【云原生】Kubernetes 二进制安装详细步骤

分布式中容器编排面临的问题为提高业务并发和高可用，会使用多台服务器，因此会面向这些问题• 多容器跨主机提供服务• 多容器分布节点部署• 多容器怎么升级• 怎么高效管理这些容器1.2Kubernetes解决的问题1.3 Kubernetes是什么• Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8s。• Kubernetes用于容器化应用程序的部

开着拖拉机回家

6275人浏览 · 2022-10-24 23:59:30

开着拖拉机回家 · 2022-10-24 23:59:30 发布

1.4 Kubernetes集群架构与组件

4.1 生成kube-apiserver证书

4.1.1自签证书颁发机构（CA）

4.1.2使用自签CA签发kube-apiserver HTTPS证书

4.4.2 启用 TLS Bootstrapping 机制

4.5部署kube-controller-manager

5.2.3生成bootstrap.kubeconfig文件

5.2.4批准kubelet证书申请并加入集群

5.3 部署kube-proxy

5.3.1 创建配置参数文件

5.3.2 生成kube-proxy.kubeconfig文件

5.3.3部署网络组件

5.3.4授权apiserver访问kubelet

5.4 新增加Worker Node

5.4.1. 拷贝已部署好的Node相关文件到新节点

一、Kubernetes概述

1.1 分布式中容器编排面临的问题

为提高业务并发和高可用，会使用多台服务器，因此会面向这些问题

• 多容器跨主机提供服务

• 多容器分布节点部署

• 多容器怎么升级

• 怎么高效管理这些容器

1.2Kubernetes解决的问题

1.3 Kubernetes是什么

• Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8s。

• Kubernetes用于容器化应用程序的部署，扩展和管理，目标是让部署容器化应用简单高效。

官方网站：http://www.kubernetes.io

官方文档：Kubernetes 文档 | Kubernetes

1.4 Kubernetes集群架构与组件

二、k8s 常用安装方式

2.1.kubeadm

Kubeadm是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群。部署地址：Kubeadm | Kubernetes

2.2.二进制

推荐，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。下载地址：Releases · kubernetes/kubernetes · GitHub, 节点规划如下：

测试看着给就行，至少能运行起来吧，呵呵呵呵呵嗝！

2.3 安装要求

在开始之前，部署Kubernetes集群机器需要满足以下几个条件：

一台或多台机器，操作系统 CentOS7.x
硬件配置：2GB或更多RAM，2个CPU或更多CPU，硬盘30GB或更多
集群中所有机器之间网络互通
可以访问外网，需要拉取镜像，如果服务器不能上网，需要提前下载镜像并导入节点
禁止swap分区

2.4 准备环境

# 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname <hostname>

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
setenforce 0  # 临时

# 关闭swap
swapoff -a  # 临时
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    # 永久

# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.2.119 k8s-master1
192.168.2.117 k8s-master2
192.168.2.118 k8s-node1
192.168.2.210 k8s-node2
EOF

# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system  # 生效
    
cat > /etc/resolv.conf << EOF
nameserver 114.114.114.114
nameserver 8.8.8.8
nameserver 4.4.4.4
EOF
    
# 时间同步
yum install chrony -y
systemctl start  chronyd
systemctl enable chronyd
systemctl status chronyd

## 常用命令工具
yum install open-vm-tools  bash-completion  lrzsz  tree  vim  wget  net-tools  -y

三、部署Etcd集群

Etcd 是一个分布式键值存储系统，Kubernetes使用Etcd进行数据存储，所以先准备一个Etcd数据库，为解决Etcd单点故障，应采用集群方式部署，这里使用3台组建集群，可容忍1台机器故障，当然，你也可以使用5台组建集群，可容忍2台机器故障。

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

准备配置文件：

mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}

cd ~/TLS/etcd
cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

生成根证书：

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
    
[root@k8s-master01 etcd]# ls
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem
[root@k8s-master01 etcd]#

使用自签CA签发Etcd HTTPS证书

生成根证书之后就可以签发域名证书了，hosts 换成自己的

创建证书申请文件：

cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.2.119",
    "192.168.2.118",
    "192.168.2.210"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

注：上述文件hosts字段中IP为所有etcd节点的集群内部通信IP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。

生成证书：

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

    
[root@k8s-master01 etcd]# ls
ca-config.json  ca-csr.json  ca.pem      server-csr.json  server.pem
ca.csr          ca-key.pem   server.csr  server-key.pem
[root@k8s-master01 etcd]#

会生成server.pem和server-key.pem文件。

从Github下载二进制文件

下载地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

以下在节点1上操作，为简化操作，待会将节点1生成的所有文件拷贝到节点2和节点3.

创建工作目录并解压二进制包

[root@k8s-master01 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  etcd-v3.5.4-linux-amd64.tar.gz
mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} -p
tar -zxvf  etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/

创建etcd配置文件

cat > /opt/etcd/cfg/etcd.conf << EOF
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.2.119:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.2.119:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.2.119:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.2.119:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.2.119:2380,etcd-2=https://192.168.2.118:2380,etcd-3=https://192.168.2.210:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

systemd管理etcd

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=/opt/etcd/cfg/etcd.conf
ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \
--cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--logger=zap
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

拷贝刚才生成的证书

[root@k8s-master01 etcd]# pwd
/opt/TLS/etcd
[root@k8s-master01 etcd]# ls
ca-config.json  ca-csr.json  ca.pem      server-csr.json  server.pem
ca.csr          ca-key.pem   server.csr  server-key.pem
[root@k8s-master01 etcd]# cp ca*pem server*pem /opt/etcd/ssl/
[root@k8s-master01 etcd]#

启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl enable etcd

将上面节点1所有生成的文件拷贝到节点2和节点3

scp -r /opt/etcd/ root@192.168.2.118:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.2.118:/usr/lib/systemd/system/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.2.210:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.2.210:/usr/lib/systemd/system/

节点2和节点3分别修改etcd.conf配置文件中的节点名称和当前服务器IP

[root@k8s-node1 ~]# cat   /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-2"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.2.118:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.2.118:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.2.118:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.2.118:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.2.119:2380,etcd-2=https://192.168.2.118:2380,etcd-3=https://192.168.2.210:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

    
[root@k8s-node2 ~]# cat /opt/etcd/cfg/etcd.conf 
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-3"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.2.210:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.2.210:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.2.210:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.2.210:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.2.119:2380,etcd-2=https://192.168.2.118:2380,etcd-3=https://192.168.2.210:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

最后启动etcd并设置开机启动，同上，因为要等待其它节点启动，所以第一台etcd启动的时候会卡住，等待其它的节点依次启动后，etcd会依次启动完成。

查看etcd集群状态

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://192.168.2.118:2379,https://192.168.2.119:2379,https://192.168.2.210:2379" endpoint health

healthy: successfully 完美。

三、安装Docker

有网络使用官方的安装脚本就完事了。

## docker 安装执行脚本拉取
curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh

## 执行拉取的脚本
sh get-docker.sh

下载最新的tar包，采用离线的安装方式，也可以采用在线的脚本安装。

Index of linux/static/stable/x86_64/

## systemd管理Docker

cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

## 创建配置文件
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF


## 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

四、部署Master Node

4.1 生成kube-apiserver证书

4.1.1自签证书颁发机构（CA）

cd ~/TLS/k8s

cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF
生成证书：

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

会生成ca.pem和ca-key.pem文件。

4.1.2使用自签CA签发kube-apiserver HTTPS证书

创建证书申请文件：

cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.2.119",
      "192.168.2.118",
      "192.168.2.210",
      "192.168.2.117",
      "192.168.2.211",
      "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

注：上述文件hosts字段中IP为所有Master/LB/VIP IP，一个都不能少！为了方便后期扩容可以多写几个预留的IP。

生成证书：

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes server-csr.json | cfssljson -bare server
    
[root@k8s-master01 k8s]# pwd
/opt/TLS/k8s
[root@k8s-master01 k8s]# ll
total 36
-rw-r--r-- 1 root root  294 May 28 16:30 ca-config.json
-rw-r--r-- 1 root root 1001 May 28 16:31 ca.csr
-rw-r--r-- 1 root root  264 May 28 16:27 ca-csr.json
-rw------- 1 root root 1679 May 28 16:31 ca-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1359 May 28 16:31 ca.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1277 May 28 16:32 server.csr
-rw-r--r-- 1 root root  603 May 28 16:19 server-csr.json
-rw------- 1 root root 1679 May 28 16:32 server-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1643 May 28 16:32 server.pem
[root@k8s-master01 k8s]#

会生成server.pem和server-key.pem文件。

4.2从Github下载二进制文件

下载地址：

https://dl.k8s.io/v1.20.0/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

我们这里下载的是 v1.20.0版本的Server，下载一个server包就够了，包含了Master和Worker Node二进制文件。

4.3解压二进制包

tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} 
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/

4.4部署kube-apiserver

4.4.1创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=https://192.168.2.118:2379,https://192.168.2.119:2379,https://192.168.2.210:2379 \\
--bind-address=192.168.2.119 \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=192.168.2.119 \\
--allow-privileged=true \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--enable-admission-plugins=NodeRestriction \\
--authorization-mode=RBAC,Node \\
--enable-bootstrap-token-auth=true \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-32767 \\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem  \\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--service-account-issuer=api \\
--service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-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/server.pem \\
--proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-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

注：上面两个\ \ 第一个是转义符，第二个是换行符，使用转义符是为了使用EOF保留换行符。

• --logtostderr：启用日志

• ---v：日志等级

• --log-dir：日志目录

• --etcd-servers：etcd集群地址

• --bind-address：监听地址

• --secure-port：https安全端口

• --advertise-address：集群通告地址

• --allow-privileged：启用授权

• --service-cluster-ip-range：Service虚拟IP地址段

• --enable-admission-plugins：准入控制模块

• --authorization-mode：认证授权，启用RBAC授权和节点自管理

• --enable-bootstrap-token-auth：启用TLS bootstrap机制

• --token-auth-file：bootstrap token文件

• --service-node-port-range：Service nodeport类型默认分配端口范围

• --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

拷贝刚才生成的证书：

[root@k8s-master01 k8s]# pwd
/opt/TLS/k8s
[root@k8s-master01 k8s]# ls
ca-config.json  ca-csr.json  ca.pem      server-csr.json  server.pem
ca.csr          ca-key.pem   server.csr  server-key.pem
[root@k8s-master01 k8s]# cp  ca*pem server*pem /opt/kubernetes/ssl/

4.4.2 启用 TLS Bootstrapping 机制

TLS Bootstraping：Master apiserver启用TLS认证后，Node节点kubelet和kube-proxy要与kube-apiserver进行通信，必须使用CA签发的有效证书才可以，当Node节点很多时，这种客户端证书颁发需要大量工作，同样也会增加集群扩展复杂度。为了简化流程，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。所以强烈建议在Node上使用这种方式，目前主要用于kubelet，kube-proxy还是由我们统一颁发一个证书。

创建上述配置文件中token文件：

cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF

## 自定义生成
格式：token，用户名，UID，用户组
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '

systemd管理apiserver

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

## 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver

查看是否启动成功：

4.5部署kube-controller-manager

4.5.1创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--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

• --kubeconfig：连接apiserver配置文件

• --leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）

• --cluster-signing-cert-file/--cluster-signing-key-file：自动为kubelet颁发证书的CA，与apiserver保持一致

4.5.2生成kubeconfig文件

生成 kube-controller-manager 证书：

cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
{
    "CN": "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：

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

查看生成的证书：

生成kubeconfig文件（以下是shell命令，直接在终端执行）：

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.2.119:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
  --client-certificate=./kube-controller-manager.pem \
  --client-key=./kube-controller-manager-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-controller-manager \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

查看生成的配置文件：

systemd管理controller-manager

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

## 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager

查看启动状态：

4.6部署kube-scheduler

4.6.1创建配置文件

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

• --kubeconfig：连接apiserver配置文件

• --leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）

4.6.2生成 Kubconfig 文件

生成kube-scheduler证书：

cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
{
    "CN": "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
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 kubconfig文件:

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.2.119:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-scheduler \
  --client-certificate=./kube-scheduler.pem \
  --client-key=./kube-scheduler-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-scheduler \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

systemd管理scheduler

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
启动并设置开机启动

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

查看是否启动成功：

4.6.3查看集群状态

生成kubectl连接集群的证书：

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

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

生成kubeconfig 文件：

mkdir /root/.kube

KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.2.119:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials cluster-admin \
  --client-certificate=./admin.pem \
  --client-key=./admin-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=cluster-admin \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

所有组件都已经启动成功，通过kubectl工具查看当前集群组件状态：

授权 kubelet-bootstrap用户允许请求证书：

kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap

五、部署Worker Node

下面还是在Master Node上操作，即同时作为Worker Node

5.1 二进制文件拷贝

在所有worker node创建工作目录

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}

从master节点拷贝：

# 根路径执行
cd ~
cd kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin   # 本地拷贝

5.2 部署kubelet

5.2.1 创建配置文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs/ \\
--hostname-override=k8s-master1 \\
--network-plugin=cni \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=lizhenliang/pause-amd64:3.0"
EOF

• --hostname-override：显示名称，集群中唯一

• --network-plugin：启用CNI

• --kubeconfig：空路径，会自动生成，后面用于连接apiserver

• --bootstrap-kubeconfig：首次启动向apiserver申请证书

• --config：配置参数文件

• --cert-dir：kubelet证书生成目录

• --pod-infra-container-image：管理Pod网络容器的镜像

5.2.2配置参数文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml << EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local 
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    cacheTTL: 2m0s
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
authorization:
  mode: Webhook
  webhook:
    cacheAuthorizedTTL: 5m0s
    cacheUnauthorizedTTL: 30s
evictionHard:
  imagefs.available: 15%
  memory.available: 100Mi
  nodefs.available: 10%
  nodefs.inodesFree: 5%
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110
EOF

5.2.3生成bootstrap.kubeconfig文件

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.2.119:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940" # 与token.csv里保持一致

# 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 配置文件
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
  --token=${TOKEN} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user="kubelet-bootstrap" \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

systemd管理kubelet

cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF


## 启动并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

查看是否启动成功：

5.2.4批准kubelet证书申请并加入集群

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   SIGNERNAME                                    REQUESTOR           REQUESTEDDURATION   CONDITION
node-csr-_ljl7ZmiNPDjavyhJA6aMJ4bnZHp7WAml3XPEn8BzoM   81s   kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   <none>              Pending
[root@k8s-master1 ~]# 
[root@k8s-master1 ~]# kubectl certificate approve node-csr-_ljl7ZmiNPDjavyhJA6aMJ4bnZHp7WAml3XPEn8BzoM
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/node-csr-_ljl7ZmiNPDjavyhJA6aMJ4bnZHp7WAml3XPEn8BzoM approved
[root@k8s-master1 ~]# 
[root@k8s-master1 ~]# 
[root@k8s-master1 ~]# kubectl  get node
NAME           STATUS     ROLES    AGE   VERSION
k8s-master01   NotReady   <none>   14s   v1.22.4
[root@k8s-master1 ~]#

5.3 部署kube-proxy

5.3.1 创建配置参数文件

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml << EOF
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
bindAddress: 0.0.0.0
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
clientConnection:
kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig
hostnameOverride: k8s-master1
clusterCIDR: 10.244.0.0/16
EOF

5.3.2 生成kube-proxy.kubeconfig文件

cd ~/TLS/k8s

# 创建证书请求文件
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

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

# 生成kubeconfig文件：
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.2.119:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=./kube-proxy.pem \
  --client-key=./kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

system管理kube-proxy:

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF


## 启动
systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

查看是否启动成功：

5.3.3部署网络组件

Calico是一个纯三层的数据中心网络方案，是目前Kubernetes主流的网络方案。

下载地址：k8s集群网络解决方案calico.yamlk8s-kubernetes文档类资源-CSDN下载

部署Calico：

kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system

等Calico Pod都Running，节点也会准备就绪：

kubectl get node
NAME         STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master   Ready    <none>   37m   v1.22.4

5.3.4授权apiserver访问kubelet

应用场景：例如kubectl logs

cat > apiserver-to-kubelet-rbac.yaml << EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
rules:
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - nodes/proxy
      - nodes/stats
      - nodes/log
      - nodes/spec
      - nodes/metrics
      - pods/log
    verbs:
      - "*"
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: system:kube-apiserver
  namespace: ""
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
subjects:
  - apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
    kind: User
    name: kubernetes
EOF

kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml

5.4 新增加Worker Node

5.4.1. 拷贝已部署好的Node相关文件到新节点

在Master节点将Worker Node涉及文件拷贝到新节点192.168.2.118/210

scp -r /opt/kubernetes root@192.168.2.118:/opt/
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.2.118:/usr/lib/systemd/system
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.2.118:/opt/kubernetes/ssl

scp -r /opt/kubernetes root@192.168.2.210:/opt/
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.2.210:/usr/lib/systemd/system
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.2.210:/opt/kubernetes/ssl

修改各WorkNode服务器上的配置文件：

删除kubelet证书和kubeconfig文件

rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig 
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*


修改主机名

vim /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-node1

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-node1
启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet kube-proxy
systemctl enable kubelet kube-proxy

在Master上批准新Node kubelet证书申请：

[root@k8s-master1 bin]# kubectl get csr
NAME                                                   AGE   SIGNERNAME                                    REQUESTOR           REQUESTEDDURATION   CONDITION
node-csr-iKrIunjbj5Vv1bUhqB_CYOHJ7JSlwYyHWzhKHFUfsf0   32m   kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   <none>              Approved,Issued
node-csr-orAoSV9qG1pPavT2gB6hm9EQ-jiNupMfAGrXIktQv1Y   14s   kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   <none>              Pending
[root@k8s-master1 bin]# kubectl certificate approve node-csr-orAoSV9qG1pPavT2gB6hm9EQ-jiNupMfAGrXIktQv1Y
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/node-csr-orAoSV9qG1pPavT2gB6hm9EQ-jiNupMfAGrXIktQv1Y approved

查看Node 状态

OK ，基本部署完成。

Cloudpods

开源、云原生的融合云平台

更多推荐

面向未来的 IT 基础设施管理架构——融合云（Unified IaaS）

随着数字化时代的到来，IT系统已成为人类社会正常运转不可或缺的组成部分。不远的未来，智能制造，5G和人工智能等技术将成为推动生产力发展的重要引擎，人类社会将面临前所未有的全面彻底的数字化浪潮。IT基础设施作为IT系统运行的平台和载体，是实现数字化的基石。在这场数字化浪潮中，企业必须积极拥抱云计算技术，采用符合技术发展趋势、面向未来的IT基础构架，才能在未来的竞争中赢得先机。一、云计算历经十余年

Cloudpods

Cloudpods负载均衡的功能介绍

作者:周有松今天的内容会从以下几个方面展开：负载均衡产品简介。主要介绍负载均衡作为一个云上产品，它的功能模型是怎样的，日常使用中会遇到的业务词汇负载均衡的功能与典型应用场景。这部分主要结合业务词汇，对负载均衡服务中常见的一些功能选项进行介绍，并举例介绍一些典型的应用场景最后，我们做一下总结，讨论一下负载均衡产品相比传统方式的优点一、产品简介 1. 以NGINX为例提到负载均衡，我们以

Cloudpods

使用Linux vfio将Nvidia GPU透传给QEMU虚拟机

Linux 上虚拟机 GPU 透传需要使用 vfio 的方式。主要是因为在 vfio 方式下对虚拟设备的权限和 DMA 隔离上做的更好。但是这么做也有个缺点，这个物理设备在主机和其他虚拟机都不能使用了。 qemu 直接使用物理设备本身命令行是很简单的，关键在于事先在主机上对系统、内核和物理设备的一些配置。单纯从 qemu 的命令行来看，其实和普通虚拟机启动就差了最后那个-device的选项。这