[云原生案例2.1 ] Kubernetes的部署安装【单master集群架构 ---- （二进制安装部署）】

文章目录

1. 常见的K8S安装部署方式
- 1.1 Minikube
- 1.2 Kubeadm
- 1.3 二进制安装部署
2. Kubernetes单master集群架构 ---- （二进制安装部署）
- 2.1 前置准备
- 2.2 操作系统初始化
- 2.3 部署 docker引擎 ---- （所有 node 节点）
- 2.4 部署 etcd 集群
- - 2.4.1 etcd的特点
  - 2.4.2 准备签发证书环境
  - 2.4.3 在 master01 节点上操作
  - 2.4.4 在 node01 节点上操作
  - 2.4.5 在 node02 节点上操作
- 2.5 部署 Master 组件
- - 2.5.1 在 master01 节点上操作
- 2.6 部署 Worker Node 组件
- - 2.6.1 在所有 node 节点上操作
  - - 2.6.1.1 node01 节点部署
    - 2.6.1.2 node02 节点部署
- 2.7 部署 CNI 网络组件
- - 2.7.1 Flannel CNI 网络插件部署 ---- node01节点
  - 2.7.2 node02节点部署

1. 常见的K8S安装部署方式

1.1 Minikube

Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单节点微型K8S，仅用于学习、预览K8S的一些特性使用。

部署地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube

1.2 Kubeadm

Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群，相对简单。

https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

1.3 二进制安装部署

生产首选，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件和自签TLS证书，组成K8S集群，新手推荐。

https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

2. Kubernetes单master集群架构 ---- （二进制安装部署）

在这里插入图片描述

2.1 前置准备

master01 192.168.67.102

node01   192.168.67.103
node02   192.168.67.104

2.2 操作系统初始化

#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

#添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.67.102 master01
192.168.67.103 node01
192.168.67.104 node02
EOF

#调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1 
EOF

sysctl --system
#全局加载

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

在这里插入图片描述

2.3 部署 docker引擎 ---- （所有 node 节点）

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

在这里插入图片描述

#创建配置文件
mkdir /etc/docker

vim /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://r5uulkvq.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
  "max-size": "500m", "max-file": "3"
  }
}

使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理，因为相对Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。
#日志使用json-file格式类型存储，大小为100M，保存在/var/log/containers目录下，方便ELK等日志系统收集和管理日志。

systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

2.4 部署 etcd 集群

使用cfssl工具签发证书和私钥
解压etcd软件包，获取二进制文件 etcd etcdctl
准备etcd集群配置文件
启动etcd服务进程，加入到etcd集群

2.4.1 etcd的特点

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。

2.4.2 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。

2.4.3 在 master01 节点上操作

### 生成Etcd证书 ###
mkdir /opt/k8s
#创建工作目录

cd /opt/k8s
#创建配置文件脚本
vim etcd.sh


#!/bin/bash
#example: ./etcd.sh etcd01 192.168.67.102 etcd02=https://192.168.67.103:2380,etcd03=https://192.168.67.104:2380

#创建etcd配置文件/opt/etcd/cfg/etcd
ETCD_NAME=$1
ETCD_IP=$2
ETCD_CLUSTER=$3

WORK_DIR=/opt/etcd

cat > $WORK_DIR/cfg/etcd  <<EOF
#[Member]
ETCD_NAME="${ETCD_NAME}"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://${ETCD_IP}:2380,${ETCD_CLUSTER}"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

#Member:成员配置
#ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一。成员名字，集群中必须具备唯一性，如etcd01
#ETCD_DATA_DIR：数据目录。指定节点的数据存储目录，这些数据包括节点ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定-wal-dir，还会存储WAL文件；如果不指定会用缺省目录
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址。用于监听其他member发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址。用于监听etcd客户发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口

#Clustering：集群配置
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址。其他member使用，其他member通过该地址与本member交互信息。一定要保证从其他member能可访问该地址。静态配置方式下，该参数的value一定要同时在--initial-cluster参数中存在
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址。etcd客户端使用，客户端通过该地址与本member交互信息。一定要保证从客户侧能可访问该地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址。本member使用。描述集群中所有节点的信息，本member根据此信息去联系其他member
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token。用于区分不同集群。本地如有多个集群要设为不同
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群。


#创建etcd.service服务管理文件
cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service <<EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=${WORK_DIR}/cfg/etcd
ExecStart=${WORK_DIR}/bin/etcd \
--cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem \
--key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem \
--peer-cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem \
--peer-key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem \
--peer-trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem \
--logger=zap \
--enable-v2
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

#--enable-v2：开启 etcd v2 API 接口。当前 flannel 版本不支持 etcd v3 通信
#--logger=zap：使用 zap 日志框架。zap.Logger 是go语言中相对日志库中性能最高的
#--peer开头的配置项用于指定集群内部TLS相关证书（peer 证书），这里全部都使用同一套证书认证
#不带--peer开头的的参数是指定 etcd 服务器TLS相关证书（server 证书），这里全部都使用同一套证书认证


systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl restart etcd

#创建CA证书脚本
vim etcd-cert.sh

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

#ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；
#后续在签名证书时会使用某个 profile；此实例只有一个 www 模板。
#expiry：指定了证书的有效期，87600h 为10年，如果用默认值一年的话，证书到期后集群会立即宕掉
#signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
#key encipherment：表示使用非对称密钥加密，如 RSA 加密；
#server auth：表示client可以用该 CA 对 server 提供的证书进行验证；
#client auth：表示server可以用该 CA 对 client 提供的证书进行验证；
#注意标点符号，最后一个字段一般是没有逗号的。


#-----------------------
#生成CA证书和私钥（根证书和私钥）
#特别说明： cfssl和openssl有一些区别，openssl需要先生成私钥，然后用私钥生成请求文件，最后生成签名的证书和私钥等，但是cfssl可以直接得到请求文件。
cat > ca-csr.json <<EOF
{
    "CN": "etcd",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

#CN：Common Name，浏览器使用该字段验证网站或机构是否合法，一般写的是域名
#key：指定了加密算法，一般使用rsa（size：2048）
#C：Country，国家
#ST：State，州，省
#L：Locality，地区,城市
#O: Organization Name，组织名称，公司名称
#OU: Organization Unit Name，组织单位名称，公司部门

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca

#生成的文件：
#ca-key.pem：根证书私钥
#ca.pem：根证书
#ca.csr：根证书签发请求文件

#cfssl gencert -initca <CSRJSON>：使用 CSRJSON 文件生成新的证书和私钥。如果不添加管道符号，会直接把所有证书内容输出到屏幕。
#注意：CSRJSON 文件用的是相对路径，所以 cfssl 的时候需要 csr 文件的路径下执行，也可以指定为绝对路径。
#cfssljson 将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书，-bare 用于命名生成的证书文件。


#-----------------------
#生成 etcd 服务器证书和私钥
cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.67.102",
    "192.168.67.103",
    "192.168.67.104"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

#hosts：将所有 etcd 集群节点添加到 host 列表，需要指定所有 etcd 集群的节点 ip 或主机名不能使用网段，新增 etcd 服务器需要重新签发证书。

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server

#生成的文件：
#server.csr：服务器的证书请求文件
#server-key.pem：服务器的私钥
#server.pem：服务器的数字签名证书

#-config：引用证书生成策略文件 ca-config.json
#-profile：指定证书生成策略文件中的的使用场景，比如 ca-config.json 中的 www

chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh
#添加执行权限

在这里插入图片描述

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

cd /usr/local/bin

#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-certinfo

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
#添加执行权限

在这里插入图片描述

#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

在这里插入图片描述

ca.pem :CA证书
ca.key.pem:CA的私钥文件

server.pem:服务端证书
server-key.pem：服务端私钥文件

#上传 etcd-v3.4.26-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务
cd /opt/k8s/
tar xf etcd-v3.4.26-linux-amd64.tar.gz
#解压缩软件包

在这里插入图片描述

#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}

在这里插入图片描述

cd /opt/k8s/etcd-v3.4.26-linux-amd64/
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/
cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

在这里插入图片描述

cd /opt/k8s/

./etcd.sh etcd01 192.168.67.102 etcd02=https://192.168.67.103:2380,etcd03=https://192.168.67.104:2380
#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

在这里插入图片描述

#可另外打开一个窗口查看etcd进程是否正常
ps -ef | grep etcd

在这里插入图片描述

#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/ root@192.168.67.103:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.67.104:/opt/

在这里插入图片描述

scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.67.103:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.67.104:/usr/lib/systemd/system/

在这里插入图片描述

2.4.4 在 node01 节点上操作

vim /opt/etcd/cfg/etcd

#[Member]
ETCD_NAME="etcd02"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.67.103:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.67.103:2379"		#修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.67.103:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.67.103:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.67.102:2380,etcd02=https://192.168.67.103:2380,etcd03=https://192.168.67.104:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

在这里插入图片描述

#启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

在这里插入图片描述

2.4.5 在 node02 节点上操作

vim /opt/etcd/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="etcd03"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.67.104:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.67.104:2379"		#修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.67.104:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.67.104:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.67.102:2380,etcd02=https://192.168.67.103:2380,etcd03=https://192.168.67.104:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

在这里插入图片描述

#启动etcd服务
systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

在这里插入图片描述

#检查etcd群集状态
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.67.102:2379,https://192.168.67.103:2379,https://192.168.67.104:2379" endpoint health --write-out=table


------------------------------------------------------------------------------------------
--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
------------------------------------------------------------------------------------------

在这里插入图片描述

#查看etcd集群成员列表
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.67.102:2379,https://192.168.67.103:2379,https://192.168.67.104:2379" --write-out=table member list

在这里插入图片描述

#相关管理命令格式

#查看etcd集群健康状态
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379,https://etcd02IP:2379,https://etcd03IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥  endpoint health -wtable

#查看etcd集群状态信息
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379,https://etcd02IP:2379,https://etcd03IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥  endpoint status -wtable

#查看etcd集群成员列表
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥  member list -wtable  

#备份etcd数据库
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥 snapshot save 备份文件路径

#恢复etcd数据库
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥 snapshot restore 文件路径

#查看备份文件的状态信息
ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --endpoints="https://etcd01IP:2379" --cacert=CA证书 --cert=服务端证书 --key=服务端私钥 snapshot status 文件路径

2.5 部署 Master 组件

使用cfssl工具签发证书和私钥
解压K8S服务端软件包，获取二进制文件 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubect
准备 kube-apiserver 启动时要调用的 bootstrap-token 认证文件
准备 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler 的服务进程启动参数配置文件
准备 kube-controller-manager kube-scheduler kubectl 的 kubeconfig 集群引导配置文件（加入K8S集群的引导文件）
依次启动 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler 的服务进程
执行 kubectl get cs 命令查看master组件的健康状态

2.5.1 在 master01 节点上操作

#上传 master.zip 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包
cd /opt/k8s/
unzip master.zip
chmod +x *.sh

在这里插入图片描述

#创建kubernetes工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}

在这里插入图片描述

#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/

vim k8s-cert.sh	

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"                 
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",             #证书的有效时间
         "usages": [                     #使用场景
            "signing",                   #签发证书
            "key encipherment",          #密钥
            "server auth",               #服务端事务
            "client auth"                #客户端事务
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

#生成CA证书和私钥（根证书和私钥）
cat > ca-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -


#-----------------------
#生成 apiserver 的证书和私钥（apiserver和其它k8s组件通信使用）
#hosts中将所有可能作为 apiserver 的 ip 添加进去，后面 keepalived 使用的 VIP 也要加入
cat > apiserver-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.67.102",         #master01
      "192.168.67.105",         #master02
      "192.168.67.200",         #vip，后面 keepalived 使用
      "192.168.67.100",         #load balancer01（master）
      "192.168.67.101",         #load balancer02（backup）
      "kubernetes",
      "kubernetes.default",
      "kubernetes.default.svc",
      "kubernetes.default.svc.cluster",
      "kubernetes.default.svc.cluster.local"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes apiserver-csr.json | cfssljson -bare apiserver


#-----------------------
#生成 kubectl 连接集群的证书和私钥（kubectl 和 apiserver 通信使用）
cat > admin-csr.json <<EOF
{
  "CN": "admin",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin


#-----------------------
#生成 kube-proxy 的证书和私钥（kube-proxy 和 apiserver 通信使用）
cat > kube-proxy-csr.json <<EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

#记得删注释

chmod +x k8s-cert.sh
./k8s-cert.sh				#生成CA证书、相关组件的证书和私钥

在这里插入图片描述

#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/

在这里插入图片描述

#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

在这里插入图片描述

#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/

在这里插入图片描述

#制作软连接
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"
EOF

在这里插入图片描述

chmod +x token.sh
./token.sh

cat /opt/kubernetes/cfg/token.csv

在这里插入图片描述

#二进制文件、token、证书都准备好后，开启 apiserver 服务
cd /opt/k8s/
vim  apiserver.sh

#!/bin/bash
#example: apiserver.sh 192.168.67.102 https://192.168.67.102:2379,https://192.168.67.103:2379,https://192.168.67.104:2379
#创建 kube-apiserver 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver <<EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false  \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=${ETCD_SERVERS} \\
--bind-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--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=30000-50000 \\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem  \\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--service-account-issuer=api \\
--service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--requestheader-client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--proxy-client-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\
--proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--requestheader-allowed-names=kubernetes \\
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \\
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
--requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
--enable-aggregator-routing=true \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF

#--logtostderr=true：启用日志。输出日志到标准错误控制台，不输出到文件
#--v=4：日志等级。指定输出日志的级别，v=4为调试级别详细输出
#--etcd-servers：etcd集群地址。指定etcd服务器列表（格式：//ip:port），逗号分隔
#--bind-address：监听地址。指定 HTTPS 安全接口的监听地址，默认值0.0.0.0
#--secure-port：https安全端口。指定 HTTPS 安全接口的监听端口，默认值6443
#--advertise-address：集群通告地址。通过该 ip 地址向集群其他节点公布 api server 的信息，必须能够被其他节点访问
#--allow-privileged=true：启用授权。允许拥有系统特权的容器运行，默认值false
#--service-cluster-ip-range：Service虚拟IP地址段。指定 Service Cluster IP 地址段
#--enable-admission-plugins：准入控制模块。kuberneres集群的准入控制机制，各控制模块以插件的形式依次生效，集群时必须包含ServiceAccount，运行在认证（Authentication）、授权（Authorization）之后，Admission Control是权限认证链上的最后一环， 对请求API资源对象进行修改和校验
#--authorization-mode：认证授权，启用RBAC授权和节点自管理。在安全端口使用RBAC,Node授权模式，未通过授权的请求拒绝，默认值AlwaysAllow。RBAC是用户通过角色与权限进行关联的模式；Node模式（节点授权）是一种特殊用途的授权模式，专门授权由kubelet发出的API请求，在进行认证时，先通过用户名、用户分组验证是否是集群中的Node节点，只有是Node节点的请求才能使用Node模式授权
#--enable-bootstrap-token-auth：启用TLS bootstrap机制。在apiserver上启用Bootstrap Token 认证
#--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv：指定bootstrap token认证文件路径
#--service-node-port-range：指定 Service  NodePort 的端口范围，默认值30000-32767
#–-kubelet-client-xxx：apiserver访问kubelet客户端证书
#--tls-xxx-file：apiserver https证书
#1.20版本必须加的参数：–-service-account-issuer，–-service-account-signing-key-file
#--etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书
#–-audit-log-xxx：审计日志
#启动聚合层相关配置：–requestheader-client-ca-file，–proxy-client-cert-file，–proxy-client-key-file，–requestheader-allowed-names，–requestheader-extra-headers-prefix，–requestheader-group-headers，–requestheader-username-headers，–enable-aggregator-routing


#创建 kube-apiserver.service 服务管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-apiserver
systemctl restart kube-apiserver

./apiserver.sh 192.168.67.102 https://192.168.67.102:2379,https://192.168.67.103:2379,https://192.168.67.104:2379
#指定当前服务器的地址和etcd集群的地址

在这里插入图片描述

#检查进程是否启动成功
ps aux | grep kube-apiserver

ss -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

在这里插入图片描述

#启动 scheduler 服务
cd /opt/k8s/

vim scheduler.sh
#!/bin/bash
##创建 kube-scheduler 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler <<EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig \\
--bind-address=127.0.0.1"
EOF

#-–kubeconfig：连接 apiserver 用的配置文件，用于识别 k8s 集群
#--leader-elect=true：当该组件启动多个时，自动启动 leader 选举
#k8s 中 Controller-Manager 和 Scheduler 的选主逻辑：k8s 中的 etcd 是整个集群所有状态信息的存储，涉及数据的读写和多个 etcd 之间数据的同步，对数据的一致性要求严格，所以使用较复杂的 raft 算法来选择用于提交数据的主节点。而 apiserver 作为集群入口，本身是无状态的 web 服务器，多个 apiserver 服务之间直接负载请求并不需要做选主。Controller-Manager 和 Scheduler 作为任务类型的组件，比如 controller-manager 内置的 k8s 各种资源对象的控制器实时的 watch apiserver 获取对象最新的变化事件做期望状态和实际状态调整，scheduler watch 未绑定节点的 pod 做节点选择， 显然多个这些任务同时工作是完全没有必要的，所以 controller-manager 和 scheduler 也是需要选主的，但是选主逻辑和 etcd 不一样的，这里只需要保证从多个 controller-manager 和 scheduler 之间选出一个 leader 进入工作状态即可，而无需考虑它们之间的数据一致和同步。


##生成kube-scheduler证书
#切换到k8s证书目录操作
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#创建证书请求文件
cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-scheduler",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

#生成证书和私钥
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

#生成kubeconfig配置文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.67.102:6443"

#配置kubernetes集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#配置客户端认证参数
kubectl config set-credentials kube-scheduler \
  --client-certificate=./kube-scheduler.pem \
  --client-key=./kube-scheduler-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-scheduler \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}


##创建 kube-scheduler.service 服务管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-scheduler
systemctl restart kube-scheduler

./scheduler.sh

在这里插入图片描述

ps aux | grep kube-scheduler

在这里插入图片描述

#启动 controller-manager 服务
vim controller-manager.sh

#!/bin/bash
##创建 kube-controller-manager 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager <<EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig \\
--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 \\
--cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF

#––leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
#-–kubeconfig：连接 apiserver 用的配置文件，用于识别 k8s 集群
#--cluster-cidr=10.244.0.0/16：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。通常，Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为192.168.0.0/16
#--cluster-signing-cert-file/–-cluster-signing-key-file：自动为kubelet颁发证书的CA，与apiserver保持一致。指定签名的CA机构根证书，用来签名为 TLS BootStrapping 创建的证书和私钥
#--root-ca-file：指定根CA证书文件路径，用来对 kube-apiserver 证书进行校验，指定该参数后，才会在 Pod 容器的 ServiceAccount 中放置该 CA 证书文件
#--experimental-cluster-signing-duration：设置为 TLS BootStrapping 签署的证书有效时间为10年，默认为1年


##生成kube-controller-manager证书
#切换到k8s证书目录操作
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#创建证书请求文件
cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-controller-manager",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

#生成证书和私钥
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager

#生成kubeconfig配置文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.67.102:6443"

#配置kubernetes集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#配置客户端认证参数
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
  --client-certificate=./kube-controller-manager.pem \
  --client-key=./kube-controller-manager-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-controller-manager \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置默认上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}


##创建 kube-controller-manager.service 服务管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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

./controller-manager.sh

在这里插入图片描述

ps aux | grep kube-controller-manager

在这里插入图片描述

#生成kubectl连接集群的kubeconfig文件
vim admin.sh

#!/bin/bash
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.67.102:6443"

#切换到k8s证书目录操作
cd /opt/k8s/k8s-cert/

#配置kubernetes集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#配置客户端认证参数
kubectl config set-credentials admin \
  --client-certificate=./admin.pem \
  --client-key=./admin-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置设置一个环境项，配置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=admin \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#设置默认环境上下文
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
#生成的 kubeconfig 被保存到 /root/.kube/config 文件

#########################################################
#集群参数
#本段设置了所需要访问的集群的信息。使用set-cluster设置了需要访问的集群，如上为kubernetes，这只是个名称，实际为--server指向的apiserver；--certificate-authority设置了该集群的公钥；--embed-certs为true表示将--certificate-authority证书写入到kubeconfig中；--server则表示该集群的kube-apiserver地址

#用户参数
#本段主要设置用户的相关信息，主要是用户证书。如上的用户名为admin，证书为：/opt/kubernetes/ssl/admin.pem，私钥为：/opt/kubernetes/ssl/admin-key.pem。注意客户端的证书首先要经过集群CA的签署，否则不会被集群认可。此处使用的是ca认证方式，也可以使用token认证，如kubelet的 TLS Boostrap 机制下的 bootstrapping 使用的就是token认证方式。上述kubectl使用的是ca认证，不需要token字段

#上下文参数
#集群参数和用户参数可以同时设置多对，在上下文参数中将集群参数和用户参数关联起来。上面的上下文名称为default，集群为kubenetes，用户为admin，表示使用admin的用户凭证来访问kubenetes集群的default命名空间，也可以增加--namspace来指定访问的命名空间。

#最后使用 kubectl config use-context default 来使用名为 default 的环境项来作为配置。 如果配置了多个环境项，可以通过切换不同的环境项名字来访问到不同的集群环境。
#########################################################

./admin.sh

在这里插入图片描述

#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 --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous


#通过kubectl工具查看当前集群组件状态
kubectl get cs

在这里插入图片描述

#查看版本信息
kubectl version

在这里插入图片描述

2.6 部署 Worker Node 组件

获取二进制文件 kubelet ube-proxy
准备 kubelet kube-proxy 的kubeconfig 集群引导配置文件 kube-proxy.kubeconfig ``bootstrap.kubeconfig（kubelet首次访问apiserver加入K8S集群使用引导文件）
准备 kubelet kube-proxy 的服务进程启动参数配置文件
启动 kubelet 服务进程，向 apiserver 发起 CSR 请求颁发证书，master 通过 CSR 请求后 kubelet 方可获取到证书
加载 ipvs 模块，启动 kube-proxy 服务进程
执行 kubectl get nodes 命令查看node的状态

2.6.1 在所有 node 节点上操作

2.6.1.1 node01 节点部署

#创建kubernetes工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}

mkdir /opt/k8s

在这里插入图片描述

#上传 node.zip 到 /opt 目录中，解压 node.zip 压缩包，获得kubelet.sh、proxy.sh
cd /opt/k8s
unzip node.zip
chmod +x kubelet.sh proxy.sh

在这里插入图片描述

mkdir k8s
mv node.zip kubelet.sh proxy.sh k8s/

#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 root@192.168.67.103:/opt/kubernetes/bin/
scp kubelet kube-proxy root@192.168.67.104:/opt/kubernetes/bin/

在这里插入图片描述

#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

vim kubeconfig.sh

#!/bin/bash
#example: kubeconfig 192.168.67.102 /opt/k8s/k8s-cert/
#创建bootstrap.kubeconfig文件
#该文件中内置了 token.csv 中用户的 Token，以及 apiserver CA 证书；kubelet 首次启动会加载此文件，使用 apiserver CA 证书建立与 apiserver 的 TLS 通讯，使用其中的用户 Token 作为身份标识向 apiserver 发起 CSR 请求

BOOTSTRAP_TOKEN=$(awk -F ',' '{print $1}' /opt/kubernetes/cfg/token.csv)
APISERVER=$1
SSL_DIR=$2

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
#--embed-certs=true：表示将ca.pem证书写入到生成的bootstrap.kubeconfig文件中

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

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

# 使用上下文参数生成 bootstrap.kubeconfig 文件
kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig

#----------------------

#创建kube-proxy.kubeconfig文件
# 设置集群参数
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

# 设置客户端认证参数，kube-proxy 使用 TLS 证书认证
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

# 设置上下文参数
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

# 使用上下文参数生成 kube-proxy.kubeconfig 文件
kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

cd /opt/k8s/kubeconfig
chmod +x kubeconfig.sh

在这里插入图片描述

./kubeconfig.sh 192.168.67.102 /opt/k8s/k8s-cert/
#指定本地地址和证书所在目录

在这里插入图片描述

#把配置文件 bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig 拷贝到 node 节点
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.67.103:/opt/kubernetes/cfg/

scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.67.104:/opt/kubernetes/cfg/

在这里插入图片描述

#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 --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-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。
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#在 node01 节点上操作
#启动 kubelet 服务
cd /opt/k8s

vim kubelet.sh

#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1
DNS_SERVER_IP=${2:-"10.0.0.2"}

#创建 kubelet 启动参数配置文件
cat >/opt/kubernetes/cfg/kubelet <<EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--network-plugin=cni \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.2"
EOF

#--hostname-override：指定kubelet节点在集群中显示的主机名或IP地址，默认使用主机hostname；kube-proxy和kubelet的此项参数设置必须完全一致
#--network-plugin：启用CNI
#--kubeconfig：指定kubelet.kubeconfig文件位置，当前为空路径，会自动生成，用于如何连接到apiserver，里面含有kubelet证书，master授权完成后会在node节点上生成 kubelet.kubeconfig 文件
#--bootstrap-kubeconfig：指定连接 apiserver 的 bootstrap.kubeconfig 文件
#--config：指定kubelet配置文件的路径，启动kubelet时将从此文件加载其配置
#--cert-dir：指定master颁发的kubelet证书生成目录
#--pod-infra-container-image：指定Pod基础容器（Pause容器）的镜像。Pod启动的时候都会启动一个这样的容器，每个pod里容器之间的相互通信需要Pause的支持，启动Pause需要Pause基础镜像


#----------------------
#创建kubelet配置文件（该文件实际上就是一个yml文件，语法非常严格，不能出现tab键，冒号后面必须要有空格，每行结尾也不能有空格）
cat >/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config <<EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: ${NODE_ADDRESS}
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: systemd
clusterDNS:
- ${DNS_SERVER_IP}
clusterDomain: cluster.local
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: true
EOF

#PS：当命令行参数与此配置文件（kubelet.config）有相同的值时，就会覆盖配置文件中的该值。


#----------------------
#创建 kubelet.service 服务管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kubelet.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kubelet
systemctl restart kubelet

chmod +x *.sh
./kubelet.sh 192.168.67.103 node01

在这里插入图片描述

ps aux | grep kubelet

在这里插入图片描述

#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

在这里插入图片描述

kubectl certificate approve node-csr-VXBLUwWvGyHmU38mqZ3xusiKmDxzDVJc1okyRinafvw

kubectl get csr

kubectl get node

在这里插入图片描述

#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 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

在这里插入图片描述

#启动proxy服务
cd /opt/k8s

vim proxy.sh

#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1

#创建 kube-proxy 启动参数配置文件
cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy <<EOF
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\
--proxy-mode=ipvs \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
EOF

#--hostnameOverride: 参数值必须与 kubelet 的值一致，否则 kube-proxy 启动后会找不到该 Node，从而不会创建任何 ipvs 规则
#--cluster-cidr：指定 Pod 网络使用的聚合网段，Pod 使用的网段和 apiserver 中指定的 service 的 cluster ip 网段不是同一个网段。 kube-proxy 根据 --cluster-cidr 判断集群内部和外部流量，指定 --cluster-cidr 选项后 kube-proxy 才会对访问 Service IP 的请求做 SNAT，即来自非 Pod 网络的流量被当成外部流量，访问 Service 时需要做 SNAT。
#--kubeconfig: 指定连接 apiserver 的 kubeconfig 文件
#--proxy-mode：指定流量调度模式为ipvs模式，可添加--ipvs-scheduler选项指定ipvs调度算法（rr|lc|dh|sh|sed|nq）
#rr: round-robin，轮询。
#lc: least connection，最小连接数。
#dh: destination hashing，目的地址哈希。
#sh: source hashing ,原地址哈希。
#sed: shortest expected delay，最短期望延时。
#nq: never queue ，永不排队。

#----------------------
#创建 kube-proxy.service 服务管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-proxy
systemctl restart kube-proxy

./proxy.sh 192.168.67.103
ps aux | grep kube-proxy

在这里插入图片描述

2.6.1.2 node02 节点部署

#在 node01 节点上操作
cd /opt/k8s
scp kubelet.sh proxy.sh root@192.168.67.104:/opt/

在这里插入图片描述

#在 node02 节点上操作
#启动kubelet服务
cd /opt
chmod +x kubelet.sh
./kubelet.sh 192.168.67.104 node02

在这里插入图片描述

#在 master01 节点上操作
kubectl get csr

在这里插入图片描述

#通过 CSR 请求
kubectl certificate approve  node-csr-WSrwQuqYysVMvZdjTyZRkN0-D8LPXV38Zuynor0R16k 

kubectl get csr

在这里插入图片描述

#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 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

在这里插入图片描述

#使用proxy.sh脚本启动proxy服务
./proxy.sh 192.168.67.104
ps aux | grep kube-proxy

在这里插入图片描述

2.7 部署 CNI 网络组件

2.7.1 Flannel CNI 网络插件部署 ---- node01节点

上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中

在这里插入图片描述

cd /opt/

##根据本地文件加载镜像
docker load -i flannel.tar

在这里插入图片描述

#解压CNI 插件包
mkdir /opt/cni/bin -p
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.3.0.tgz -C /opt/cni/bin

在这里插入图片描述

在master01节点部署 CNI 网络

#上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CNI 网络
cd /opt/k8s

vim kube-flannel.yml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
  name: kube-flannel
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
- apiGroups:
  - networking.k8s.io
  resources:
  - clustercidrs
  verbs:
  - list
  - watch
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: v1
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: flannel
    k8s-app: flannel
    tier: node
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: flannel
    k8s-app: flannel
    tier: node
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
      k8s-app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        app: flannel
        k8s-app: flannel
        tier: node
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      containers:
      - args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: EVENT_QUEUE_DEPTH
          value: "5000"
        image: docker.io/flannel/flannel:v0.21.5
        name: kube-flannel
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        securityContext:
          capabilities:
            add:
            - NET_ADMIN
            - NET_RAW
          privileged: false
        volumeMounts:
        - mountPath: /run/flannel
          name: run
        - mountPath: /etc/kube-flannel/
          name: flannel-cfg
        - mountPath: /run/xtables.lock
          name: xtables-lock
      hostNetwork: true
      initContainers:
      - args:
        - -f
        - /flannel
        - /opt/cni/bin/flannel
        command:
        - cp
        image: docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.1.2
        name: install-cni-plugin
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt/cni/bin
          name: cni-plugin
      - args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        command:
        - cp
        image: docker.io/flannel/flannel:v0.21.5
        name: install-cni
        volumeMounts:
        - mountPath: /etc/cni/net.d
          name: cni
        - mountPath: /etc/kube-flannel/
          name: flannel-cfg
      priorityClassName: system-node-critical
      serviceAccountName: flannel
      tolerations:
      - effect: NoSchedule
        operator: Exists
      volumes:
      - hostPath:
          path: /run/flannel
        name: run
      - hostPath:
          path: /opt/cni/bin
        name: cni-plugin
      - hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
        name: cni
      - configMap:
          name: kube-flannel-cfg
        name: flannel-cfg
      - hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate
        name: xtables-lock

#将 kube-flannel.yml 文件中的配置应用到 Kubernetes 集群中
#创建或更新在 YAML 文件中定义的所有资源对象
kubectl apply -f kube-flannel.yml

在这里插入图片描述


#这个 YAML 文件包含了创建 Flannel 网络插件所需的资源对象。以下是文件中包含的资源对象的简要说明：

#- namespace: kube-flannel：创建一个名为 kube-flannel 的命名空间，用于隔离 Flannel 插件的相关资源。
#- serviceaccount: flannel：创建一个名为 flannel 的服务账户，用于授权 Flannel 插件与 Kubernetes API 服务器进行通信。
#- clusterrole: flannel：创建一个名为 flannel 的集群角色，定义了 Flannel 插件所需的权限。
#- clusterrolebinding: flannel：创建一个名为 flannel 的集群角色绑定，将 flannel 服务账户与 flannel 集群角色绑定，以授予 flannel 服务账户所需的权限。
#- configmap: kube-flannel-cfg：创建一个名为 kube-flannel-cfg 的配置映射，其中包含了 Flannel 插件的配置信息。
#- daemonset: kube-flannel-ds：创建一个名为 kube-flannel-ds 的 DaemonSet，用于在集群中的每个节点上部署和管理 Flannel 插件的 Pod。

通过应用这个 YAML 文件,创建了 Flannel 网络插件所需的各种资源对象。
可以使用 `kubectl get` 命令来查看这些资源对象的状态和详细信息。

#获取 kube-flannel 命名空间中的所有 Pod 的信息
kubectl get pods -n kube-flannel
或者
kubectl get pods -A

在这里插入图片描述

#拓展 卸载插件
kubectl delete -f kube-flannel.yml

查看集群的节点状态

kubectl get nodes

在这里插入图片描述

#前往node01
ifconfig

在这里插入图片描述

2.7.2 node02节点部署

步骤和node01的部署大致相同，由于网络插件的部署都是全局的，所以这里依旧使用flannel 插件（防止插件冲突)。

cd /opt
#根据本地文件加载镜像
docker load -i flannel.tar

#解压CNI 插件包
mkdir /opt/cni/bin -p
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v1.3.0.tgz -C /opt/cni/bin

kubectl apply -f kube-flannel.yml

在这里插入图片描述