如下： NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.79.12 Ready 提示： 这时候node1节点已经成功加入了Kubernetes集群中。 （15）在node2节点上重复第4步到第14步，按照同样的方法把node2节点加入集群。 （16）在master节点上查看Kubernetes集群中的节点信息，执行命令： kubectl get node 输出的信息如下： NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.79.12 Ready 至此便成功使用二进制包部署了三个节点的Kubernetes集群。
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