kubeadm高可用集群部署

1、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：

五台机器，操作系统 CentOS7.6+（mini）
硬件配置：16vCPU，32GB，硬盘300GB
集群中所有机器之间网络互通，且可访问外网。

2、安装步骤

角色	IP
k8s-lb	192.168.201.33
master1	192.168.201.34
master2	192.168.201.35
master3	192.168.201.36
node1	192.168.201.37
node2	192.168.201.38

2.1、安装前预处理操作

（1）配置主机名

master1节点设置：

~]# hostnamectl set-hostname master1

master2节点设置：

~]# hostnamectl set-hostname master2

master3节点设置：

~]# hostnamectl set-hostname master3

node1从节点设置：

~]# hostnamectl set-hostname node1

node2从节点设置：

~]# hostnamectl set-hostname node2

执行bash命令以加载新设置的主机名

（2）添加hosts

所有的节点都要添加hosts解析记录

~]# cat >>/etc/hosts <<EOF
192.168.201.33 k8s-lb
192.168.201.34 master1
192.168.201.35 master2
192.168.201.36 master3
192.168.201.37 node1
192.168.201.38 node2
EOF

（3）配置免密

在master1节点生成密钥对，并分发给其他的所有主机。

[root@master1 ~]# ssh-keygen -t rsa -b 1200
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:OoMw1dARsWhbJKAQL2hUxwnM4tLQJeLynAQHzqNQs5s root@localhost.localdomain
The key's randomart image is:
+---[RSA 1200]----+
|*=X=*o*+         |
|OO.*.O..         |
|BO= + +          |
|**o* o           |
|o E .   S        |
|   o . .         |
|    . +          |
|       o         |
|                 |
+----[SHA256]-----+

分发公钥

[root@master1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub  root@master1
[root@master1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub  root@master2
[root@master1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub  root@master3
[root@master1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub  root@node1
[root@master1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub  root@node2

（4）升级内核(建议)

通过下载kernel image的rpm包进行安装。

centos7系统：http://elrepo.org/linux/kernel/el7/x86_64/RPMS/

升级内核

编写shell脚本升级内核

#!/bin/bash
# ----------------------------
# upgrade kernel by bomingit@126.com
# ----------------------------

yum localinstall -y kernel-lt*
if [ $? -eq 0 ];then
    grub2-set-default 0 && grub2-mkconfig -o /etc/grub2.cfg
    grubby --args="user_namespace.enable=1" --update-kernel="$(grubby --default-kernel)"
fi
echo "please reboot your system quick!!!"

注意：一定要重启机器

验证内核版本

[root@master1 ~]# uname -r
4.4.229-1.el7.elrepo.x86_64

（5）关闭防火墙selinux

~]# systemctl disable --now firewalld
~]# setenforce 0
~]# sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

上面的是临时关闭，当然也可以永久关闭，即在/etc/fstab文件中将swap挂载所在的行注释掉即可。

（6）关闭swap分区

~]# swapoff -a
~]# sed -i.bak 's/^.*centos-swap/#&/g' /etc/fstab

第一条是临时关闭，当然也可以使用第二条永久关闭，后者手动在/etc/fstab文件中将swap挂载所在的行注释掉即可。

（7）优化内核

~]# cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
fs.may_detach_mounts = 1
vm.overcommit_memory=1
vm.panic_on_oom=0
fs.inotify.max_user_watches=89100
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp.keepaliv.probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15
net.ipv4.tcp.max_tw_buckets = 36000
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp.max_orphans = 327680
net.ipv4.tcp_orphan_retries = 3
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
net.ipv4.ip_conntrack_max = 65536
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
net.ipv4.top_timestamps = 0
net.core.somaxconn = 16384
EOF

使其立即生效

~]# sysctl --system

（8）配置yum源

所有的节点均采用阿里云官网的base和epel源

~]# mv /etc/yum.repos.d/* /tmp
~]# curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
~]# curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

（9）时区与时间同步

~]# ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
~]# yum install dnf ntpdate -y
~]# ntpdate ntp.aliyun.com

（10）编写shell

将上面的第5-8步骤写成shell脚本自动化快速完成

#!/bin/sh
#****************************************************************#
# ScriptName: init.sh
# Author: boming
# Create Date: 2020-06-23 22:19
#***************************************************************#

#关闭防火墙
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
#关闭swap分区
swapoff -a
sed -i.bak 's/^.*centos-swap/#&/g' /etc/fstab
#优化系统
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
fs.may_detach_mounts = 1
vm.overcommit_memory=1
vm.panic_on_oom=0
fs.inotify.max_user_watches=89100
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp.keepaliv.probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15
net.ipv4.tcp.max_tw_buckets = 36000
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp.max_orphans = 327680
net.ipv4.tcp_orphan_retries = 3
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
net.ipv4.ip_conntrack_max = 65536
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
net.ipv4.top_timestamps = 0
net.core.somaxconn = 16384
EOF
#立即生效
sysctl --system
#配置阿里云的base和epel源
mv /etc/yum.repos.d/* /tmp
curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
#安装dnf工具

yum install dnf -y
dnf makecache
#安装ntpdate工具
dnf install ntpdate -y
#同步阿里云时间
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
ntpdate ntp.aliyun.com

在其他的节点执行此脚本跑一下即可。

2.2、安装docker

（1）添加docker软件yum源

方法：浏览器打开mirrors.aliyun.com网站，找到docker-ce，即可看到镜像仓库源

docker软件yum源

~]# curl -o /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
~]# cat /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
[docker-ce-stable]
name=Docker CE Stable - $basearch
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/7/$basearch/stable
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/gpg
...
...

（2）安装docker-ce组件

列出所有可以安装的版本

~]# dnf list docker-ce --showduplicates
docker-ce.x86_64       3:18.09.6-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:18.09.7-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:18.09.8-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:18.09.9-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.0-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.1-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.2-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.3-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.4-3.el7               docker-ce-stable
docker-ce.x86_64       3:19.03.5-3.el7               docker-ce-stable
.....

这里我们安装最新版本的docker，所有的节点都需要安装docker服务

~]# dnf install -y  docker-ce docker-ce-cli

（3）启动docker并设置开机自启动

~]# systemctl enable --now docker

查看版本号，检测docker是否安装成功

~]# docker --version
Docker version 19.03.12, build 48a66213fea

上面的这种查看docker client的版本的。建议使用下面这种方法查看docker-ce版本号，这种方法把docker的client端和server端的版本号查看的一清二楚。

~]# docker version
Client:
 Version:           19.03.12
 API version:       1.40
 Go version:        go1.13.10
 Git commit:        039a7df9ba
 Built:             Wed Sep  4 16:51:21 2019
 OS/Arch:           linux/amd64
 Experimental:      false

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          19.03.12
  API version:      1.40 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.13.10
  Git commit:       039a7df
  Built:            Wed Sep  4 16:22:32 2019
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false

（4）更换docker的镜像仓库源

默认的镜像仓库地址是docker官方的，国内访问异常缓慢，因此更换为个人阿里云的源。

~]# cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://f1bhsuge.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

由于重新加载docker仓库源，所以需要重启docker

~]# systemctl restart docker

2.3、安装kubernetes

（1）添加kubernetes软件yum源

方法：浏览器打开mirrors.aliyun.com网站，找到kubernetes，即可看到镜像仓库源

kubernetes软件yum源

~]# cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

最好是重新生成缓存

~]# dnf clean all
~]# dnf makecache

（2）安装kubeadm、kubelet和kubectl组件

所有的节点都需要安装这几个组件。

[root@master1 ~]# dnf list kubeadm --showduplicates
kubeadm.x86_64                       1.17.7-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.17.7-1                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.17.8-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.17.9-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.0-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.1-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.2-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.3-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.4-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.4-1                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.5-0                     kubernetes
kubeadm.x86_64                       1.18.6-0                     kubernetes

由于kubernetes版本变更非常快，因此列出有哪些版本，选择一个合适的。我们这里安装1.18.6版本。

[root@master1 ~]# dnf install -y kubelet-1.18.6 kubeadm-1.18.6 kubectl-1.18.6

（3）设置开机自启动

我们先设置开机自启，但是kubelet服务暂时先不启动。

[root@master1 ~]# systemctl enable kubelet

2.4、Haproxy+Keepalived配置高可用VIP

高可用我们采用官方推荐的HAproxy+Keepalived，HAproxy和Keepalived以守护进程的方式在所有Master节点部署。

（1）安装keepalived和haproxy

注意：只需要在三个master节点安装即可

[root@master1 ~]# dnf install -y keepalived haproxy

（2）配置Haproxy服务

所有master节点的haproxy配置相同，haproxy的配置文件是/etc/haproxy/haproxy.cfg。master1节点配置完成之后再分发给master2、master3两个节点。

global
  maxconn  2000
  ulimit-n  16384
  log  127.0.0.1 local0 err
  stats timeout 30s

defaults
  log global
  mode  http
  option  httplog
  timeout connect 5000
  timeout client  50000
  timeout server  50000
  timeout http-request 15s
  timeout http-keep-alive 15s

frontend monitor-in
  bind *:33305
  mode http
  option httplog
  monitor-uri /monitor

listen stats
  bind    *:8006
  mode    http
  stats   enable
  stats   hide-version
  stats   uri       /stats
  stats   refresh   30s
  stats   realm     Haproxy\ Statistics
  stats   auth      admin:admin

frontend k8s-master
  bind 0.0.0.0:8443
  bind 127.0.0.1:8443
  mode tcp
  option tcplog
  tcp-request inspect-delay 5s
  default_backend k8s-master

backend k8s-master
  mode tcp
  option tcplog
  option tcp-check
  balance roundrobin
  default-server inter 10s downinter 5s rise 2 fall 2 slowstart 60s maxconn 250 maxqueue 256 weight 100
  server master1    192.168.201.34:6443  check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 100
  server master2    192.168.201.35:6443  check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 100
  server master3    192.168.201.36:6443  check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 100

注意这里的三个master节点的ip地址要根据你自己的情况配置好。

（3）配置Keepalived服务

keepalived中使用track_script机制来配置脚本进行探测kubernetes的master节点是否宕机，并以此切换节点实现高可用。

master1节点的keepalived配置文件如下所示，配置文件所在的位置/etc/keepalived/keepalived.cfg。

! Configuration File for keepalived
global_defs {
    router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_kubernetes {
    script "/etc/keepalived/check_kubernetes.sh"
    interval 2
    weight -5
    fall 3  
    rise 2
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    mcast_src_ip 192.168.201.34
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 2
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass K8SHA_KA_AUTH
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.201.33
    }
#    track_script {
#       chk_kubernetes
#    }
}

需要注意几点（前两点记得修改）：

mcast_src_ip：配置多播源地址，此地址是当前主机的ip地址。
priority：keepalived根据此项参数的大小仲裁master节点。我们这里让master节点为kubernetes提供服务，其他两个节点暂时为备用节点。因此master1节点设置为100，master2节点设置为99，master3节点设置为98。
state：我们将master1节点的state字段设置为MASTER，其他两个节点字段修改为BACKUP。
上面的集群检查功能是关闭的，等到集群建立完成后再开启。

（4）配置健康检测脚本

我这里将健康检测脚本放置在/etc/keepalived目录下，check_kubernetes.sh检测脚本如下：

#!/bin/bash
#****************************************************************#
# ScriptName: check_kubernetes.sh
# Author: boming
# Create Date: 2020-06-23 22:19
#***************************************************************#

function chech_kubernetes() {
    for ((i=0;i<5;i++));do
        apiserver_pid_id=$(pgrep kube-apiserver)
        if [[ ! -z $apiserver_pid_id ]];then
            return
        else
            sleep 2
        fi
        apiserver_pid_id=0
    done
}

# 1:running  0:stopped
check_kubernetes
if [[ $apiserver_pid_id -eq 0 ]];then
    /usr/bin/systemctl stop keepalived
    exit 1
else
    exit 0
fi

根据上面的注意事项配置master2、master3节点的keepalived服务。

（5）启动Keeplived和Haproxy服务

~]# systemctl enable --now keepalived haproxy

确保万一，查看一下服务状态

~]# systemctl status keepalived haproxy
~]# ping 192.168.201.33                    #检测一下是否通
PING 192.168.201.33 (192.168.201.33) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.201.33: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.778 ms
64 bytes from 192.168.201.33: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.339 ms

2.5、部署Master节点

（1）生成预处理文件

在master1节点执行如下指令：

[root@master1 ~]# kubeadm config print init-defaults > kubeadm-init.yaml

这个文件kubeadm-init.yaml，是我们初始化使用的文件，里面大概修改这几项参数。

[root@master1 ~]# cat kubeadm-init.yaml 
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.201.33                      #VIP的地址
  bindPort:  6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: master1
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:                                              #添加如下两行信息
  certSANs:
  - "192.168.201.33"                                    #VIP地址
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers   #阿里云的镜像站点
controlPlaneEndpoint: "192.168.201.33:8443"             #VIP的地址和端口
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.18.3                              #kubernetes版本号
networking:
  dnsDomain: cluster.local  
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12                           #选择默认即可，当然也可以自定义CIDR
  podSubnet: 10.244.0.0/16                              #添加pod网段
scheduler: {}

注意：上面的advertiseAddress字段的值，这个值并非当前主机的网卡地址，而是高可用集群的VIP的地址。

注意：上面的controlPlaneEndpoint这里填写的是VIP的地址，而端口则是haproxy服务的8443端口，也就是我们在haproxy里面配置的这段信息。

frontend k8s-master
  bind 0.0.0.0:8443
  bind 127.0.0.1:8443
  mode tcp

这一段里面的8443端，如果你自定义了其他端口，这里请记得修改controlPlaneEndpoint里面的端口。

（2）提前拉取镜像

如果直接采用kubeadm init来初始化，中间会有系统自动拉取镜像的这一步骤，这是比较慢的，我建议分开来做，所以这里就先提前拉取镜像。

[root@master1 ~]# kubeadm config images pull --config kubeadm-init.yaml
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.18.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.18.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.18.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.18.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5

如果大家看到开头的两行warning信息（我这里没有打印），不必担心，这只是警告，不影响我们完成实验。

其他master节点提前拉取镜像

其他两个master节点在初始化之前也尽量先把镜像拉取下来，这样子减少初始化时间

[root@master1 ~]# scp kubeadm-init.yaml root@master2:~
[root@master1 ~]# scp kubeadm-init.yaml root@master3:~

master2节点

# 注意在master2节点执行如下命令
[root@master2 ~]# kubeadm config images pull --config kubeadm-init.yaml

master3节点

# 注意在master3节点执行如下命令
[root@master3 ~]# kubeadm config images pull --config kubeadm-init.yaml

（3）初始化kubenetes的master1节点

执行如下命令

[root@master1 ~]# kubeadm init --config kubeadm-init.yaml --upload-certs
[init] Using Kubernetes version: v1.18.3
[preflight] Running pre-flight checks
    [WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/
[preflight] Pulling images required for setting up a Kubernetes cluster
[preflight] This might take a minute or two, depending on the speed of your internet connection
[preflight] You can also perform this action in beforehand using 'kubeadm config images pull'
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[certs] apiserver serving cert is signed for DNS names [master1 kubernetes kubernetes.default kubernetes.default.svc kubernetes.default.svc.cluster.local] and IPs [10.96.0.1 192.168.201.34 192.168.201.33]
...                                         # 省略
[upload-certs] Skipping phase. Please see --upload-certs
[mark-control-plane] Marking the node master1 as control-plane by adding the label "node-role.kubernetes.io/master=''"
[mark-control-plane] Marking the node master1 as control-plane by adding the taints [node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule]
[addons] Applied essential addon: CoreDNS
[endpoint] WARNING: port specified in controlPlaneEndpoint overrides bindPort in the controlplane address
[addons] Applied essential addon: kube-proxy

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648 \
    --control-plane --certificate-key 4931f39d3f53351cb6966a9dcc53cb5cbd2364c6d5b83e50e258c81fbec69539 

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648

这个过程大概30s的时间就做完了，之所以初始化的这么快就是因为我们提前拉取了镜像。像我上面这样的没有报错信息，并且显示上面的最后10行类似的信息这些，说明我们的master1节点是初始化成功的。

在使用集群之前还需要做些收尾工作，在master1节点执行：

[root@master1 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master1 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master1 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

再配置一下环境变量

[root@master1 ~]# cat >> ~/.bashrc <<EOF
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
EOF
[root@master1 ~]# source ~/.bashrc

好了，此时的master1节点就算是初始化完毕了。

有个重要的点就是最后几行信息中，其中有两条kubeadm join 192.168.201.33:8443 开头的信息。这分别是其他master节点和node节点加入kubernetes集群的认证命令。这个密钥是系统根据 sha256算法计算出来的，必须持有这样的密钥才可以加入当前的kubernetes集群。

使用区别

这两条加入集群的命令是有一些区别的：

比如这个第一条，我们看到最后有一行内容--control-plane --certificate-key xxxx，这是控制节点加入集群的命令，控制节点是kubernetes官方的说法，其实在我们这里指的就是其他的master节点。

kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648 \
    --control-plane --certificate-key 4931f39d3f53351cb6966a9dcc53cb5cbd2364c6d5b83e50e258c81fbec69539

而最后一条就表示node节点加入集群的命令，比如：

kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648

所以这两个节点使用时要看清楚是什么类型的节点加入集群的。

查看节点

如果此时查看当前集群的节点，会发现只有master1节点自己。

[root@master1 ~]# kubectl get node
NAME      STATUS     ROLES    AGE     VERSION
master1   NotReady   master   9m58s   v1.18.4

接下来我们把其他两个master节点加入到kubernetes集群中

2.6、其他master节点加入kubernetes集群中

（1）master2节点加入集群

既然是其他的master节点加入集群，那肯定是使用如下命令：

[root@master2 ~]#  kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648 \
     --control-plane --certificate-key 4931f39d3f53351cb6966a9dcc53cb5cbd2364c6d5b83e50e258c81fbec69539

[preflight] Running pre-flight checks
    [WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The 
......                                  #省略若干
[mark-control-plane] Marking the node master2 as control-plane by adding the taints [node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule]

This node has joined the cluster and a new control plane instance was created:

To start administering your cluster from this node, you need to run the following as a regular user:

    mkdir -p $HOME/.kube
    sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Run 'kubectl get nodes' to see this node join the cluster.

看上去没有报错，说明加入集群成功，现在再执行一些收尾工作

[root@master2 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master2 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master2 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

加环境变量

[root@master2 ~]# cat >> ~/.bashrc <<EOF
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
EOF
[root@master2 ~]# source ~/.bashrc

（2）master3节点加入集群

[root@master3 ~]#  kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648 \
     --control-plane --certificate-key 4931f39d3f53351cb6966a9dcc53cb5cbd2364c6d5b83e50e258c81fbec69539

做一些收尾工作

[root@master3 ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master3 ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master3 ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
[root@master3 ~]# cat >> ~/.bashrc <<EOF
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
EOF
[root@master3 ~]# source ~/.bashrc

到此，所有的master节点都已经加入集群

查看集群master节点

[root@master1 ~]# kubectl get node
NAME      STATUS     ROLES    AGE     VERSION
master1   NotReady   master   25m     v1.18.4
master2   NotReady   master   12m     v1.18.4
master3   NotReady   master   3m30s   v1.18.4

你可以在任意一个master节点上执行kubectl get node查看集群节点的命令。

2.7、node节点加入kubernetes集群中

正如我们上面所说的，master1节点初始化完成后，第二条kubeadm join xxx（或者说是最后一行内容）内容便是node节点加入集群的命令。

~]# kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648

注意：node节点加入集群只需要执行上面的一条命令即可，只要没有报错就表示成功。不必像master一样做最后的加入环境变量等收尾工作。

（1）node1节点加入集群

[root@node1 ~]# kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
>     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648
[preflight] Running pre-flight checks
    [WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/
[preflight] Reading configuration from the cluster...
....
....
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.

当看到倒数第四行内容This node has joined the cluster，这一行信息表示node1节点加入集群成功。

（2）node2节点加入集群

[root@node2 ~]# kubeadm join 192.168.201.33:8443 --token abcdef.0123456789abcdef \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:4c738bc8e2684c5d52d80687d48925613b66ab660403649145eb668d71d85648

（3）查看集群节点信息

此时我们可以在任意一个master节点执行如下命令查看此集群的节点信息。

[root@master1 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS     ROLES    AGE     VERSION
master1   NotReady   master   20h     v1.18.4
master2   NotReady   master   20h     v1.18.4
master3   NotReady   master   20h     v1.18.4
node1     NotReady   <none>   5m15s   v1.18.4
node2     NotReady   <none>   5m11s   v1.18.4

可以看到集群的五个节点都已经存在，但是现在还不能用，也就是说现在集群节点是不可用的，原因在于上面的第2个字段，我们看到五个节点都是NotReady状态，这是因为我们还没有安装网络插件。

网络插件有calico，flannel等插件，这里我们选择使用flannel插件。

2.8、安装网络插件

（1）默认方法

默认大家从网上看的教程都会使用这个命令来初始化。

~]# kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

事实上很多用户都不能成功，因为国内网络受限，所以可以这样子来做。

（2）更换flannel镜像源

master1节点上修改本地的hosts文件添加如下内容以便解析

199.232.28.133  raw.githubusercontent.com

然后下载flannel文件

[root@master1 ~]# curl -o kube-flannel.yml   https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

编辑镜像源，默认的镜像地址我们修改一下。把yaml文件中所有的quay.io 修改为 quay-mirror.qiniu.com

[root@master1 ~]# sed -i 's/quay.io/quay-mirror.qiniu.com/g' kube-flannel.yml

此时保存保存退出。在master节点执行此命令。

[root@master1 ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml 
podsecuritypolicy.policy/psp.flannel.unprivileged created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-amd64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-ppc64le created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-s390x created

这样子就可以成功拉取flannel镜像了。当然你也可以使用我提供给大家的kube-flannel.yml文件

查看flannel是否正常

如果你想查看flannel这些pod运行是否正常，使用如下命令

[root@master1 ~]# kubectl get pods -n kube-system | grep flannel
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-flannel-ds-amd64-dp972       1/1     Running   0          66s
kube-flannel-ds-amd64-lkspx       1/1     Running   0          66s
kube-flannel-ds-amd64-rmsdk       1/1     Running   0          66s
kube-flannel-ds-amd64-wp668       1/1     Running   0          66s
kube-flannel-ds-amd64-zkrwh       1/1     Running   0          66s

如果第三字段STATUS不是处于Running状态的话，说明flannel是异常的，需要排查问题所在。

查看节点是否为Ready

稍等片刻，执行如下指令查看节点是否可用

[root@master1 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master1   Ready    master   21h   v1.18.4
master2   Ready    master   21h   v1.18.4
master3   Ready    master   21h   v1.18.4
node1     Ready    <none>   62m   v1.18.4
node2     Ready    <none>   62m   v1.18.4

目前节点状态是Ready，表示集群节点现在是可用的。

（3）无法拉取镜像解决方法

像上面查看kube-flannel的pod时发现不是Running，这就表示该pod有问题，我们需要进一步分析。

执行kubectl describe pod xxxx如果有以下报错：

Normal   BackOff    24m (x6 over 26m)   kubelet, master3   Back-off pulling image "quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.12.0-amd64"
  Warning  Failed     11m (x64 over 26m)  kubelet, master3   Error: ImagePullBackOff

或者是

Error response from daemon: Get https://quay.io/v2/: net/http: TLS handshake timeout

上面的这些都表示是网络问题不能拉取镜像，我这里给大家提前准备了flannel的镜像。导入一下就可以了。

[root@master ~]# docker load -i flannel.tar

3、测试kubernetes集群

3.1、kubernetes集群测试

（1）创建一个nginx的pod

现在我们在kubernetes集群中创建一个nginx的pod，验证是否能正常运行。

在master1节点执行一下步骤：

[root@master1 ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx
deployment.apps/nginx created
[root@master1 ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
service/nginx exposed

现在我们查看pod和service

[root@master1 ~]# kubectl get pod,svc -o wide

image.png

打印的结果中，前半部分是pod相关信息，后半部分是service相关信息。我们看service/nginx这一行可以看出service暴漏给集群的端口是30249。记住这个端口。

然后从pod的详细信息可以看出此时pod在node2节点之上。node2节点的IP地址是192.168.201.38

（2）访问nginx验证集群

那现在我们访问一下。打开浏览器(建议火狐浏览器)，访问地址就是：http://192.168.201.38:30249

nginx

3.2、安装dashboard

（1）创建dashboard

先把dashboard的配置文件下载下来。由于我们之前已经添加了hosts解析，因此可以下载。

[root@master1 ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-beta8/aio/deploy/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：

大概在此文件的32-44行之间，修改为如下：

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  type: NodePort                        #加上此行
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001                   #加上此行，端口30001可以自行定义
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

运行此yaml文件

[root@master1 ~]# kubectl apply -f recommended.yaml 
namespace/kubernetes-dashboard created
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
service/kubernetes-dashboard created
secret/kubernetes-dashboard-certs created
...
service/dashboard-metrics-scraper created
deployment.apps/dashboard-metrics-scraper created

查看dashboard运行是否正常

[root@master1 ~]# kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
dashboard-metrics-scraper-694557449d-mlnl4   1/1     Running   0          2m31s
kubernetes-dashboard-9774cc786-ccvcf         1/1     Running   0          2m31s

主要是看status这一列的值，如果是Running，并且RESTARTS字段的值为0（只要这个值不是一直在渐渐变大），就是正常的，目前来看是没有问题的。我们可以继续下一步。

查看此dashboard的pod运行所在的节点

image.png

从上面可以看出，kubernetes-dashboard-9774cc786-ccvcf运行所在的节点是node2上面，并且暴漏出来的端口是30001，所以访问地址是： https://192.168.201.38:30001

用火狐浏览器访问，访问的时候会让输入token，从此处可以查看到token的值。

[root@master1 ~]# kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

image.png

把上面的token值输入进去即可进去dashboard界面。

image.png

不过现在我们虽然可以登陆上去，但是我们权限不够还查看不了集群信息，因为我们还没有绑定集群角色，同学们可以先按照上面的尝试一下，再来做下面的步骤

（2）cluster-admin管理员角色绑定

[root@master1 ~]# kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
[root@master1 ~]# kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
[root@master1 ~]# kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

再使用输出的token登陆dashboard即可。

image.png

4、报错排查

（1）其他master节点无法加入集群

[check-etcd] Checking that the etcd cluster is healthy
error execution phase check-etcd: error syncing endpoints with etc: context deadline exceeded
To see the stack trace of this error execute with --v=5 or higher

基于kubernetes的多master节点部署方案

kubeadm高可用集群部署

1、安装要求

2、安装步骤

2.1、安装前预处理操作

（1）配置主机名

（2）添加hosts

（3）配置免密

分发公钥

（4）升级内核(建议)

验证内核版本

（5）关闭防火墙selinux

（6）关闭swap分区

（7）优化内核

（8）配置yum源

（9）时区与时间同步

（10）编写shell

2.2、安装docker

（1）添加docker软件yum源

（2）安装docker-ce组件

（3）启动docker并设置开机自启动

（4）更换docker的镜像仓库源

2.3、安装kubernetes

（1）添加kubernetes软件yum源

（2）安装kubeadm、kubelet和kubectl组件

（3）设置开机自启动

2.4、Haproxy+Keepalived配置高可用VIP

（1）安装keepalived和haproxy

（2）配置Haproxy服务

（3）配置Keepalived服务

（4）配置健康检测脚本

（5）启动Keeplived和Haproxy服务

2.5、部署Master节点

（1）生成预处理文件

（2）提前拉取镜像

其他master节点提前拉取镜像

（3）初始化kubenetes的master1节点

使用区别

查看节点

2.6、其他master节点加入kubernetes集群中

（1）master2节点加入集群

（2）master3节点加入集群

查看集群master节点

2.7、node节点加入kubernetes集群中

（1）node1节点加入集群

（2）node2节点加入集群

（3）查看集群节点信息

2.8、安装网络插件

（1）默认方法

（2）更换flannel镜像源

查看flannel是否正常

查看节点是否为Ready

（3）无法拉取镜像解决方法

3、测试kubernetes集群

3.1、kubernetes集群测试

（1）创建一个nginx的pod

（2）访问nginx验证集群

3.2、安装dashboard

（1）创建dashboard

运行此yaml文件

查看dashboard运行是否正常

（2）cluster-admin管理员角色绑定

4、报错排查

（1）其他master节点无法加入集群