第四篇（二进制部署k8s集群---master集群部署）

第四篇（二进制部署k8s集群---master集群部署）

本文在以下主机上操作部署k8s集群k8s-master1：192.168.206.31k8s-master2：192.168.206.32k8s-master3：192.168.206.33

kubernetes master 节点主要包含的组件：kube-apiserverkube-schedulerkube-controller-manager目前这三个组件需要部署在同一台机器上。kube-scheduler、kube-controller-manager 和 kube-apiserver 三者的功能紧密相关；同时只能有一个 kube-scheduler、kube-controller-manager 进程处于工作状态，如果运行多个，则需要通过选举产生一个 leader；

一、部署kubectl命令工具

kubectl 是 kubernetes 集群的命令行管理工具，kubectl 默认从 ~/.kube/config 文件读取 kube-apiserver 地址、证书、用户名等信息，如果没有配置，执行 kubectl 命令时可能会出错。1、下载kubectl

wget https://dl.k8s.io/v1.12.3/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz tar -xzvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz cd kubernetes/server/bin/ cp kube-apiserver kubeadm kube-controller-manager kubectl kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/

2、创建请求证书

cat > admin-csr.json <

3、创建~/.kube/config文件

mkdir -p ~/.kube kubectl config set-cluster kubernetes \ --certificate-authority=/data/ssl/ca.pem \ --embed-certs=true \ --server=\ --kubeconfig=kubectl.kubeconfig # 设置客户端认证参数 kubectl config set-credentials admin \ --client-certificate=admin.pem \ --client-key=admin-key.pem \ --embed-certs=true \ --kubeconfig=kubectl.kubeconfig # 设置上下文参数 kubectl config set-context kubernetes \ --cluster=kubernetes \ --user=admin \ --kubeconfig=kubectl.kubeconfig # 设置默认上下文 kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=kubectl.kubeconfig 这个地方是复制到~/.kube/目录下名字为config不要搞错了 cp kubectl.kubeconfig ~/.kube/config

二、部署api-server

1、创建kube-apiserver的证书签名请求：

cat > kubernetes-csr.json <

3、创建加密配置文件

cat > encryption-config.yaml <

4、创建kube-apiserver systemd unit文件

cat > /etc/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes API Server Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes After=network.target [Service] ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \ --enable-admission-plugins=Initializers,NamespaceLifecycle,NodeRestriction,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota \ --anonymous-auth=false \ --experimental-encryption-provider-config=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/encryption-config.yaml \ --advertise-address=192.168.206.31 \ --bind-address=192.168.206.31 \ --insecure-port=0 \ --authorization-mode=Node,RBAC \ --runtime-config=api/all \ --enable-bootstrap-token-auth \ --service-cluster-ip-range=10.254.0.0/16 \ --service-node-port-range=30000-32700 \ --tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes.pem \ --tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes-key.pem \ --client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/ca.pem \ --kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes.pem \ --kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes-key.pem \ --service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/ca-key.pem \ --etcd-cafile=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/ca.pem \ --etcd-certfile=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes.pem \ --etcd-keyfile=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes/kubernetes-key.pem \ --etcd-servers=\ --enable-swagger-ui=true \ --allow-privileged=true \ --apiserver-count=3 \ --audit-log-maxage=30 \ --audit-log-maxbackup=3 \ --audit-log-maxsize=100 \ --audit-log-path=/opt/kubernetes/log/kube-apiserver-audit.log \ --event-ttl=1h \ --alsologtostderr=true \ --logtostderr=false \ --log-dir=/opt/kubernetes/log \ --v=2 Restart=on-failure RestartSec=5 Type=notify LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF --experimental-encryption-provider-config：启用加密特性； --authorization-mode=Node,RBAC： 开启 Node 和 RBAC 授权模式，拒绝未授权的请求； --enable-admission-plugins：启用 ServiceAccount 和 NodeRestriction； --service-account-key-file：签名 ServiceAccount Token 的公钥文件，kube-controller-manager 的 --service-account-private-key-file 指定私钥文件，两者配对使用； --tls-*-file：指定 apiserver 使用的证书、私钥和 CA 文件。--client-ca-file 用于验证 client (kue-controller-manager、kube-scheduler、kubelet、kube-proxy 等)请求所带的证书； --kubelet-client-certificate、--kubelet-client-key：如果指定，则使用 访问 kubelet APIs；需要为证书对应的用户(上面 kubernetes*.pem 证书的用户为 kubernetes) 用户定义 RBAC 规则，否则访问 kubelet API 时提示未授权； --bind-address： 不能为 127.0.0.1，否则外界不能访问它的安全端口 6443； --insecure-port=0：关闭监听非安全端口(8080)； --service-cluster-ip-range： 指定 Service Cluster IP 地址段； --service-node-port-range： 指定 NodePort 的端口范围； --runtime-config=api/all=true： 启用所有版本的 APIs，如 autoscaling/v2alpha1； --enable-bootstrap-token-auth：启用 kubelet bootstrap 的 token 认证； --apiserver-count=3：指定集群运行模式，多台 kube-apiserver 会通过 leader 选举产生一个工作节点，其它节点处于阻塞状态； 这些也要分发kube-apiserver.service文件到其他master

7、启动api-server服务

systemctl stop kube-apiserver systemctl daemon-reload systemctl enable kube-apiserver systemctl start kube-apiserver

8、检查api-server和集群状态

[root@k8s-master1 ~]# netstat -ptln | grep kube-apiserve tcp 0 0 192.168.206.31:6443 0.0.0.0:* LISTEN 985/kube-apiserver [root@k8s-master1 ~]# kubectl cluster-info Kubernetes master is running at https://192.168.206.30:8443 To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

9、授予kubernetes证书访问kubelet api权限

kubectl create clusterrolebinding kube-apiserver:kubelet-apis --clusterrole=system:kubelet-api-admin --user kubernetes

三、部署kube-controller-manager该集群包含 3 个节点，启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点，其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后，剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点，从而保证服务的可用性。为保证通信安全，本文档先生成 x509 证书和私钥，kube-controller-manager 在如下两种情况下使用该证书：

1、创建kube-controller-manager证书请求：

cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF { "CN": "system:kube-controller-manager", "key": { "algo": "rsa", "size": 2048 }, "hosts": [ "127.0.0.1", "192.168.206.31", "192.168.206.32", "192.168.206.33" ], "names": [ { "C": "CN", "ST": "Zhejiang", "L": "hangzhou", "O": "system:kube-controller-manager", "OU": "System" } ] } EOF hosts 列表包含所有 kube-controller-manager 节点 IP； CN 为 system:kube-controller-manager、O 为 system:kube-controller-manager，kubernetes 内置的 ClusterRoleBindings system:kube-controller-manager 赋予 kube-controller-manager 工作所需的权限。 生成证书和私钥： cfssl gencert -ca=/data/ssl/ca.pem \ -ca-key=/data/ssl/ca-key.pem \ -config=/data/ssl/ca-config.json \ -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager 将生成的证书和私钥分发到所有 master 节点 mkdir /opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager cp kube-controller-manager*.pem /opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/

2、创建和分发kubeconfig文件

kubectl config set-cluster kubernetes \ --certificate-authority=/data/ssl/ca.pem \ --embed-certs=true \ --server=\ --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig kubectl config set-credentials system:kube-controller-manager \ --client-certificate=kube-controller-manager.pem \ --client-key=kube-controller-manager-key.pem \ --embed-certs=true \ --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig kubectl config set-context system:kube-controller-manager \ --cluster=kubernetes \ --user=system:kube-controller-manager \ --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig kubectl config use-context system:kube-controller-manager --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig 分发 kube-controller-manager.kubeconfig 到所有 master 节点 cp kube-controller-manager.kubeconfig /opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/ cp /opt/kubernetes/ssl/kubernetes/ca* /opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/

3、创建和分发kube-controller-manager systemd unit文件

cat > /etc/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Controller Manager Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes [Service] ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \ --address=127.0.0.1 \ --kubeconfig=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/kube-controller-manager.kubeconfig \ --authentication-kubeconfig=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/kube-controller-manager.kubeconfig \ --service-cluster-ip-range=10.254.0.0/16 \ --cluster-name=kubernetes \ --cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/ca.pem \ --cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/ca-key.pem \ --experimental-cluster-signing-duration=8760h \ --root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/ca.pem \ --service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/ca-key.pem \ --leader-elect=true \ --feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true \ --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner \ --horizontal-pod-autoscaler-use-rest-clients=true \ --horizontal-pod-autoscaler-sync-period=10s \ --tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/kube-controller-manager.pem \ --tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kube-controller-manager/kube-controller-manager-key.pem \ --use-service-account-credentials=true \ --alsologtostderr=true \ --logtostderr=false \ --log-dir=/opt/kubernetes/log \ --v=2 Restart=on Restart=on-failure RestartSec=5 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF 分发kube-controller-manager systemd unit文件到其他master服务器 -address：指定监听的地址为127.0.0.1 --kubeconfig：指定 kubeconfig 文件路径，kube-controller-manager 使用它连接和验证 kube-apiserver； --cluster-signing-*-file：签名 TLS Bootstrap 创建的证书； --experimental-cluster-signing-duration：指定 TLS Bootstrap 证书的有效期； --root-ca-file：放置到容器 ServiceAccount 中的 CA 证书，用来对 kube-apiserver 的证书进行校验； --service-account-private-key-file：签名 ServiceAccount 中 Token 的私钥文件，必须和 kube-apiserver 的 --service-account-key-file 指定的公钥文件配对使用； --service-cluster-ip-range ：指定 Service Cluster IP 网段，必须和 kube-apiserver 中的同名参数一致； --leader-elect=true：集群运行模式，启用选举功能；被选为 leader 的节点负责处理工作，其它节点为阻塞状态； --feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true：开启 kublet server 证书的自动更新特性； --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner：启用的控制器列表，tokencleaner 用于自动清理过期的 Bootstrap token； --horizontal-pod-autoscaler-*：custom metrics 相关参数，支持 autoscaling/v2alpha1； --tls-cert-file、--tls-private-key-file：使用 输出 metrics 时使用的 Server 证书和秘钥； --use-service-account-credentials=true:

4、启动kube-controller-manager服务

systemctl daemon-reload systemctl enable kube-controller-manager systemctl start kube-controller-manager

5、检查kube-controller-manager服务

[root@k8s-master1 ssl]# netstat -lnpt|grep kube-controll tcp 0 0 127.0.0.1:10252 0.0.0.0:* LISTEN 17906/kube-controll tcp6 0 0 :::10257 :::* LISTEN 17906/kube-controll

6、查看当前kube-controller-manager的leader

[root@master1 ssl]# kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system -o yaml apiVersion: v1 kind: Endpoints metadata: annotations: control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"master1_0f2ea8d8-2955-11eb-84f5-000c296e7f49","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2020-11-18T04:18:06Z","renewTime":"2020-11-18T04:20:33Z","leaderTransitions":0}' creationTimestamp: 2020-11-18T04:18:06Z name: kube-controller-manager namespace: kube-system resourceVersion: "3578" selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-controller-manager uid: 0f2fc6db-2955-11eb-b0b5-000c29979eeb

四、部署kube-scheduler该集群包含 3 个节点，启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点，其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后，剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点，从而保证服务的可用性。1、创建kube-scheduler证书请求

cat > kube-scheduler-csr.json << EOF { "CN": "system:kube-scheduler", "hosts": [ "127.0.0.1", "192.168.206.31", "192.168.206.32", "192.168.206.33" ], "key": { "algo": "rsa", "size": 2048 }, "names": [ { "C": "CN", "ST": "Zhejiang", "L": "hangzhou", "O": "system:kube-scheduler", "OU": "System" } ] } EOF hosts 列表包含所有 kube-scheduler 节点 IP； CN 为 system:kube-scheduler、O 为 system:kube-scheduler，kubernetes 内置的 ClusterRoleBindings system:kube-scheduler 将赋予 kube-scheduler 工作所需的权限。 生成证书和私钥： cfssl gencert -ca=/data/ssl/ca.pem \ -ca-key=/data/ssl/ca-key.pem \ -config=/data/ssl/ca-config.json \ -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

2、创建和分发kube-scheduler.kubeconfig文件

kubectl config set-cluster kubernetes \ --certificate-authority=/data/ssl/ca.pem \ --embed-certs=true \ --server=\ --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig kubectl config set-credentials system:kube-scheduler \ --client-certificate=kube-scheduler.pem \ --client-key=kube-scheduler-key.pem \ --embed-certs=true \ --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig kubectl config set-context system:kube-scheduler \ --cluster=kubernetes \ --user=system:kube-scheduler \ --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig kubectl config use-context system:kube-scheduler --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig 分发 kubeconfig 到所有 master 节点 mkdir /opt/kubernetes/ssl/kube-scheduler cp kube-scheduler.kubeconfig /opt/kubernetes/ssl/kube-scheduler

3、创建和分发kube-scheduler systemd unit文件

cat > /etc/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF [Unit] Description=Kubernetes Scheduler Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes [Service] ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \ --address=127.0.0.1 \ --kubeconfig=/opt/kubernetes/ssl/kube-scheduler/kube-scheduler.kubeconfig \ --leader-elect=true \ --alsologtostderr=true \ --logtostderr=false \ --log-dir=/opt/kubernetes/log \ --v=2 Restart=on-failure RestartSec=5 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF --address：在 127.0.0.1:10251 端口接收 /metrics 请求；kube-scheduler 目前还不支持接收 请求； --kubeconfig：指定 kubeconfig 文件路径，kube-scheduler 使用它连接和验证 kube-apiserver； --leader-elect=true：集群运行模式，启用选举功能；被选为 leader 的节点负责处理工作，其它节点为阻塞状态；

4、启动kube-scheduler服务

systemctl daemon-reload systemctl enable kube-scheduler systemctl start kube-scheduler

5、查看当前kube-scheduler的leader

[root@master1 kube-scheduler]# kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system -o yaml apiVersion: v1 kind: Endpoints metadata: annotations: control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"master1_c2b12771-2957-11eb-a36d-000c296e7f49","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2020-11-18T04:37:28Z","renewTime":"2020-11-18T04:38:58Z","leaderTransitions":0}' creationTimestamp: 2020-11-18T04:37:28Z name: kube-scheduler namespace: kube-system resourceVersion: "4509" selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-scheduler uid: c34cf106-2957-11eb-a5a4-000c2936c402

6、在所有master节点上验证功能是否正常

[root@master1 kube-scheduler]# kubectl get componentstatuses NAME STATUS MESSAGE ERROR scheduler Healthy ok controller-manager Healthy ok etcd-2 Healthy {"health":"true"} etcd-1 Healthy {"health":"true"} etcd-0 Healthy {"health":"true"}

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