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二进制搭建 Kubernetes v1.20
操作系统初始化配置
关闭防火墙
关闭selinux
关闭swap
根据规划设置主机名
在master添加hosts
调整内核参数
时间同步
部署 etcd 集群
准备签发证书环境
准备cfssl证书生成工具
生成Etcd证书
上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 …目录
二进制搭建 Kubernetes v1.20
操作系统初始化配置
关闭防火墙
关闭selinux
关闭swap
根据规划设置主机名
在master添加hosts
调整内核参数
时间同步
部署 etcd 集群
准备签发证书环境
准备cfssl证书生成工具
生成Etcd证书
上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中
创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录
上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中启动etcd服务
创建用于存放 etcd 配置文件命令文件证书的目录
可另外打开一个窗口查看etcd进程是否正常
把etcd相关证书文件、命令文件和服务管理文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点
检查etcd群集状态
查看etcd集群成员列表
部署 docker引擎
部署 Master 组件
上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中解压 master.zip 压缩包
创建kubernetes工作目录
创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录
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
上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中解压 kubernetes 压缩包cd /opt/k8s/
复制master组件的关键命令文件到 kubernetes工作目录的 bin 子目录中
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
二进制文件、token、证书都准备好后开启 apiserver 服务
检查进程是否启动成功
启动 scheduler 服务
启动 controller-manager 服务
生成kubectl连接集群的kubeconfig文件
绑定默认cluster-admin管理员集群角色授权kubectl访问集群
通过kubectl工具查看当前集群组件状态
查看版本信息
部署 Worker Node 组件
创建kubernetes工作目录
上传 node.zip 到 /opt 目录中解压 node.zip 压缩包获得kubelet.sh、proxy.sh
在 master01 节点上操作把 kubelet、kube-proxy 拷贝到 node 节点
上传kubeconfig.sh文件到/opt/k8s/kubeconfig目录中生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件和kube-proxy.kubeconfig文件 把配置文件 bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig 拷贝到 node 节点s
#RBAC授权使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求证书
启动 kubelet 服务
检查到 node01 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
通过 CSR 请求
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
加载 ip_vs 模块
启动proxy服务
部署 CNI 网络组件
部署 flannel
K8S 中 Pod 网络通信
●Pod 内容器与容器之间的通信
●同一个 Node 内 Pod 之间的通信
●不同 Node 上 Pod 之间的通信
Overlay Network
VXLAN
Flannel:
Flannel udp 模式的工作原理
ETCD 之 Flannel 提供说明:
vxlan 模式
Flannel vxlan 模式的工作原理
上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中
上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CNI 网络 创建pod
部署 Calico
k8s 组网方案对比:
●flannel方案
●calico方案
Calico 主要由三个部分组成
Calico 工作原理
上传 calico.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CNI 网络
kubectl delete -f kube-flannel.yml 等 Calico Pod 都 Running节点也会准备就绪
部署 CoreDNS
上传 coredns.tar 到 /opt 目录中
上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CoreDNS
DNS 解析测试
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
修改配置文件kube-apiserver中的IP
在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启
查看node节点状态
负载均衡部署
配置nginx的官方在线yum源配置本地nginx的yum源
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
检查配置文件语法
启动nginx服务查看已监听6443端口
部署keepalived服务
修改keepalived配置文件
创建nginx状态检查脚本
启动keepalived服务一定要先启动了nginx服务再启动keepalived服务
修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP
重启kubelet和kube-proxy服务
在 lb01 上查看 nginx 和 node 、 master 节点的连接状态
测试创建pod
查看Pod的状态信息
部署 Dashboard
Dashboard 介绍
上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中 二进制搭建 Kubernetes v1.20
k8s集群master01192.168.110.100 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd k8s集群master02192.168.110.60
k8s集群node01192.168.110.90 kubelet kube-proxy docker k8s集群node02192.168.110.70
etcd集群节点1192.168.110.100 etcd etcd集群节点2192.168.110.90 etcd集群节点3192.168.110.70
负载均衡nginxkeepalive01master 192.168.110.50 负载均衡nginxkeepalive02backup 192.168.110.60
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
192.168.110.100 master01
192.168.110.90 node01
192.168.110.70 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_ipv61
net.ipv4.ip_forward1
EOF
sysctl --system
时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate ntp.aliyun.comcrontab -e
*/30 * * * * /usr/local/bin/ntpdate ntp.aliyun.com
部署 etcd 集群
etcd是CoreOS团队于2013年6月发起的开源项目它的目标是构建一个高可用的分布式键值key-value数据库。etcd内部采用raft协议作为一致性算法etcd是go语言编写的。 etcd 作为服务发现系统有以下的特点简单安装配置简单而且提供了HTTP API进行交互使用也很简单安全支持SSL证书验证快速单实例支持每秒2k读操作可靠采用raft算法实现分布式系统数据的可用性和一致性 etcd 目前默认使用2379端口提供HTTP API服务 2380端口和peer通信(这两个端口已经被IANA(互联网数字分配机构)官方预留给etcd)。 即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯使用端口2380来进行服务器间内部通讯。 etcd 在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd 的leader选举机制要求至少为3台或以上的奇数台。
准备签发证书环境
CFSSL 是 CloudFlare 公司开源的一款 PKI/TLS 工具。 CFSSL 包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑 TLS 证书的 HTTP API 服务。使用Go语言编写。 CFSSL 使用配置文件生成证书因此自签之前需要生成它识别的 json 格式的配置文件CFSSL 提供了方便的命令行生成配置文件。 CFSSL 用来为 etcd 提供 TLS 证书它支持签三种类型的证书 1、client 证书服务端连接客户端时携带的证书用于客户端验证服务端身份如 kube-apiserver 访问 etcd 2、server 证书客户端连接服务端时携带的证书用于服务端验证客户端身份如 etcd 对外提供服务 3、peer 证书相互之间连接时使用的证书如 etcd 节点之间进行验证和通信。 这里全部都使用同一套证书认证。
在 master01 节点上操作
准备cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfochmod x /usr/local/bin/cfssl* cfssl证书签发的工具命令cfssljson将 cfssl 生成的证书json格式变为文件承载式证书cfssl-certinfo验证证书的信息 cfssl-certinfo -cert 证书名称 #查看证书的信息 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 #生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥
ls
ca-config.json ca-csr.json ca.pem server.csr server-key.pem
ca.csr ca-key.pem etcd-cert.sh server-csr.json server.pem
上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中启动etcd服务
cd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
ls etcd-v3.4.9-linux-amd64
Documentation etcd etcdctl README-etcdctl.md README.md READMEv2-etcdctl.md etcd就是etcd 服务的启动命令后面可跟各种启动参数 etcdctl主要为etcd 服务提供了命令行操作 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 192.168.110.100 etcd02https://192.168.110.90:2380,etcd03https://192.168.110.70:2380
#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
把etcd相关证书文件、命令文件和服务管理文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点
scp -r /opt/etcd/ root192.168.110.90:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root192.168.110.70:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root192.168.110.90:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root192.168.110.70:/usr/lib/systemd/system/
在 node01 节点上操作
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAMEetcd02 #修改
ETCD_DATA_DIR/var/lib/etcd/default.etcd
ETCD_LISTEN_PEER_URLShttps://192.168.110.90:2380 #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLShttps://192.168.110.90:2379 #修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLShttps://192.168.110.90:2380 #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLShttps://192.168.110.90:2379 #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTERetcd01https://192.168.110.100:2380,etcd02https://192.168.110.90:2380,etcd03https://192.168.110.70:2380
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKENetcd-cluster
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATEnew
启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd
在 node02 节点上操作
vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAMEetcd03 #修改
ETCD_DATA_DIR/var/lib/etcd/default.etcd
ETCD_LISTEN_PEER_URLShttps://192.168.110.70:2380 #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLShttps://192.168.110.70:2379 #修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLShttps://192.168.110.70:2380 #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLShttps://192.168.110.70:2379 #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTERetcd01https://192.168.110.100:2380,etcd02https://192.168.110.90:2380,etcd03https://192.168.110.70:2380
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKENetcd-cluster
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATEnew
启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd
检查etcd群集状态
ETCDCTL_API3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert/opt/etcd/ssl/server.pem --key/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpointshttps://192.168.110.100:2379,https://192.168.110.90:2379,https://192.168.110.70:2379 endpoint health --write-outtable --cert-file识别HTTPS端使用SSL证书文件 --key-file使用此SSL密钥文件标识HTTPS客户端 --ca-file使用此CA证书验证启用https的服务器的证书 --endpoints集群中以逗号分隔的机器地址列表cluster-health检查etcd集群的运行状况 查看etcd集群成员列表
ETCDCTL_API3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert/opt/etcd/ssl/server.pem --key/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpointshttps://192.168.110.100:2379,https://192.168.110.90:2379,https://192.168.110.70:2379 --write-outtable 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.io
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service
vim /etc/docker/daemon.json
{registry-mirrors: [https://20s3uutt.mirror.aliyuncs.com],exec-opts: [native.cgroupdriversystemd],log-driver: json-file,log-opts: {max-size: 500m, max-file: 3}
}systemctl restart docker
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 #生成CA证书、相关组件的证书和私钥ls *pem
admin-key.pem apiserver-key.pem ca-key.pem kube-proxy-key.pem
admin.pem apiserver.pem ca.pem kube-proxy.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.gz
复制master组件的关键命令文件到 kubernetes工作目录的 bin 子目录中
cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin
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.shcat /opt/kubernetes/cfg/token.csv 二进制文件、token、证书都准备好后开启 apiserver 服务
cd /opt/k8s/
./apiserver.sh 192.168.110.100 https://192.168.110.100:2379,https://192.168.110.90:2379,https://192.168.110.70:2379
检查进程是否启动成功
ps aux | grep kube-apiserver
netstat -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
启动 scheduler 服务
cd /opt/k8s/
./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kubeconfig文件
./admin.sh
绑定默认cluster-admin管理员集群角色授权kubectl访问集群
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrolecluster-admin --usersystem:anonymous kubectl create clusterrolebinding node-autoapprove-bootstrap --clusterrolesystem:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient --userkubelet-bootstrap
kubectl create clusterrolebinding node-autoapprove-certificate-rotation --clusterrolesystem:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeclient --userkubelet-bootstrap
通过kubectl工具查看当前集群组件状态
kubectl get cs
NAME STATUS MESSAGE ERROR
controller-manager Healthy ok
scheduler Healthy ok
etcd-2 Healthy {health:true}
etcd-1 Healthy {health:true}
etcd-0 Healthy {health:true}
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 root192.168.110.90:/opt/kubernetes/bin/
scp kubelet kube-proxy root192.168.110.70:/opt/kubernetes/bin/
上传kubeconfig.sh文件到/opt/k8s/kubeconfig目录中生成kubelet初次加入集群引导kubeconfig文件和kube-proxy.kubeconfig文件
kubeconfig 文件包含集群参数CA 证书、API Server 地址客户端参数上面生成的证书和私钥集群 context 上下文参数集群名称、用户名。Kubenetes 组件如 kubelet、kube-proxy通过启动时指定不同的 kubeconfig 文件可以切换到不同的集群连接到 apiserver。 mkdir /opt/k8s/kubeconfig
cd /opt/k8s/kubeconfig
chmod x kubeconfig.sh
./kubeconfig.sh 192.168.110.100 /opt/k8s/k8s-cert/ 把配置文件 bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig 拷贝到 node 节点 s
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root192.168.110.90:/opt/kubernetes/cfg/
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root192.168.110.70:/opt/kubernetes/cfg/
#RBAC授权使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求证书
kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrolesystem:node-bootstrapper --userkubelet-bootstrap kubelet 采用 TLS Bootstrapping 机制自动完成到 kube-apiserver 的注册在 node 节点量较大或者后期自动扩容时非常有用。 Master apiserver 启用 TLS 认证后node 节点 kubelet 组件想要加入集群必须使用CA签发的有效证书才能与 apiserver 通信当 node 节点很多时签署证书是一件很繁琐的事情。因此 Kubernetes 引入了 TLS bootstraping 机制来自动颁发客户端证书kubelet 会以一个低权限用户自动向 apiserver 申请证书kubelet 的证书由 apiserver 动态签署。 kubelet 首次启动通过加载 bootstrap.kubeconfig 中的用户 Token 和 apiserver CA 证书发起首次 CSR 请求这个 Token 被预先内置在 apiserver 节点的 token.csv 中其身份为 kubelet-bootstrap 用户和 system:kubelet-bootstrap 用户组想要首次 CSR 请求能成功即不会被 apiserver 401 拒绝则需要先创建一个 ClusterRoleBinding将 kubelet-bootstrap 用户和 system:node-bootstrapper 内置 ClusterRole 绑定通过 kubectl get clusterroles 可查询使其能够发起 CSR 认证请求。 TLS bootstrapping 时的证书实际是由 kube-controller-manager 组件来签署的也就是说证书有效期是 kube-controller-manager 组件控制的kube-controller-manager 组件提供了一个 --experimental-cluster-signing-duration 参数来设置签署的证书有效时间默认为 8760h0m0s将其改为 87600h0m0s即 10 年后再进行 TLS bootstrapping 签署证书即可。 也就是说 kubelet 首次访问 API Server 时是使用 token 做认证通过后Controller Manager 会为 kubelet 生成一个证书以后的访问都是用证书做认证了。 在 node01 节点上操作
启动 kubelet 服务
cd /opt/
./kubelet.sh 192.168.110.90
ps aux | grep kubelet
在 master01 节点上操作通过 CSR 请求
检查到 node01 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
NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION
node-csr-L-RyWyWX3YvvR1NzSp4IQfeZYx_7Ktgi5_na52LIZ4k 69m kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending
node-csr-kNnDWNHkryop_Bu4OQMfl2rwFzF8CRlyc2nTWIIFhaY 69m kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Pending通过 CSR 请求
kubectl certificate approve node-csr-L-RyWyWX3YvvR1NzSp4IQfeZYx_7Ktgi5_na52LIZ4
kubectl certificate approve node-csr-kNnDWNHkryop_Bu4OQMfl2rwFzF8CRlyc2nTWIIFhaY
Approved,Issued 表示已授权 CSR 请求并签发证书
kubectl get csr
NAME AGE SIGNERNAME REQUESTOR CONDITION
node-csr-L-RyWyWX3YvvR1NzSp4IQfeZYx_7Ktgi5_na52LIZ4k 69m kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Approved,Issued
node-csr-kNnDWNHkryop_Bu4OQMfl2rwFzF8CRlyc2nTWIIFhaY 69m kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet kubelet-bootstrap Approved,Issued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
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.110.70 NotReady none 58m v1.20.15
192.168.110.90 NotReady none 59m v1.20.15
在 node01 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 21 /sbin/modprobe $i;done
启动proxy服务
cd /opt/
./proxy.sh 192.168.110.90
ps aux | grep kube-proxy
其他节点同上
部署 CNI 网络组件
部署 flannel
K8S 中 Pod 网络通信
●Pod 内容器与容器之间的通信
在同一个 Pod 内的容器Pod 内的容器是不会跨宿主机的共享同一个网络命令空间相当于它们在同一台机器上一样可以用 localhost 地址访问彼此的端口。
●同一个 Node 内 Pod 之间的通信
每个 Pod 都有一个真实的全局 IP 地址同一个 Node 内的不同 Pod 之间可以直接采用对方 Pod 的 IP 地址进行通信Pod1 与 Pod2 都是通过 Veth 连接到同一个 docker0 网桥网段相同所以它们之间可以直接通信。
●不同 Node 上 Pod 之间的通信
Pod 地址与 docker0 在同一网段docker0 网段与宿主机网卡是两个不同的网段且不同 Node 之间的通信只能通过宿主机的物理网卡进行。 要想实现不同 Node 上 Pod 之间的通信就必须想办法通过主机的物理网卡 IP 地址进行寻址和通信。因此要满足两个条件Pod 的 IP 不能冲突将 Pod 的 IP 和所在的 Node 的 IP 关联起来通过这个关联让不同 Node 上 Pod 之间直接通过内网 IP 地址通信。
Overlay Network
叠加网络在二层或者三层基础网络上叠加的一种虚拟网络技术模式该网络中的主机通过虚拟链路隧道连接起来类似于VPN。
VXLAN
将源数据包封装到UDP中并使用基础网络的IP/MAC作为外层报文头进行封装然后在以太网上传输到达目的地后由隧道端点解封装并将数据发送给目标地址。
Flannel:
Flannel 的功能是让集群中的不同节点主机创建的 Docker 容器都具有全集群唯一的虚拟 IP 地址。 Flannel 是 Overlay 网络的一种也是将 TCP 源数据包封装在另一种网络包里面进行路由转发和通信目前支持 udp、vxlan、 host-GW 3种数据转发方式。
Flannel udp 模式的工作原理 数据从 node01 上 Pod 的源容器中发出后经由所在主机的 docker0 虚拟网卡转发到 flannel.1 虚拟网卡flanneld 服务监听在 flannel.1 虚拟网卡的另外一端。 Flannel 通过 Etcd 服务维护了一张节点间的路由表。源主机 node01 的 flanneld 服务将原本的数据内容封装到 UDP 中后根据自己的路由表通过物理网卡投递给目的节点 node02 的 flanneld 服务数据到达以后被解包然后直接进入目的节点的 flannel.1 虚拟网卡之后被转发到目的主机的 docker0 虚拟网卡最后就像本机容器通信一样由 docker0 转发到目标容器。 ETCD 之 Flannel 提供说明:
存储管理Flannel可分配的IP地址段资源 监控 ETCD 中每个 Pod 的实际地址并在内存中建立维护 Pod 节点路由表
由于 udp 模式是在用户态做转发会多一次报文隧道封装因此性能上会比在内核态做转发的 vxlan 模式差。
vxlan 模式
vxlan 是一种overlay虚拟隧道通信技术通过三层网络搭建虚拟的二层网络跟 udp 模式具体实现不太一样: 1udp模式是在用户态实现的数据会先经过tun网卡到应用程序应用程序再做隧道封装再进一次内核协议栈而vxlan是在内核当中实现的只经过一次协议栈在协议栈内就把vxlan包组装好 2udp模式的tun网卡是三层转发使用tun是在物理网络之上构建三层网络属于ip in udpvxlan模式是二层实现 overlay是二层帧属于mac in udp 3vxlan由于采用mac in udp的方式所以实现起来会涉及mac地址学习arp广播等二层知识udp模式主要关注路由
Flannel vxlan 模式的工作原理
vxlan在内核当中实现当数据包使用vxlan设备发送数据时会打上vlxan的头部信息在发送出去对端解包flannel.1网卡把原始报文发送到目的服务器。
在 node01 节点上操作
上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中
cd /opt/
docker load -i flannel.tarmkdir /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin
在 master01 节点上操作
上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CNI 网络
cd /opt/k8s
kubectl apply -f kube-flannel.yml kubectl get pods -A
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-flannel kube-flannel-ds-2csc8 1/1 Running 0 24s
kube-flannel kube-flannel-ds-nb2j4 1/1 Running 0 24s 创建pod
kubectl create deployment ggl --imagenginx --port80
kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.110.70 Ready none 133m v1.20.15
192.168.110.90 Ready none 133m v1.20.15
部署 Calico
k8s 组网方案对比:
●flannel方案
需要在每个节点上把发向容器的数据包进行封装后再用隧道将封装后的数据包发送到运行着目标Pod的node节点上。目标node节点再负责去掉封装将去除封装的数据包发送到目标Pod上。数据通信性能则大受影响。
●calico方案
Calico不使用隧道或NAT来实现转发而是把Host当作Internet中的路由器使用BGP同步路由并使用iptables来做安全访问策略完成跨Host转发来。
Calico 主要由三个部分组成 Calico CNI插件主要负责与kubernetes对接供kubelet调用使用。Felix负责维护宿主机上的路由规则、FIB转发信息库等。BIRD负责分发路由规则类似路由器。Confd配置管理组件。 Calico 工作原理
Calico 是通过路由表来维护每个 pod 的通信。Calico 的 CNI 插件会为每个容器设置一个 veth pair 设备 然后把另一端接入到宿主机网络空间由于没有网桥CNI 插件还需要在宿主机上为每个容器的 veth pair 设备配置一条路由规则用于接收传入的IP包。 有了这样的 veth pair 设备以后容器发出的IP包就会通过 veth pair 设备到达宿主机然后宿主机根据路由规则的下一跳地址 发送给正确的网关然后到达目标宿主机再到达目标容器。 这些路由规则都是 Felix 维护配置的而路由信息则是 Calico BIRD 组件基于 BGP 分发而来。calico 实际上是将集群里所有的节点都当做边界路由器来处理他们一起组成了一个全互联的网络彼此之间通过 BGP 交换路由这些节点我们叫做 BGP Peer。
目前比较常用的时flannel和calicoflannel的功能比较简单不具备复杂的网络策略配置能力calico是比较出色的网络管理插件但具备复杂网络配置能力的同时往往意味着本身的配置比较复杂所以相对而言比较小而简单的集群使用flannel考虑到日后扩容未来网络可能需要加入更多设备配置更多网络策略则使用calico更好。
在 master01 节点上操作
上传 calico.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CNI 网络
cd /opt/k8s
vim calico.yaml
#修改里面定义Pod网络CALICO_IPV4POOL_CIDR与前面kube-controller-manager配置文件指定的cluster-cidr网段一样- name: CALICO_IPV4POOL_CIDRvalue: 10.244.0.0/16
kubectl delete -f kube-flannel.yml
注不能两个插件一起使用要是用另一个就要卸掉了另一个 kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
calico-kube-controllers-659bd7879c-zchhl 1/1 Running 0 71m
calico-node-svsd7 1/1 Running 0 71m
calico-node-zts9x 1/1 Running 0 71m
等 Calico Pod 都 Running节点也会准备就绪
kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.110.70 Ready none 4h7m v1.20.15
192.168.110.90 Ready none 4h7m v1.20.15
部署 CoreDNS
kubectl get pods -o wide
ggl-84d79666cf-sr89g 1/1 Running 0 8m34s 10.244.218.68 192.168.110.70 none none
qhw-746d7bdb59-kgxl4 1/1 Running 0 28m 10.244.218.67 192.168.110.70 none none
ycx-84755b9b77-7rnxj 1/1 Running 0 42m 10.244.162.130 192.168.110.90 none none
zxr-664b6c8c9c-jwrk6 1/1 Running 0 71m 10.244.162.129 192.168.110.90 none none
在master01上curl 10.244.218.68不会访问成功在节点上会访问成功。在用
kubectl delete pod ggl-84d79666cf-sr89g后他会换一个节点重新生成并且重新生成一个新的ip这个时候我们用kubectl describe service ggl就会发现IP又换了一个新的但是Endpoints没有变集群ip没有变
kubectl expose deployment ggl --port80 --target-port80kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
ggl ClusterIP 10.0.0.178 none 80/TCP 24s
kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 none 443/TCP 27hkubectl describe service ggl
Name: ggl
Namespace: default
Labels: appggl
Annotations: none
Selector: appggl
Type: ClusterIP
IP Families: none
IP: 10.0.0.178
IPs: 10.0.0.178
Port: unset 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 10.244.162.131:80
Session Affinity: None
Events: none 用这条命令修改pod名字集群IP也会改变非常难办但是pod名字没有变我们可以用CoreDNS来固定pod
kubectl expose deployment ggl --port80 --name ggl --target-port80
在所有 node 节点上操作
上传 coredns.tar 到 /opt 目录中
cd /opt
docker load -i coredns.tar
在 master01 节点上操作
上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中部署 CoreDNS
cd /opt/k8s
kubectl apply -f coredns.yaml
kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-5ffbfd976d-j6shb 1/1 Running 0 32s
DNS 解析测试
kubectl run -it --rm dns-test --imagebusybox:1.28.4 sh
If you dont see a command prompt, try pressing enter.
/ # nslookup kubernetes
Server: 10.0.0.2
Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.localName: kubernetes
Address 1: 10.0.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local
master02 节点部署
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/ root192.168.110.60:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ root192.168.110.60:/opt
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root192.168.110.60:/usr/lib/systemd/system/
scp ./kube 192.168.110.60:/root
修改配置文件kube-apiserver中的IP
vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
KUBE_APISERVER_OPTS--logtostderrtrue \
--v4 \
--etcd-servershttps://192.168.110.100:2379,https://192.168.110.90:2379,https://192.168.110.70:2379 \
--bind-address192.168.110.60 \ #修改
--secure-port6443 \
--advertise-address192.168.110.60 \ #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/
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide #-owide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 ##### 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]
namenginx repo
baseurlhttp://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck0
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 192.168.80.10:6443;server 192.168.80.20:6443;}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 keepalivedglobal_defs {# 接收邮件地址notification_email {acassenfirewall.locfailoverfirewall.locsysadminfirewall.loc}# 邮件发送地址notification_email_from Alexandre.Cassenfirewall.locsmtp_server 127.0.0.1smtp_connect_timeout 30router_id NGINX_MASTER #lb01节点的为 NGINX_MASTERlb02节点的为 NGINX_BACKUP
}#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {script /etc/nginx/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 MASTERlb02节点的为 BACKUPinterface ens33 #指定网卡名称 ens33virtual_router_id 51 #指定vrid两个节点要一致priority 100 #lb01节点的为 100lb02节点的为 90advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.80.100/24 #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/nginx/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 ];thensystemctl stop keepalived
fichmod x /etc/nginx/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://192.168.80.100:6443vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443vim 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
netstat -natp | grep nginx
tcp 0 0 0.0.0.0:6443 0.0.0.0:* LISTEN 44904/nginx: master
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 44904/nginx: master
tcp 0 0 192.168.110.100:6443 192.168.110.70:46954 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.70:45074 192.168.110.100:6443 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.90:53308 192.168.110.70:6443 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.20:53316 192.168.110.90:6443 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.17:6443 192.168.110.90:48784 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.20:45070 192.168.110.100:6443 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.17:6443 192.168.110.90:48794 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
tcp 0 0 192.168.110.17:6443 192.168.110.70:46968 ESTABLISHED 44905/nginx: worker
在 master01 节点上操作
测试创建pod
kubectl run nginx --imagenginx
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
部署 Dashboard
Dashboard 介绍
仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群对容器化应用程序进行故障排除并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序以及创建或修改单个Kubernetes资源例如部署作业守护进程等。例如您可以使用部署向导扩展部署启动滚动更新重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。
在 master01 节点上操作
上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问修改Service为NodePort类型暴露到外部
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:labels:k8s-app: kubernetes-dashboardname: kubernetes-dashboardnamespace: kubernetes-dashboard
spec:ports:- port: 443targetPort: 8443nodePort: 30001 #添加type: NodePort #添加selector:k8s-app: kubernetes-dashboardkubectl apply -f recommended.yaml#创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrolecluster-admin --serviceaccountkube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk /dashboard-admin/{print $1})#使用输出的token登录Dashboard
https://NodeIP:30001
