二进制搭建k8s——部署etcd集群和单master

news2024/10/5 13:54:29

二进制搭建k8s——部署etcd集群和单master

  • 二进制搭建k8s——部署etcd集群和单master
    • 环境
    • 1、操作系统初始化配置(全部节点)
    • 2、部署 docker 引擎(所有节点)
    • 3、部署 etcd 集群
      • 准备签发证书环境
        • 在 master01 节点上操作
        • 在 node01 和 node02 节点上操作
    • 4、部署 Master 组件

二进制搭建k8s——部署etcd集群和单master

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环境

master 01:192.168.44.20 (kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd)
node 01:192.168.44.30 (kubelet、kube-proxy、docker)
node 02:192.168.44.40

1、操作系统初始化配置(全部节点)

 #关闭防火墙,清除防火墙规则
 systemctl stop firewalld
 systemctl disable firewalld
 iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
 #-X可以清除一些自定义的链表规则#关闭selinux
 setenforce 0
 sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
 ​
 #关闭swap
 swapoff -a                             #临时关闭交换分区
 sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    #永久关闭交换分区 

#根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02
su

#在master添加hosts
vim /etc/hosts

192.168.44.20 master01
192.168.44.30 node01
192.168.44.40 node02

#调整内核参数
vim /etc/sysctl.d/k8s.conf
#开启网桥模式,可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
#关闭ipv6协议
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1

#时间同步
ntpdate ntp.aliyun.com

#设置每10分钟设置一次时间同步
crontab -e
*/10 * * * * /usr/sbin/ntpdate ntp.aliyun.com

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2、部署 docker 引擎(所有节点)

 #安装依赖包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
 #设置阿里云镜像源
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
 #安装 Docker-CE并设置为开机自动启动
yum install -y docker-ce      #docker-ce-cli、containerd.io 会作为依赖包被安装
 ​
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service 

3、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:单实例支持链秒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

CESSL 是 CloudFlare 公司开源的一款 PKI/TLS 工具。CESSL 包念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。
CESSL 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。
CESSL 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-certinfo
 #-O:指定下载目录
 #Linux命令行两种下载方式:
 #wget 源URL地址 [-O 下载到指定路径]
 #curl 源URL地址 [-o 下载到指定路径]chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
 
 --------------------- 虚线内注释 ------------------------------------------------
 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-----------------------
#k8s目录用于存放生成证书的脚本文件
cd /opt/
mkdir k8s
cd k8s/
chmod +x cfssl*
mv cfssl* /usr/local/bin/
chmod +x etcd*
#创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录
mkdir etct-cert
cd etct-cert/
mv /opt/k8s/etcd-cert.sh ./   #将etcd-cert.sh移动到该目录
./etcd-cert.sh        #运行脚本生成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
#查看etcd-cert目录,以.json和.csr结尾的文件都是请求生成证书的文件,以pem结尾的文件都是最终生成的证书文件。

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#上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中,启动etcd服务
#下载地址https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-1inux-amd64.tar.gz

cd /opt/k8s/
tar xf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

#查看安装包解压后的目录,该目录包含了etcd的启动文件etcd和etcd的管理文件etcdctl
cd etcd-v3.4.9-linux-amd64/
ls
 --------------------------------------------------------------------------------
 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/opt/etcd目录,并创建三个子目录cfg、bin、ssl。cfg用于存放配置文件,bin用于存放执行文件,ssl用于存放证书文件
cd /opt/
mkdir etcd/{cfg,bin,ssl} -p

#将etcd和etcdctl两个文件移动到/opt/etcd/bin目录
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/

#将证书文件复制到etcd01节点的/opt/etcd/ssl/目录
cd ..
cd etcd-cert/
cp *.pem /opt/etcd/ssl/

cd /opt/k8s/
#运行脚本,会卡在前台
./etcd.sh etcd01 192.168.44.20 etcd02=https://192.168.44.30:2380,etcd03=https://192.168.44.40:2380
#另开一台终端,查看进程信息
 ps -ef | grep etcd


#将etcd目录中的所有文件发送给node01和node02节点
scp -r etcd/ node01:/opt
scp -r etcd/ node02:/opt

#传输etcd的系统服务管理文件
cd /lib/systemd/system
scp etcd.service node01:`pwd`
scp etcd.service node02:`pwd`

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在 node01 和 node02 节点上操作

#-------------1、在 node01 节点上操作------------------
#[Member]
ETCD_NAME="etcd02"         #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.44.30:2380"     #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.44.30:2379"        #修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.44.30:2380"        #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.44.30:2379"              #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.44.20:2380,etcd02=https://192.168.44.30:2380,etcd03=https://192.168.44.40:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"


systemctl start etcd.service
systemctl enable etcd.service

#-------------2、在 node02 节点上操作------------------
#[Member]
ETCD_NAME="etcd03"         #修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.44.40:2380"         #修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.44.40:2379"       #修改

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.44.40:2380"    #修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.44.40:2379"          #修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.44.20:2380,etcd02=https://192.168.44.30:2380,etcd03=https://192.168.44.40:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"


systemctl start etcd.service
systemctl enable etcd.service

1、在 node01 节点上操作
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2、在 node02 节点上操作
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 #-------------3、检查etcd群集状态-------------------------------
 #三个etcd节点都可用查看
 #切换到/opt/etcd/ssl目录,证书可使用相对路径。如果不在该目录下,证书要使用绝对路径。
 #查看etcd集群每个节点的健康状态,true表示健康
 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://192.168.44.20:2379,https://192.168.44.30:2379,https://192.168.44.40:2379" endpoint health --write-out=table
 ​
 #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://192.168.44.20:2379,https://192.168.44.20:2379,https://192.168.44.40:2379" --write-out=table member list
 ​
 #查看etcd集群中哪个节点是leader,true表示leader
 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://192.168.44.20:2379,https://192.168.44.30:2379,https://192.168.44.40:2379" endpoint status --write-out=table
 
 #------------------注释---------------------------------------
--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
#-------------------------------------------------------------#因为是通过客户端的方式进行访问,所以用2379端口,检查每个节点的状态


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4、部署 Master 组件

master01

#上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中
#创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录
mkdir -p /opt/k8s/k8s-cert
mv k8s-cert.sh k8s-cert    #将k8s-cert.sh脚本移动到k8s-cert
cd k8s-cert/               #切换到该目录
chmod +x k8s-cert.sh 
./k8s-cert.sh              #运行脚本,生成CA证书、相关组件的证书和私钥
 #查看生成的证书文件
 ls *.pem
admin-key.pem  apiserver-key.pem  ca-key.pem  kube-proxy-key.pem
admin.pem      apiserver.pem      ca.pem      kube-proxy.pem

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#创建kubernetes工作目录
mkdir kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} -p
cd /opt/k8s/
cd k8s-cert/

#查看生成的证书文件
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 *.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 xf 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 kubernetes/server/bin/
cp kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubectl /opt/kubernetes/bin/
cd !$
ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/   #创建软链接,方便系统识别命令

#解压 master.zip 压缩包
cd /opt/k8s/
unzip master.zip  -d master/
cd master/
chmod +x *      #为所有脚本文件加上执行权限

#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/
#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
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
cd /opt/kubernetes/cfg/
vim token.csv
76f90f4b3dff0d2532b58f6f570f178f,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"

#二进制文件、token、证书都准备好后,开启apiserver服务,和etcd进行对接。
cd /opt/k8s/master/
#脚本后面跟master01的IP,以及etcd集群的地址和端口
vim apiserver.sh
./apiserver.sh 192.168.44.20 https://192.168.44.20:2379,https://192.168.44.30:2379,https://192.168.44.40:2379
#检查进程是否启动成功
ps aux | grep kube-apiserver
netstat -lntp | 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 controller-manager 服务
./controller-manager.sh 
#启动 scheduler 服务
./scheduler.sh 
ps aux | grep scheduler

#生成kubectl连接集群的kubeconfig文件,即令kubectl对接apiserver
./admin.sh 
#通过kubectl工具查看当前集群组件状态
kubectl get cs
#查看版本信息
kubectl version

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