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Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

發布時間:2022-02-07 10:57:53 來源:億速云 閱讀:144 作者:iii 欄目:開發技術

這篇文章主要講解了“Kubernetes怎么部署高可用kube-apiserver集群”,文中的講解內容簡單清晰,易于學習與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學習“Kubernetes怎么部署高可用kube-apiserver集群”吧!

部署master節點

master節點的kube-apiserver、kube-scheduler 和 kube-controller-manager 均以多實例模式運行:kube-scheduler 和 kube-controller-manager 會自動選舉產生一個 leader 實例,其它實例處于阻塞模式,當 leader 掛了后,重新選舉產生新的 leader,從而保證服務可用性;kube-apiserver 是無狀態的,需要通過 kube-nginx 進行代理訪問,從而保證服務可用性;

下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

下載最新版本二進制文件
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# wget https://dl.k8s.io/v1.14.2/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
[root@k8s-master01 work]# tar -xzvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
[root@k8s-master01 work]# cd kubernetes
[root@k8s-master01 work]# tar -xzvf  kubernetes-src.tar.gz

將二進制文件拷貝到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kubernetes/server/bin/{apiextensions-apiserver,cloud-controller-manager,kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-proxy,kube-scheduler,kubeadm,kubectl,kubelet,mounter} root@${node_master_ip}:/opt/k8s/bin/
    ssh root@${node_master_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done

部署高可用 kube-apiserver 集群

這里部署一個三實例kube-apiserver集群環境,它們通過nginx四層代理進行訪問,對外提供一個統一的vip地址,從而保證服務可用性。下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1) 創建 kubernetes 證書和私鑰
創建證書簽名請求:
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kubernetes-csr.json <<EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "172.16.60.250",
    "172.16.60.241",
    "172.16.60.242",
    "172.16.60.243",
    "${CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP}",
    "kubernetes",
    "kubernetes.default",
    "kubernetes.default.svc",
    "kubernetes.default.svc.cluster",
    "kubernetes.default.svc.cluster.local"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "4Paradigm"
    }
  ]
}
EOF
  
解釋說明:
? hosts 字段指定授權使用該證書的 IP 或域名列表,這里列出了 VIP 、apiserver 節點 IP、kubernetes 服務 IP 和域名;
? 域名最后字符不能是 .(如不能為 kubernetes.default.svc.cluster.local.),否則解析時失敗,提示:
  x509: cannot parse dnsName "kubernetes.default.svc.cluster.local.";
? 如果使用非 cluster.local 域名,如 opsnull.com,則需要修改域名列表中的最后兩個域名為:kubernetes.default.svc.opsnull、kubernetes.default.svc.opsnull.com
? kubernetes 服務 IP 是 apiserver 自動創建的,一般是 --service-cluster-ip-range 參數指定的網段的第一個IP,后續可以通過如下命令獲取:
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl get svc kubernetes
The connection to the server 172.16.60.250:8443 was refused - did you specify the right host or port?
   
上面報錯是因為kube-apiserver服務此時沒有啟動,后續待apiserver服務啟動后,以上命令就可以獲得了。
   
生成證書和私鑰:
[root@k8s-master01 work]# cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
  -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
  -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
  -profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
   
[root@k8s-master01 work]# ls kubernetes*pem
kubernetes-key.pem  kubernetes.pem
   
將生成的證書和私鑰文件拷貝到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "mkdir -p /etc/kubernetes/cert"
    scp kubernetes*.pem root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/cert/
  done
   
2) 創建加密配置文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > encryption-config.yaml <<EOF
kind: EncryptionConfig
apiVersion: v1
resources:
  - resources:
      - secrets
    providers:
      - aescbc:
          keys:
            - name: key1
              secret: ${ENCRYPTION_KEY}
      - identity: {}
EOF
   
將加密配置文件拷貝到 master 節點的 /etc/kubernetes 目錄下:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp encryption-config.yaml root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/
  done
   
3) 創建審計策略文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > audit-policy.yaml <<EOF
apiVersion: audit.k8s.io/v1beta1
kind: Policy
rules:
  # The following requests were manually identified as high-volume and low-risk, so drop them.
  - level: None
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - endpoints
          - services
          - services/status
    users:
      - 'system:kube-proxy'
    verbs:
      - watch
   
  - level: None
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - nodes
          - nodes/status
    userGroups:
      - 'system:nodes'
    verbs:
      - get
   
  - level: None
    namespaces:
      - kube-system
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - endpoints
    users:
      - 'system:kube-controller-manager'
      - 'system:kube-scheduler'
      - 'system:serviceaccount:kube-system:endpoint-controller'
    verbs:
      - get
      - update
   
  - level: None
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - namespaces
          - namespaces/status
          - namespaces/finalize
    users:
      - 'system:apiserver'
    verbs:
      - get
   
  # Don't log HPA fetching metrics.
  - level: None
    resources:
      - group: metrics.k8s.io
    users:
      - 'system:kube-controller-manager'
    verbs:
      - get
      - list
   
  # Don't log these read-only URLs.
  - level: None
    nonResourceURLs:
      - '/healthz*'
      - /version
      - '/swagger*'
   
  # Don't log events requests.
  - level: None
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - events
   
  # node and pod status calls from nodes are high-volume and can be large, don't log responses for expected updates from nodes
  - level: Request
    omitStages:
      - RequestReceived
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - nodes/status
          - pods/status
    users:
      - kubelet
      - 'system:node-problem-detector'
      - 'system:serviceaccount:kube-system:node-problem-detector'
    verbs:
      - update
      - patch
   
  - level: Request
    omitStages:
      - RequestReceived
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - nodes/status
          - pods/status
    userGroups:
      - 'system:nodes'
    verbs:
      - update
      - patch
   
  # deletecollection calls can be large, don't log responses for expected namespace deletions
  - level: Request
    omitStages:
      - RequestReceived
    users:
      - 'system:serviceaccount:kube-system:namespace-controller'
    verbs:
      - deletecollection
   
  # Secrets, ConfigMaps, and TokenReviews can contain sensitive & binary data,
  # so only log at the Metadata level.
  - level: Metadata
    omitStages:
      - RequestReceived
    resources:
      - group: ""
        resources:
          - secrets
          - configmaps
      - group: authentication.k8s.io
        resources:
          - tokenreviews
  # Get repsonses can be large; skip them.
  - level: Request
    omitStages:
      - RequestReceived
    resources:
      - group: ""
      - group: admissionregistration.k8s.io
      - group: apiextensions.k8s.io
      - group: apiregistration.k8s.io
      - group: apps
      - group: authentication.k8s.io
      - group: authorization.k8s.io
      - group: autoscaling
      - group: batch
      - group: certificates.k8s.io
      - group: extensions
      - group: metrics.k8s.io
      - group: networking.k8s.io
      - group: policy
      - group: rbac.authorization.k8s.io
      - group: scheduling.k8s.io
      - group: settings.k8s.io
      - group: storage.k8s.io
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
   
  # Default level for known APIs
  - level: RequestResponse
    omitStages:
      - RequestReceived
    resources:
      - group: ""
      - group: admissionregistration.k8s.io
      - group: apiextensions.k8s.io
      - group: apiregistration.k8s.io
      - group: apps
      - group: authentication.k8s.io
      - group: authorization.k8s.io
      - group: autoscaling
      - group: batch
      - group: certificates.k8s.io
      - group: extensions
      - group: metrics.k8s.io
      - group: networking.k8s.io
      - group: policy
      - group: rbac.authorization.k8s.io
      - group: scheduling.k8s.io
      - group: settings.k8s.io
      - group: storage.k8s.io
         
  # Default level for all other requests.
  - level: Metadata
    omitStages:
      - RequestReceived
EOF
   
分發審計策略文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp audit-policy.yaml root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/audit-policy.yaml
  done
   
4) 創建后續訪問 metrics-server 使用的證書
創建證書簽名請求:
[root@k8s-master01 work]# cat > proxy-client-csr.json <<EOF
{
  "CN": "aggregator",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "4Paradigm"
    }
  ]
}
EOF
   
CN 名稱為 aggregator,需要與 metrics-server 的 --requestheader-allowed-names 參數配置一致,否則訪問會被 metrics-server 拒絕;
   
生成證書和私鑰:
[root@k8s-master01 work]# cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  -ca-key=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem  \
  -config=/etc/kubernetes/cert/ca-config.json  \
  -profile=kubernetes proxy-client-csr.json | cfssljson -bare proxy-client
   
[root@k8s-master01 work]# ls proxy-client*.pem
proxy-client-key.pem  proxy-client.pem
   
將生成的證書和私鑰文件拷貝到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp proxy-client*.pem root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/cert/
  done
   
5) 創建 kube-apiserver systemd unit 模板文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-apiserver.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target
   
[Service]
WorkingDirectory=${K8S_DIR}/kube-apiserver
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-apiserver \\
  --advertise-address=##NODE_MASTER_IP## \\
  --default-not-ready-toleration-seconds=360 \\
  --default-unreachable-toleration-seconds=360 \\
  --feature-gates=DynamicAuditing=true \\
  --max-mutating-requests-inflight=2000 \\
  --max-requests-inflight=4000 \\
  --default-watch-cache-size=200 \\
  --delete-collection-workers=2 \\
  --encryption-provider-config=/etc/kubernetes/encryption-config.yaml \\
  --etcd-cafile=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --etcd-certfile=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
  --etcd-keyfile=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
  --etcd-servers=${ETCD_ENDPOINTS} \\
  --bind-address=##NODE_MASTER_IP## \\
  --secure-port=6443 \\
  --tls-cert-file=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
  --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
  --insecure-port=0 \\
  --audit-dynamic-configuration \\
  --audit-log-maxage=15 \\
  --audit-log-maxbackup=3 \\
  --audit-log-maxsize=100 \\
  --audit-log-mode=batch \\
  --audit-log-truncate-enabled \\
  --audit-log-batch-buffer-size=20000 \\
  --audit-log-batch-max-size=2 \\
  --audit-log-path=${K8S_DIR}/kube-apiserver/audit.log \\
  --audit-policy-file=/etc/kubernetes/audit-policy.yaml \\
  --profiling \\
  --anonymous-auth=false \\
  --client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --enable-bootstrap-token-auth \\
  --requestheader-allowed-names="" \\
  --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --requestheader-extra-headers-prefix="X-Remote-Extra-" \\
  --requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
  --requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
  --service-account-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --authorization-mode=Node,RBAC \\
  --runtime-config=api/all=true \\
  --enable-admission-plugins=NodeRestriction \\
  --allow-privileged=true \\
  --apiserver-count=3 \\
  --event-ttl=168h \\
  --kubelet-certificate-authority=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --kubelet-client-certificate=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
  --kubelet-client-key=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
  --kubelet-https=true \\
  --kubelet-timeout=10s \\
  --proxy-client-cert-file=/etc/kubernetes/cert/proxy-client.pem \\
  --proxy-client-key-file=/etc/kubernetes/cert/proxy-client-key.pem \\
  --service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \\
  --service-node-port-range=${NODE_PORT_RANGE} \\
  --logtostderr=true \\
  --enable-aggregator-routing=true \\
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=10
Type=notify
LimitNOFILE=65536
   
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
   
解釋說明:
--advertise-address:apiserver 對外通告的 IP(kubernetes 服務后端節點 IP);
--default-*-toleration-seconds:設置節點異常相關的閾值;
--max-*-requests-inflight:請求相關的最大閾值;
--etcd-*:訪問 etcd 的證書和 etcd 服務器地址;
--experimental-encryption-provider-config:指定用于加密 etcd 中 secret 的配置;
--bind-address: https 監聽的 IP,不能為 127.0.0.1,否則外界不能訪問它的安全端口 6443;
--secret-port:https 監聽端口;
--insecure-port=0:關閉監聽 http 非安全端口(8080);
--tls-*-file:指定 apiserver 使用的證書、私鑰和 CA 文件;
--audit-*:配置審計策略和審計日志文件相關的參數;
--client-ca-file:驗證 client (kue-controller-manager、kube-scheduler、kubelet、kube-proxy 等)請求所帶的證書;
--enable-bootstrap-token-auth:啟用 kubelet bootstrap 的 token 認證;
--requestheader-*:kube-apiserver 的 aggregator layer 相關的配置參數,proxy-client & HPA 需要使用;
--requestheader-client-ca-file:用于簽名 --proxy-client-cert-file 和 --proxy-client-key-file 指定的證書;在啟用了 metric aggregator 時使用;
如果 --requestheader-allowed-names 不為空,則--proxy-client-cert-file 證書的 CN 必須位于 allowed-names 中,默認為 aggregator;
--service-account-key-file:簽名 ServiceAccount Token 的公鑰文件,kube-controller-manager 的 --service-account-private-key-file 指定私鑰文件,兩者配對使用;
--runtime-config=api/all=true: 啟用所有版本的 APIs,如 autoscaling/v2alpha1;
--authorization-mode=Node,RBAC、--anonymous-auth=false: 開啟 Node 和 RBAC 授權模式,拒絕未授權的請求;
--enable-admission-plugins:啟用一些默認關閉的 plugins;
--allow-privileged:運行執行 privileged 權限的容器;
--apiserver-count=3:指定 apiserver 實例的數量;
--event-ttl:指定 events 的保存時間;
--kubelet-*:如果指定,則使用 https 訪問 kubelet APIs;需要為證書對應的用戶(上面 kubernetes*.pem 證書的用戶為 kubernetes) 用戶定義 RBAC 規則,否則訪問 kubelet API 時提示未授權;
--proxy-client-*:apiserver 訪問 metrics-server 使用的證書;
--service-cluster-ip-range: 指定 Service Cluster IP 地址段;
--service-node-port-range: 指定 NodePort 的端口范圍;
   
注意:
如果kube-apiserver機器沒有運行 kube-proxy,則需要添加 --enable-aggregator-routing=true 參數(這里master節點沒有作為node節點使用,故沒有運行kube-proxy,需要加這個參數)
requestheader-client-ca-file 指定的 CA 證書,必須具有 client auth and server auth!!
   
為各節點創建和分發 kube-apiserver systemd unit 文件
替換模板文件中的變量,為各節點生成 systemd unit 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    sed -e "s/##NODE_MASTER_NAME##/${NODE_MASTER_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_MASTER_IP##/${NODE_MASTER_IPS[i]}/" kube-apiserver.service.template > kube-apiserver-${NODE_MASTER_IPS[i]}.service
  done
   
其中:NODE_NAMES 和 NODE_IPS 為相同長度的 bash 數組,分別為節點名稱和對應的 IP;
   
[root@k8s-master01 work]# ll kube-apiserver*.service
-rw-r--r-- 1 root root 2718 Jun 18 10:38 kube-apiserver-172.16.60.241.service
-rw-r--r-- 1 root root 2718 Jun 18 10:38 kube-apiserver-172.16.60.242.service
-rw-r--r-- 1 root root 2718 Jun 18 10:38 kube-apiserver-172.16.60.243.service
   
分發生成的 systemd unit 文件, 文件重命名為 kube-apiserver.service;
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-apiserver-${node_master_ip}.service root@${node_master_ip}:/etc/systemd/system/kube-apiserver.service
  done
   
6) 啟動 kube-apiserver 服務
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kube-apiserver"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-apiserver && systemctl restart kube-apiserver"
  done
   
注意:啟動服務前必須先創建工作目錄;
   
檢查 kube-apiserver 運行狀態
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl status kube-apiserver |grep 'Active:'"
  done
   
預期輸出:
>>> 172.16.60.241
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 10:42:42 CST; 1min 6s ago
>>> 172.16.60.242
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 10:42:47 CST; 1min 2s ago
>>> 172.16.60.243
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 10:42:51 CST; 58s ago
   
確保狀態為 active (running),否則查看日志,確認原因(journalctl -u kube-apiserver)
   
7)打印 kube-apiserver 寫入 etcd 的數據
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# ETCDCTL_API=3 etcdctl \
    --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
    --cacert=/opt/k8s/work/ca.pem \
    --cert=/opt/k8s/work/etcd.pem \
    --key=/opt/k8s/work/etcd-key.pem \
    get /registry/ --prefix --keys-only
   
預期會打印出很多寫入到etcd中的數據信息
   
8)檢查集群信息
[root@k8s-master01 work]# kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://172.16.60.250:8443
To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
   
[root@k8s-master01 work]# kubectl get all --all-namespaces
NAMESPACE   NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
default     service/kubernetes   ClusterIP   10.254.0.1   <none>        443/TCP   8m25s
   
查看集群狀態信息
[root@k8s-master01 work]# kubectl get componentstatuses            #或者執行命令"kubectl get cs"
NAME                 STATUS      MESSAGE                                                                                     ERROR
controller-manager   Unhealthy   Get http://127.0.0.1:10252/healthz: dial tcp 127.0.0.1:10252: connect: connection refused
scheduler            Unhealthy   Get http://127.0.0.1:10251/healthz: dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused
etcd-0               Healthy     {"health":"true"}                                                                        
etcd-2               Healthy     {"health":"true"}                                                                        
etcd-1               Healthy     {"health":"true"}
   
controller-managerhe 和 schedule狀態為Unhealthy,是因為此時還沒有部署這兩個組件,待后續部署好之后再查看~
   
這里注意:
-> 如果執行 kubectl 命令式時輸出如下錯誤信息,則說明使用的 ~/.kube/config 文件不對,請切換到正確的賬戶后再執行該命令:
   The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?
-> 執行 kubectl get componentstatuses 命令時,apiserver 默認向 127.0.0.1 發送請求。當 controller-manager、scheduler 以集群模式運行時,有可能和kube-apiserver
   不在一臺機器上,這時 controller-manager 或 scheduler 的狀態為 Unhealthy,但實際上它們工作正常。
   
9) 檢查 kube-apiserver 監聽的端口
[root@k8s-master01 work]# netstat -lnpt|grep kube
tcp        0      0 172.16.60.241:6443      0.0.0.0:*               LISTEN      15516/kube-apiserve
   
需要注意:
6443: 接收 https 請求的安全端口,對所有請求做認證和授權;
由于關閉了非安全端口,故沒有監聽 8080;
   
10)授予 kube-apiserver 訪問 kubelet API 的權限
在執行 kubectl exec、run、logs 等命令時,apiserver 會將請求轉發到 kubelet 的 https 端口。
這里定義 RBAC 規則,授權 apiserver 使用的證書(kubernetes.pem)用戶名(CN:kuberntes)訪問 kubelet API 的權限:
   
[root@k8s-master01 work]# kubectl create clusterrolebinding kube-apiserver:kubelet-apis --clusterrole=system:kubelet-api-admin --user kubernetes

11)查看kube-apiserver輸出的metrics
需要用到根證書

使用nginx的代理端口獲取metrics
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.250:8443/metrics|head
# HELP APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_adds (Deprecated) Total number of adds handled by workqueue: APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1
# TYPE APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_adds counter
APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_adds 12194
# HELP APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_depth (Deprecated) Current depth of workqueue: APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1
# TYPE APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_depth gauge
APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_depth 0
# HELP APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_longest_running_processor_microseconds (Deprecated) How many microseconds has the longest running processor for APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1 been running.
# TYPE APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_longest_running_processor_microseconds gauge
APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_longest_running_processor_microseconds 0
# HELP APIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1_queue_latency (Deprecated) How long an item stays in workqueueAPIServiceOpenAPIAggregationControllerQueue1 before being requested.

直接使用kube-apiserver節點端口獲取metrics
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.241:6443/metrics|head
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.242:6443/metrics|head
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.243:6443/metrics|head

8.2 - 部署高可用 kube-controller-manager 集群

該集群包含 3 個節點,啟動后將通過競爭選舉機制產生一個 leader 節點,其它節點為阻塞狀態。當 leader 節點不可用時,阻塞的節點將再次進行選舉產生新的 leader 節點,從而保證服務的可用性。為保證通信安全,本文檔先生成 x509 證書和私鑰,kube-controller-manager 在如下兩種情況下使用該證書:與 kube-apiserver 的安全端口通信; 在安全端口(https,10252) 輸出 prometheus 格式的 metrics;下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1)創建 kube-controller-manager 證書和私鑰
創建證書簽名請求:
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-controller-manager-csr.json <<EOF
{
    "CN": "system:kube-controller-manager",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "172.16.60.241",
      "172.16.60.242",
      "172.16.60.243"
    ],
    "names": [
      {
        "C": "CN",
        "ST": "BeiJing",
        "L": "BeiJing",
        "O": "system:kube-controller-manager",
        "OU": "4Paradigm"
      }
    ]
}
EOF
  
? hosts 列表包含所有 kube-controller-manager 節點 IP;
? CN 為 system:kube-controller-manager、O 為 system:kube-controller-manager,kubernetes 內置的 ClusterRoleBindings system:kube-controller-manager
  賦予 kube-controller-manager 工作所需的權限。
  
生成證書和私鑰
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
  -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
  -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
  -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager
  
[root@k8s-master01 work]# ll kube-controller-manager*pem
-rw------- 1 root root 1679 Jun 18 11:43 kube-controller-manager-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1517 Jun 18 11:43 kube-controller-manager.pem
  
將生成的證書和私鑰分發到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-controller-manager*.pem root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/cert/
  done
  
2) 創建和分發 kubeconfig 文件
kube-controller-manager 使用 kubeconfig 文件訪問 apiserver,該文件提供了 apiserver 地址、嵌入的 CA 證書和 kube-controller-manager 證書:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/k8s/work/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-credentials system:kube-controller-manager \
  --client-certificate=kube-controller-manager.pem \
  --client-key=kube-controller-manager-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-context system:kube-controller-manager \
  --cluster=kubernetes \
  --user=system:kube-controller-manager \
  --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl config use-context system:kube-controller-manager --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
分發 kubeconfig 到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-controller-manager.kubeconfig root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/
  done
  
3) 創建和分發kube-controller-manager system unit 文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-controller-manager.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
  
[Service]
WorkingDirectory=${K8S_DIR}/kube-controller-manager
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-controller-manager \\
  --profiling \\
  --cluster-name=kubernetes \\
  --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner \\
  --kube-api-qps=1000 \\
  --kube-api-burst=2000 \\
  --leader-elect \\
  --use-service-account-credentials=true \\
  --concurrent-service-syncs=2 \\
  --bind-address=0.0.0.0 \\
  --tls-cert-file=/etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager.pem \\
  --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager-key.pem \\
  --authentication-kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-controller-manager.kubeconfig \\
  --client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --requestheader-allowed-names="" \\
  --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --requestheader-extra-headers-prefix="X-Remote-Extra-" \\
  --requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
  --requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
  --authorization-kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-controller-manager.kubeconfig \\
  --cluster-signing-cert-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --cluster-signing-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem \\
  --experimental-cluster-signing-duration=8760h \\
  --horizontal-pod-autoscaler-sync-period=10s \\
  --concurrent-deployment-syncs=10 \\
  --concurrent-gc-syncs=30 \\
  --node-cidr-mask-size=24 \\
  --service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \\
  --pod-eviction-timeout=6m \\
  --terminated-pod-gc-threshold=10000 \\
  --root-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem \\
  --kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-controller-manager.kubeconfig \\
  --logtostderr=true \\
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5
  
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
  
解釋說明:
下面兩行一般要去掉,否則執行"kubectl get cs"檢查集群狀態時,controller-manager狀態會為"Unhealthy"
--port=0:關閉監聽非安全端口(http),同時 --address 參數無效,--bind-address 參數有效;
--secure-port=10252
  
--bind-address=0.0.0.0: 在所有網絡接口監聽 10252 端口的 https /metrics 請求;
--kubeconfig:指定 kubeconfig 文件路徑,kube-controller-manager 使用它連接和驗證 kube-apiserver;
--authentication-kubeconfig 和 --authorization-kubeconfig:kube-controller-manager 使用它連接 apiserver,對 client 的請求進行認證和授權。kube-controller-manager 不再使用 --tls-ca-file 對請求 https metrics 的 Client 證書進行校驗。如果沒有配置這兩個 kubeconfig 參數,則 client 連接 kube-controller-manager https 端口的請求會被拒絕(提示權限不足)。
--cluster-signing-*-file:簽名 TLS Bootstrap 創建的證書;
--experimental-cluster-signing-duration:指定 TLS Bootstrap 證書的有效期;
--root-ca-file:放置到容器 ServiceAccount 中的 CA 證書,用來對 kube-apiserver 的證書進行校驗;
--service-account-private-key-file:簽名 ServiceAccount 中 Token 的私鑰文件,必須和 kube-apiserver 的 --service-account-key-file 指定的公鑰文件配對使用;
--service-cluster-ip-range :指定 Service Cluster IP 網段,必須和 kube-apiserver 中的同名參數一致;
--leader-elect=true:集群運行模式,啟用選舉功能;被選為 leader 的節點負責處理工作,其它節點為阻塞狀態;
--controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner:啟用的控制器列表,tokencleaner 用于自動清理過期的 Bootstrap token;
--horizontal-pod-autoscaler-*:custom metrics 相關參數,支持 autoscaling/v2alpha1;
--tls-cert-file、--tls-private-key-file:使用 https 輸出 metrics 時使用的 Server 證書和秘鑰;
--use-service-account-credentials=true: kube-controller-manager 中各 controller 使用 serviceaccount 訪問 kube-apiserver;
  
為各節點創建和分發 kube-controller-mananger systemd unit 文件
替換模板文件中的變量,為各節點創建 systemd unit 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    sed -e "s/##NODE_MASTER_NAME##/${NODE_MASTER_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_MASTER_IP##/${NODE_MASTER_IPS[i]}/" kube-controller-manager.service.template > kube-controller-manager-${NODE_MASTER_IPS[i]}.service
  done
  
注意: NODE_NAMES 和 NODE_IPS 為相同長度的 bash 數組,分別為節點名稱和對應的 IP;
  
[root@k8s-master01 work]# ll kube-controller-manager*.service
-rw-r--r-- 1 root root 1878 Jun 18 12:45 kube-controller-manager-172.16.60.241.service
-rw-r--r-- 1 root root 1878 Jun 18 12:45 kube-controller-manager-172.16.60.242.service
-rw-r--r-- 1 root root 1878 Jun 18 12:45 kube-controller-manager-172.16.60.243.service
  
分發到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-controller-manager-${node_master_ip}.service root@${node_master_ip}:/etc/systemd/system/kube-controller-manager.service
  done
  
注意:文件重命名為 kube-controller-manager.service;
  
啟動 kube-controller-manager 服務
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kube-controller-manager"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-controller-manager && systemctl restart kube-controller-manager"
  done
  
注意:啟動服務前必須先創建工作目錄;
  
檢查服務運行狀態
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl status kube-controller-manager|grep Active"
  done
  
預期輸出結果:
>>> 172.16.60.241
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 12:49:11 CST; 1min 7s ago
>>> 172.16.60.242
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 12:49:11 CST; 1min 7s ago
>>> 172.16.60.243
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 12:49:12 CST; 1min 7s ago
  
確保狀態為 active (running),否則查看日志,確認原因(journalctl -u kube-controller-manager)
  
kube-controller-manager 監聽 10252 端口,接收 https 請求:
[root@k8s-master01 work]# netstat -lnpt|grep kube-controll
tcp        0      0 172.16.60.241:10252     0.0.0.0:*               LISTEN      25709/kube-controll
  
檢查集群狀態,controller-manager的狀態為"ok"
注意:當kube-controller-manager集群中的1個或2個節點的controller-manager服務掛掉,只要有一個節點的controller-manager服務活著,
則集群中controller-manager的狀態仍然為"ok",仍然會繼續提供服務!
[root@k8s-master01 work]# kubectl get cs
NAME                 STATUS      MESSAGE                                                                                     ERROR
scheduler            Unhealthy   Get http://127.0.0.1:10251/healthz: dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused 
controller-manager   Healthy     ok                                                                                        
etcd-0               Healthy     {"health":"true"}                                                                         
etcd-1               Healthy     {"health":"true"}                                                                         
etcd-2               Healthy     {"health":"true"}
  
4) 查看輸出的 metrics
注意:以下命令在3臺kube-controller-manager節點上執行。
  
由于在kube-controller-manager啟動文件中關掉了"--port=0"和"--secure-port=10252"這兩個參數,則只能通過http方式獲取到kube-controller-manager
輸出的metrics信息。kube-controller-manager一般不會被訪問,只有在監控時采集metrcis指標數據時被訪問。
  
[root@k8s-master01 work]# curl -s http://172.16.60.241:10252/metrics|head                                    
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
  
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem http://172.16.60.241:10252/metrics |head
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
  
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem http://127.0.0.1:10252/metrics |head  
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

[root@k8s-master01 ~]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem http://172.16.60.241:10252/metrics |head
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
  
5) kube-controller-manager 的權限
ClusteRole system:kube-controller-manager 的權限很小,只能創建 secret、serviceaccount 等資源對象,各 controller 的權限分散到 ClusterRole system:controller:XXX 中:
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl describe clusterrole system:kube-controller-manager
Name:         system:kube-controller-manager
Labels:       kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults
Annotations:  rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: true
PolicyRule:
  Resources                                  Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------                                  -----------------  --------------  -----
  secrets                                    []                 []              [create delete get update]
  endpoints                                  []                 []              [create get update]
  serviceaccounts                            []                 []              [create get update]
  events                                     []                 []              [create patch update]
  tokenreviews.authentication.k8s.io         []                 []              [create]
  subjectaccessreviews.authorization.k8s.io  []                 []              [create]
  configmaps                                 []                 []              [get]
  namespaces                                 []                 []              [get]
  *.*                                        []                 []              [list watch]
  
需要在 kube-controller-manager 的啟動參數中添加 --use-service-account-credentials=true 參數,這樣 main controller 會為各 controller 創建對應的 ServiceAccount XXX-controller。
內置的 ClusterRoleBinding system:controller:XXX 將賦予各 XXX-controller ServiceAccount 對應的 ClusterRole system:controller:XXX 權限。
  
[root@k8s-master01 work]# kubectl get clusterrole|grep controller
system:controller:attachdetach-controller                              141m
system:controller:certificate-controller                               141m
system:controller:clusterrole-aggregation-controller                   141m
system:controller:cronjob-controller                                   141m
system:controller:daemon-set-controller                                141m
system:controller:deployment-controller                                141m
system:controller:disruption-controller                                141m
system:controller:endpoint-controller                                  141m
system:controller:expand-controller                                    141m
system:controller:generic-garbage-collector                            141m
system:controller:horizontal-pod-autoscaler                            141m
system:controller:job-controller                                       141m
system:controller:namespace-controller                                 141m
system:controller:node-controller                                      141m
system:controller:persistent-volume-binder                             141m
system:controller:pod-garbage-collector                                141m
system:controller:pv-protection-controller                             141m
system:controller:pvc-protection-controller                            141m
system:controller:replicaset-controller                                141m
system:controller:replication-controller                               141m
system:controller:resourcequota-controller                             141m
system:controller:route-controller                                     141m
system:controller:service-account-controller                           141m
system:controller:service-controller                                   141m
system:controller:statefulset-controller                               141m
system:controller:ttl-controller                                       141m
system:kube-controller-manager                                         141m
  
以 deployment controller 為例:
[root@k8s-master01 work]# kubectl describe clusterrole system:controller:deployment-controller
Name:         system:controller:deployment-controller
Labels:       kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults
Annotations:  rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: true
PolicyRule:
  Resources                          Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------                          -----------------  --------------  -----
  replicasets.apps                   []                 []              [create delete get list patch update watch]
  replicasets.extensions             []                 []              [create delete get list patch update watch]
  events                             []                 []              [create patch update]
  pods                               []                 []              [get list update watch]
  deployments.apps                   []                 []              [get list update watch]
  deployments.extensions             []                 []              [get list update watch]
  deployments.apps/finalizers        []                 []              [update]
  deployments.apps/status            []                 []              [update]
  deployments.extensions/finalizers  []                 []              [update]
  deployments.extensions/status      []                 []              [update]
  
6)查看kube-controller-manager集群中當前的leader
[root@k8s-master01 work]# kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system  -o yaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  annotations:
    control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"k8s-master02_4e449819-9185-11e9-82b6-005056ac42a4","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2019-06-18T04:55:49Z","renewTime":"2019-06-18T05:04:54Z","leaderTransitions":3}'
  creationTimestamp: "2019-06-18T04:03:07Z"
  name: kube-controller-manager
  namespace: kube-system
  resourceVersion: "4604"
  selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-controller-manager
  uid: fa824018-917d-11e9-90d4-005056ac7c81
  
可見,當前的leader為k8s-master02節點。
  
測試 kube-controller-manager 集群的高可用
停掉一個或兩個節點的 kube-controller-manager 服務,觀察其它節點的日志,看是否獲取了 leader 權限。
  
比如停掉k8s-master02節點的kube-controller-manager 服務
[root@k8s-master02 ~]# systemctl stop kube-controller-manager 
[root@k8s-master02 ~]# ps -ef|grep kube-controller-manager
root     25677 11006  0 13:06 pts/0    00:00:00 grep --color=auto kube-controller-manager
  
接著觀察kube-controller-manager集群當前的leader情況
[root@k8s-master01 work]# kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system  -o yaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  annotations:
    control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"k8s-master03_4e4c28b5-9185-11e9-b98a-005056ac7136","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2019-06-18T05:06:32Z","renewTime":"2019-06-18T05:06:57Z","leaderTransitions":4}'
  creationTimestamp: "2019-06-18T04:03:07Z"
  name: kube-controller-manager
  namespace: kube-system
  resourceVersion: "4695"
  selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-controller-manager
  uid: fa824018-917d-11e9-90d4-005056ac7c81
  
發現當前leader已經轉移到k8s-master03節點上了!!

8.3 - 部署高可用 kube-scheduler 集群

該集群包含 3 個節點,啟動后將通過競爭選舉機制產生一個 leader 節點,其它節點為阻塞狀態。當 leader 節點不可用后,剩余節點將再次進行選舉產生新的 leader 節點,從而保證服務的可用性。為保證通信安全,本文檔先生成 x509 證書和私鑰,

kube-scheduler 在如下兩種情況下使用該證書:

與kube-apiserver 的安全端口通信;在安全端口(https,10251) 輸出 prometheus 格式的 metrics;

下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1)創建 kube-scheduler 證書和私鑰
創建證書簽名請求:
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-scheduler-csr.json <<EOF
{
    "CN": "system:kube-scheduler",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "172.16.60.241",
      "172.16.60.242",
      "172.16.60.243"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
      {
        "C": "CN",
        "ST": "BeiJing",
        "L": "BeiJing",
        "O": "system:kube-scheduler",
        "OU": "4Paradigm"
      }
    ]
}
EOF

解釋說明:
hosts 列表包含所有 kube-scheduler 節點 IP;
CN 和 O 均為 system:kube-scheduler,kubernetes 內置的 ClusterRoleBindings system:kube-scheduler 將賦予 kube-scheduler 工作所需的權限;

生成證書和私鑰:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
  -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
  -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
  -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

[root@k8s-master01 work]# ls kube-scheduler*pem
kube-scheduler-key.pem  kube-scheduler.pem

將生成的證書和私鑰分發到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-scheduler*.pem root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/cert/
  done

2) 創建和分發 kubeconfig 文件
kube-scheduler 使用 kubeconfig 文件訪問 apiserver,該文件提供了 apiserver 地址、嵌入的 CA 證書和 kube-scheduler 證書:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/k8s/work/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-credentials system:kube-scheduler \
  --client-certificate=kube-scheduler.pem \
  --client-key=kube-scheduler-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-context system:kube-scheduler \
  --cluster=kubernetes \
  --user=system:kube-scheduler \
  --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config use-context system:kube-scheduler --kubeconfig=kube-scheduler.kubeconfig

分發 kubeconfig 到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-scheduler.kubeconfig root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/
  done

3) 創建 kube-scheduler 配置文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat >kube-scheduler.yaml.template <<EOF
apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeSchedulerConfiguration
bindTimeoutSeconds: 600
clientConnection:
  burst: 200
  kubeconfig: "/etc/kubernetes/kube-scheduler.kubeconfig"
  qps: 100
enableContentionProfiling: false
enableProfiling: true
hardPodAffinitySymmetricWeight: 1
healthzBindAddress: 0.0.0.0:10251
leaderElection:
  leaderElect: true
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10251
EOF

注意:這里的ip地址最好用0.0.0.0,不然執行"kubectl get cs"查看schedule的集群狀態會是"Unhealthy"
--kubeconfig:指定 kubeconfig 文件路徑,kube-scheduler 使用它連接和驗證 kube-apiserver;
--leader-elect=true:集群運行模式,啟用選舉功能;被選為 leader 的節點負責處理工作,其它節點為阻塞狀態;

替換模板文件中的變量:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    sed -e "s/##NODE_MASTER_NAME##/${NODE_MASTER_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_MASTER_IP##/${NODE_MASTER_IPS[i]}/" kube-scheduler.yaml.template > kube-scheduler-${NODE_MASTER_IPS[i]}.yaml
  done

注意:NODE_NAMES 和 NODE_IPS 為相同長度的 bash 數組,分別為節點名稱和對應的 IP;

[root@k8s-master01 work]# ll kube-scheduler*.yaml
-rw-r--r-- 1 root root 399 Jun 18 14:57 kube-scheduler-172.16.60.241.yaml
-rw-r--r-- 1 root root 399 Jun 18 14:57 kube-scheduler-172.16.60.242.yaml
-rw-r--r-- 1 root root 399 Jun 18 14:57 kube-scheduler-172.16.60.243.yaml

分發 kube-scheduler 配置文件到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-scheduler-${node_master_ip}.yaml root@${node_master_ip}:/etc/kubernetes/kube-scheduler.yaml
  done

注意:重命名為 kube-scheduler.yaml;

4)創建 kube-scheduler systemd unit 模板文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-scheduler.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes

[Service]
WorkingDirectory=${K8S_DIR}/kube-scheduler
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-scheduler \\
  --config=/etc/kubernetes/kube-scheduler.yaml \\
  --bind-address=0.0.0.0 \\
  --tls-cert-file=/etc/kubernetes/cert/kube-scheduler.pem \\
  --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/kube-scheduler-key.pem \\
  --authentication-kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-scheduler.kubeconfig \\
  --client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --requestheader-allowed-names="" \\
  --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --requestheader-extra-headers-prefix="X-Remote-Extra-" \\
  --requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
  --requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
  --authorization-kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-scheduler.kubeconfig \\
  --logtostderr=true \\
  --v=2
Restart=always
RestartSec=5
StartLimitInterval=0

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

為各節點創建和分發 kube-scheduler systemd unit 文件
替換模板文件中的變量,為各節點創建 systemd unit 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    sed -e "s/##NODE_MASTER_NAME##/${NODE_MASTER_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_MASTER_IP##/${NODE_MASTER_IPS[i]}/" kube-scheduler.service.template > kube-scheduler-${NODE_MASTER_IPS[i]}.service
  done

其中:NODE_NAMES 和 NODE_IPS 為相同長度的 bash 數組,分別為節點名稱和對應的 IP;

[root@k8s-master01 work]# ll kube-scheduler*.service
-rw-r--r-- 1 root root 981 Jun 18 15:30 kube-scheduler-172.16.60.241.service
-rw-r--r-- 1 root root 981 Jun 18 15:30 kube-scheduler-172.16.60.242.service
-rw-r--r-- 1 root root 981 Jun 18 15:30 kube-scheduler-172.16.60.243.service

分發 systemd unit 文件到所有 master 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    scp kube-scheduler-${node_master_ip}.service root@${node_master_ip}:/etc/systemd/system/kube-scheduler.service
  done

5) 啟動 kube-scheduler 服務
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kube-scheduler"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-scheduler && systemctl restart kube-scheduler"
  done

注意:啟動服務前必須先創建工作目錄;

檢查服務運行狀態
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_master_ip in ${NODE_MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_master_ip}"
    ssh root@${node_master_ip} "systemctl status kube-scheduler|grep Active"
  done

預期輸出結果:
>>> 172.16.60.241
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 15:33:29 CST; 1min 12s ago
>>> 172.16.60.242
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 15:33:30 CST; 1min 11s ago
>>> 172.16.60.243
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 15:33:30 CST; 1min 11s ago

確保狀態為 active (running),否則查看日志,確認原因: (journalctl -u kube-scheduler)

看看集群狀態,此時狀態均為"ok"
[root@k8s-master01 work]# kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
scheduler            Healthy   ok                 
controller-manager   Healthy   ok                 
etcd-2               Healthy   {"health":"true"}  
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}  
etcd-1               Healthy   {"health":"true"}

6) 查看輸出的 metrics
注意:以下命令要在kube-scheduler集群節點上執行。

kube-scheduler監聽10251和10259端口:
10251:接收 http 請求,非安全端口,不需要認證授權;
10259:接收 https 請求,安全端口,需要認證授權;
兩個接口都對外提供 /metrics 和 /healthz 的訪問。

[root@k8s-master01 work]# netstat -lnpt |grep kube-schedule
tcp6       0      0 :::10251                :::*                    LISTEN      6075/kube-scheduler
tcp6       0      0 :::10259                :::*                    LISTEN      6075/kube-scheduler

[root@k8s-master01 work]# lsof -i:10251                   
COMMAND    PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
kube-sche 6075 root    3u  IPv6 628571      0t0  TCP *:10251 (LISTEN)

[root@k8s-master01 work]# lsof -i:10259                   
COMMAND    PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
kube-sche 6075 root    5u  IPv6 628574      0t0  TCP *:10259 (LISTEN)

下面幾種方式均能獲取到kube-schedule的metrics數據信息(分別使用http的10251 和 https的10259端口)
[root@k8s-master01 work]# curl -s http://172.16.60.241:10251/metrics |head       
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

[root@k8s-master01 work]# curl -s http://127.0.0.1:10251/metrics |head   
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem http://172.16.60.241:10251/metrics |head  
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem http://127.0.0.1:10251/metrics |head      
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.241:10259/metrics |head
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0

7)查看當前的 leader
[root@k8s-master01 work]# kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system  -o yaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  annotations:
    control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"k8s-master01_5eac29d7-919b-11e9-b242-005056ac7c81","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2019-06-18T07:33:31Z","renewTime":"2019-06-18T07:41:13Z","leaderTransitions":0}'
  creationTimestamp: "2019-06-18T07:33:31Z"
  name: kube-scheduler
  namespace: kube-system
  resourceVersion: "12218"
  selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-scheduler
  uid: 5f466875-919b-11e9-90d4-005056ac7c81

可見,當前的 leader 為 k8s-master01 節點。

測試 kube-scheduler 集群的高可用
隨便找一個或兩個 master 節點,停掉 kube-scheduler 服務,看其它節點是否獲取了 leader 權限。

比如停掉k8s-master01節點的kube-schedule服務,查看下leader的轉移情況
[root@k8s-master01 work]# systemctl stop kube-scheduler
[root@k8s-master01 work]# ps -ef|grep kube-scheduler
root      6871  2379  0 15:42 pts/2    00:00:00 grep --color=auto kube-scheduler

再次看看當前的leader,發現leader已經轉移為k8s-master02節點了
[root@k8s-master01 work]# kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system  -o yaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  annotations:
    control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"k8s-master02_5efade79-919b-11e9-bbe2-005056ac42a4","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2019-06-18T07:43:03Z","renewTime":"2019-06-18T07:43:12Z","leaderTransitions":1}'
  creationTimestamp: "2019-06-18T07:33:31Z"
  name: kube-scheduler
  namespace: kube-system
  resourceVersion: "12363"
  selfLink: /api/v1/namespaces/kube-system/endpoints/kube-scheduler
  uid: 5f466875-919b-11e9-90d4-005056ac7c81

九、部署node工作節點

kubernetes node節點運行的組件有docker、kubelet、kube-proxy、flanneld。

下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

安裝依賴包
[root@k8s-master01 ~]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 ~]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "yum install -y epel-release"
    ssh root@${node_node_ip} "yum install -y conntrack ipvsadm ntp ntpdate ipset jq iptables curl sysstat libseccomp && modprobe ip_vs "
  done

9.1 - 部署 docker 組件

docker 運行和管理容器,kubelet 通過 Container Runtime Interface (CRI) 與它進行交互。

下面操作均在k8s-master01上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1) 下載和分發 docker 二進制文件
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# wget https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-18.09.6.tgz
[root@k8s-master01 work]# tar -xvf docker-18.09.6.tgz

分發二進制文件到所有node節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    scp docker/*  root@${node_node_ip}:/opt/k8s/bin/
    ssh root@${node_node_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done

2) 創建和分發 systemd unit 文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > docker.service <<"EOF"
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=http://docs.docker.io

[Service]
WorkingDirectory=##DOCKER_DIR##
Environment="PATH=/opt/k8s/bin:/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin"
EnvironmentFile=-/run/flannel/docker
ExecStart=/opt/k8s/bin/dockerd $DOCKER_NETWORK_OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
Delegate=yes
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

注意事項:
-> EOF 前后有雙引號,這樣 bash 不會替換文檔中的變量,如 $DOCKER_NETWORK_OPTIONS (這些環境變量是 systemd 負責替換的。);
-> dockerd 運行時會調用其它 docker 命令,如 docker-proxy,所以需要將 docker 命令所在的目錄加到 PATH 環境變量中;
-> flanneld 啟動時將網絡配置寫入 /run/flannel/docker 文件中,dockerd 啟動前讀取該文件中的環境變量 DOCKER_NETWORK_OPTIONS ,然后設置 docker0 網橋網段;
-> 如果指定了多個 EnvironmentFile 選項,則必須將 /run/flannel/docker 放在最后(確保 docker0 使用 flanneld 生成的 bip 參數);
-> docker 需要以 root 用于運行;
-> docker 從 1.13 版本開始,可能將 iptables FORWARD chain的默認策略設置為DROP,從而導致 ping 其它 Node 上的 Pod IP 失敗,遇到這種情況時,需要手動設置策略為 ACCEPT:
   # iptables -P FORWARD ACCEPT
   并且把以下命令寫入 /etc/rc.local 文件中,防止節點重啟iptables FORWARD chain的默認策略又還原為DROP
   # /sbin/iptables -P FORWARD ACCEPT

分發 systemd unit 文件到所有node節點機器:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# sed -i -e "s|##DOCKER_DIR##|${DOCKER_DIR}|" docker.service
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    scp docker.service root@${node_node_ip}:/etc/systemd/system/
  done

3) 配置和分發 docker 配置文件
使用國內的倉庫鏡像服務器以加快 pull image 的速度,同時增加下載的并發數 (需要重啟 dockerd 生效):
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > docker-daemon.json <<EOF
{
    "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn","https://hub-mirror.c.163.com"],
    "insecure-registries": ["docker02:35000"],
    "max-concurrent-downloads": 20,
    "live-restore": true,
    "max-concurrent-uploads": 10,
    "debug": true,
    "data-root": "${DOCKER_DIR}/data",
    "exec-root": "${DOCKER_DIR}/exec",
    "log-opts": {
      "max-size": "100m",
      "max-file": "5"
    }
}
EOF

分發 docker 配置文件到所有 node 節點:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "mkdir -p  /etc/docker/ ${DOCKER_DIR}/{data,exec}"
    scp docker-daemon.json root@${node_node_ip}:/etc/docker/daemon.json
  done

4) 啟動 docker 服務
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable docker && systemctl restart docker"
  done

檢查服務運行狀態
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "systemctl status docker|grep Active"
  done

預期輸出結果:
>>> 172.16.60.244
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 16:28:32 CST; 42s ago
>>> 172.16.60.245
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 16:28:31 CST; 42s ago
>>> 172.16.60.246
   Active: active (running) since Tue 2019-06-18 16:28:32 CST; 42s ago

確保狀態為 active (running),否則查看日志,確認原因 (journalctl -u docker)

5) 檢查 docker0 網橋
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "/usr/sbin/ip addr show flannel.1 && /usr/sbin/ip addr show docker0"
  done

預期輸出結果:
>>> 172.16.60.244
3: flannel.1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/ether c6:c2:d1:5a:9a:8a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.88.0/32 scope global flannel.1
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:27:3c:5e:5f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.88.1/21 brd 172.30.95.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
>>> 172.16.60.245
3: flannel.1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/ether 02:36:1d:ab:c4:86 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.56.0/32 scope global flannel.1
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:6f:36:7d:fb brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.56.1/21 brd 172.30.63.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
>>> 172.16.60.246
3: flannel.1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/ether 4e:73:d1:0e:27:c0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.72.0/32 scope global flannel.1
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:21:39:f4:9e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.72.1/21 brd 172.30.79.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever

確認各node節點的docker0網橋和flannel.1接口的IP一定要處于同一個網段中(如下 172.30.88.0/32 位于 172.30.88.1/21 中)!!!

到任意一個node節點上查看 docker 的狀態信息
[root@k8s-node01 ~]# ps -elfH|grep docker
0 S root     21573 18744  0  80   0 - 28180 pipe_w 16:32 pts/2    00:00:00         grep --color=auto docker
4 S root     21147     1  0  80   0 - 173769 futex_ 16:28 ?       00:00:00   /opt/k8s/bin/dockerd --bip=172.30.88.1/21 --ip-masq=false --mtu=1450
4 S root     21175 21147  0  80   0 - 120415 futex_ 16:28 ?       00:00:00     containerd --config /data/k8s/docker/exec/containerd/containerd.toml --log-level debug

[root@k8s-node01 ~]# docker info
Containers: 0
 Running: 0
 Paused: 0
 Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 18.09.6
Storage Driver: overlay2
 Backing Filesystem: xfs
 Supports d_type: true
 Native Overlay Diff: true
Logging Driver: json-file
Cgroup Driver: cgroupfs
Plugins:
 Volume: local
 Network: bridge host macvlan null overlay
 Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local logentries splunk syslog
Swarm: inactive
Runtimes: runc
Default Runtime: runc
Init Binary: docker-init
containerd version: bb71b10fd8f58240ca47fbb579b9d1028eea7c84
runc version: 2b18fe1d885ee5083ef9f0838fee39b62d653e30
init version: fec3683
Security Options:
 seccomp
  Profile: default
Kernel Version: 4.4.181-1.el7.elrepo.x86_64
Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
OSType: linux
Architecture: x86_64
CPUs: 4
Total Memory: 3.859GiB
Name: k8s-node01
ID: R24D:75E5:2OWS:SNU5:NPSE:SBKH:WKLZ:2ZH7:6ITY:3BE2:YHRG:6WRU
Docker Root Dir: /data/k8s/docker/data
Debug Mode (client): false
Debug Mode (server): true
 File Descriptors: 22
 Goroutines: 43
 System Time: 2019-06-18T16:32:44.260301822+08:00
 EventsListeners: 0
Registry: https://index.docker.io/v1/
Labels:
Experimental: false
Insecure Registries:
 docker02:35000
 127.0.0.0/8
Registry Mirrors:
 https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/
 https://hub-mirror.c.163.com/
Live Restore Enabled: true
Product License: Community Engine

9.2 - 部署 kubelet 組件

kubelet 運行在每個node節點上,接收 kube-apiserver 發送的請求,管理 Pod 容器,執行交互式命令,如 exec、run、logs 等。kubelet 啟動時自動向 kube-apiserver 注冊節點信息,內置的 cadvisor 統計和監控節點的資源使用情況。為確保安全,部署時關閉了 kubelet 的非安全 http 端口,對請求進行認證和授權,拒絕未授權的訪問(如 apiserver、heapster 的請求)。

下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1)下載和分發 kubelet 二進制文件
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    scp kubernetes/server/bin/kubelet root@${node_node_ip}:/opt/k8s/bin/
    ssh root@${node_node_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done
    
2)創建 kubelet bootstrap kubeconfig 文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_name in ${NODE_NODE_NAMES[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_name}"
    
    # 創建 token
    export BOOTSTRAP_TOKEN=$(kubeadm token create \
      --description kubelet-bootstrap-token \
      --groups system:bootstrappers:${node_node_name} \
      --kubeconfig ~/.kube/config)
    
    # 設置集群參數
    kubectl config set-cluster kubernetes \
      --certificate-authority=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
      --embed-certs=true \
      --server=${KUBE_APISERVER} \
      --kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_node_name}.kubeconfig
    
    # 設置客戶端認證參數
    kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
      --token=${BOOTSTRAP_TOKEN} \
      --kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_node_name}.kubeconfig
    
    # 設置上下文參數
    kubectl config set-context default \
      --cluster=kubernetes \
      --user=kubelet-bootstrap \
      --kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_node_name}.kubeconfig
    
    # 設置默認上下文
    kubectl config use-context default --kubeconfig=kubelet-bootstrap-${node_node_name}.kubeconfig
  done
    
解釋說明: 向 kubeconfig 寫入的是 token,bootstrap 結束后 kube-controller-manager 為 kubelet 創建 client 和 server 證書;
    
查看 kubeadm 為各節點創建的 token:
[root@k8s-master01 work]# kubeadm token list --kubeconfig ~/.kube/config
TOKEN                     TTL       EXPIRES                     USAGES                   DESCRIPTION               EXTRA GROUPS
0zqowl.aye8f834jtq9vm9t   23h       2019-06-19T16:50:43+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-node03
b46tq2.muab337gxwl0dsqn   23h       2019-06-19T16:50:43+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-node02
heh51x.foguhh2qa5crpzlq   23h       2019-06-19T16:50:42+08:00   authentication,signing   kubelet-bootstrap-token   system:bootstrappers:k8s-node01
    
解釋說明:
-> token 有效期為 1 天,超期后將不能再被用來 boostrap kubelet,且會被 kube-controller-manager 的 tokencleaner 清理;
-> kube-apiserver 接收 kubelet 的 bootstrap token 后,將請求的 user 設置為 system:bootstrap:<Token ID>,group 設置為 system:bootstrappers,
   后續將為這個 group 設置 ClusterRoleBinding;
    
查看各 token 關聯的 Secret:
[root@k8s-master01 work]# kubectl get secrets  -n kube-system|grep bootstrap-token
bootstrap-token-0zqowl                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      88s
bootstrap-token-b46tq2                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      88s
bootstrap-token-heh51x                           bootstrap.kubernetes.io/token         7      89s
    
3) 分發 bootstrap kubeconfig 文件到所有node節點
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_name in ${NODE_NODE_NAMES[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_name}"
    scp kubelet-bootstrap-${node_node_name}.kubeconfig root@${node_node_name}:/etc/kubernetes/kubelet-bootstrap.kubeconfig
  done
    
4) 創建和分發 kubelet 參數配置文件
從 v1.10 開始,部分 kubelet 參數需在配置文件中配置,kubelet --help 會提示:
DEPRECATED: This parameter should be set via the config file specified by the Kubelet's --config flag
    
創建 kubelet 參數配置文件模板:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kubelet-config.yaml.template <<EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: "##NODE_NODE_IP##"
staticPodPath: ""
syncFrequency: 1m
fileCheckFrequency: 20s
httpCheckFrequency: 20s
staticPodURL: ""
port: 10250
readOnlyPort: 0
rotateCertificates: true
serverTLSBootstrap: true
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: "/etc/kubernetes/cert/ca.pem"
authorization:
  mode: Webhook
registryPullQPS: 0
registryBurst: 20
eventRecordQPS: 0
eventBurst: 20
enableDebuggingHandlers: true
enableContentionProfiling: true
healthzPort: 10248
healthzBindAddress: "##NODE_NODE_IP##"
clusterDomain: "${CLUSTER_DNS_DOMAIN}"
clusterDNS:
  - "${CLUSTER_DNS_SVC_IP}"
nodeStatusUpdateFrequency: 10s
nodeStatusReportFrequency: 1m
imageMinimumGCAge: 2m
imageGCHighThresholdPercent: 85
imageGCLowThresholdPercent: 80
volumeStatsAggPeriod: 1m
kubeletCgroups: ""
systemCgroups: ""
cgroupRoot: ""
cgroupsPerQOS: true
cgroupDriver: cgroupfs
runtimeRequestTimeout: 10m
hairpinMode: promiscuous-bridge
maxPods: 220
podCIDR: "${CLUSTER_CIDR}"
podPidsLimit: -1
resolvConf: /etc/resolv.conf
maxOpenFiles: 1000000
kubeAPIQPS: 1000
kubeAPIBurst: 2000
serializeImagePulls: false
evictionHard:
  memory.available:  "100Mi"
nodefs.available:  "10%"
nodefs.inodesFree: "5%"
imagefs.available: "15%"
evictionSoft: {}
enableControllerAttachDetach: true
failSwapOn: true
containerLogMaxSize: 20Mi
containerLogMaxFiles: 10
systemReserved: {}
kubeReserved: {}
systemReservedCgroup: ""
kubeReservedCgroup: ""
enforceNodeAllocatable: ["pods"]
EOF
    
解釋說明:
-> address:kubelet 安全端口(https,10250)監聽的地址,不能為 127.0.0.1,否則 kube-apiserver、heapster 等不能調用 kubelet 的 API;
-> readOnlyPort=0:關閉只讀端口(默認 10255),等效為未指定;
-> authentication.anonymous.enabled:設置為 false,不允許匿名?訪問 10250 端口;
-> authentication.x509.clientCAFile:指定簽名客戶端證書的 CA 證書,開啟 HTTP 證書認證;
-> authentication.webhook.enabled=true:開啟 HTTPs bearer token 認證;
-> 對于未通過 x509 證書和 webhook 認證的請求(kube-apiserver 或其他客戶端),將被拒絕,提示 Unauthorized;
-> authroization.mode=Webhook:kubelet 使用 SubjectAccessReview API 查詢 kube-apiserver 某 user、group 是否具有操作資源的權限(RBAC);
-> featureGates.RotateKubeletClientCertificate、featureGates.RotateKubeletServerCertificate:自動 rotate 證書,證書的有效期取決于
   kube-controller-manager 的 --experimental-cluster-signing-duration 參數;
-> 需要 root 賬戶運行;
    
為各節點創建和分發 kubelet 配置文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    sed -e "s/##NODE_NODE_IP##/${node_node_ip}/" kubelet-config.yaml.template > kubelet-config-${node_node_ip}.yaml.template
    scp kubelet-config-${node_node_ip}.yaml.template root@${node_node_ip}:/etc/kubernetes/kubelet-config.yaml
  done
    
5)創建和分發 kubelet systemd unit 文件
創建 kubelet systemd unit 文件模板:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kubelet.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=docker.service
Requires=docker.service
    
[Service]
WorkingDirectory=${K8S_DIR}/kubelet
ExecStart=/opt/k8s/bin/kubelet \\
  --allow-privileged=true \\
  --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet-bootstrap.kubeconfig \\
  --cert-dir=/etc/kubernetes/cert \\
  --cni-conf-dir=/etc/cni/net.d \\
  --container-runtime=docker \\
  --container-runtime-endpoint=unix:///var/run/dockershim.sock \\
  --root-dir=${K8S_DIR}/kubelet \\
  --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig \\
  --config=/etc/kubernetes/kubelet-config.yaml \\
  --hostname-override=##NODE_NODE_NAME## \\
  --pod-infra-container-image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/k8s_images/pause-amd64:3.1 \\
  --image-pull-progress-deadline=15m \\
  --volume-plugin-dir=${K8S_DIR}/kubelet/kubelet-plugins/volume/exec/ \\
  --logtostderr=true \\
  --v=2
Restart=always
RestartSec=5
StartLimitInterval=0
    
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
    
解釋說明:
-> 如果設置了 --hostname-override 選項,則 kube-proxy 也需要設置該選項,否則會出現找不到 Node 的情況;
-> --bootstrap-kubeconfig:指向 bootstrap kubeconfig 文件,kubelet 使用該文件中的用戶名和 token 向 kube-apiserver 發送 TLS Bootstrapping 請求;
-> K8S approve kubelet 的 csr 請求后,在 --cert-dir 目錄創建證書和私鑰文件,然后寫入 --kubeconfig 文件;
-> --pod-infra-container-image 不使用 redhat 的 pod-infrastructure:latest 鏡像,它不能回收容器的僵尸;
    
為各節點創建和分發 kubelet systemd unit 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_name in ${NODE_NODE_NAMES[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_name}"
    sed -e "s/##NODE_NODE_NAME##/${node_node_name}/" kubelet.service.template > kubelet-${node_node_name}.service
    scp kubelet-${node_node_name}.service root@${node_node_name}:/etc/systemd/system/kubelet.service
  done
    
6)Bootstrap Token Auth 和授予權限
-> kubelet啟動時查找--kubeletconfig參數對應的文件是否存在,如果不存在則使用 --bootstrap-kubeconfig 指定的 kubeconfig 文件向 kube-apiserver 發送證書簽名請求 (CSR)。
-> kube-apiserver 收到 CSR 請求后,對其中的 Token 進行認證,認證通過后將請求的 user 設置為 system:bootstrap:<Token ID>,group 設置為 system:bootstrappers,
   這一過程稱為 Bootstrap Token Auth。
-> 默認情況下,這個 user 和 group 沒有創建 CSR 的權限,kubelet 啟動失敗,錯誤日志如下:
   # journalctl -u kubelet -a |grep -A 2 'certificatesigningrequests'
   May 9 22:48:41 k8s-master01 kubelet[128468]: I0526 22:48:41.798230  128468 certificate_manager.go:366] Rotating certificates
   May 9 22:48:41 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:41.801997  128468 certificate_manager.go:385] Failed while requesting a signed certificate from the master: cannot cre
   ate certificate signing request: certificatesigningrequests.certificates.k8s.io is forbidden: User "system:bootstrap:82jfrm" cannot create resource "certificatesigningrequests" i
   n API group "certificates.k8s.io" at the cluster scope
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.044828  128468 kubelet.go:2244] node "k8s-master01" not found
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.078658  128468 reflector.go:126] k8s.io/kubernetes/pkg/kubelet/kubelet.go:442: Failed to list *v1.Service: Unauthor
   ized
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.079873  128468 reflector.go:126] k8s.io/kubernetes/pkg/kubelet/kubelet.go:451: Failed to list *v1.Node: Unauthorize
   d
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.082683  128468 reflector.go:126] k8s.io/client-go/informers/factory.go:133: Failed to list *v1beta1.CSIDriver: Unau
   thorized
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.084473  128468 reflector.go:126] k8s.io/kubernetes/pkg/kubelet/config/apiserver.go:47: Failed to list *v1.Pod: Unau
   thorized
   May 9 22:48:42 k8s-master01 kubelet[128468]: E0526 22:48:42.088466  128468 reflector.go:126] k8s.io/client-go/informers/factory.go:133: Failed to list *v1beta1.RuntimeClass: U
   nauthorized
    
   解決辦法是:創建一個 clusterrolebinding,將 group system:bootstrappers 和 clusterrole system:node-bootstrapper 綁定:
   # kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --group=system:bootstrappers
    
7) 啟動 kubelet 服務
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kubelet/kubelet-plugins/volume/exec/"
    ssh root@${node_node_ip} "/usr/sbin/swapoff -a"
    ssh root@${node_node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kubelet && systemctl restart kubelet"
  done
    
解釋說明:
-> 啟動服務前必須先創建工作目錄;
-> 關閉 swap 分區,否則 kubelet 會啟動失敗 (使用"journalctl -u kubelet |tail"命令查看錯誤日志)
    
kubelet 啟動后使用 --bootstrap-kubeconfig 向 kube-apiserver 發送 CSR 請求,
當這個 CSR 被 approve 后,kube-controller-manager 為 kubelet 創建 TLS 客戶端證書、私鑰和 --kubeletconfig 文件。
    
注意:kube-controller-manager 需要配置 --cluster-signing-cert-file 和 --cluster-signing-key-file 參數,才會為 TLS Bootstrap 創建證書和私鑰。
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl get csr
NAME        AGE    REQUESTOR                 CONDITION
csr-4wk6q   108s   system:bootstrap:0zqowl   Pending
csr-mjtl5   110s   system:bootstrap:heh51x   Pending
csr-rfz27   109s   system:bootstrap:b46tq2   Pending
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl get nodes
No resources found.
    
此時三個node節點的csr均處于 pending 狀態;
    
8)自動 approve CSR 請求
創建三個 ClusterRoleBinding,分別用于自動 approve client、renew client、renew server 證書:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > csr-crb.yaml <<EOF
 # Approve all CSRs for the group "system:bootstrappers"
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: auto-approve-csrs-for-group
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:bootstrappers
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
 # To let a node of the group "system:nodes" renew its own credentials
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: node-client-cert-renewal
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:nodes
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeclient
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
# A ClusterRole which instructs the CSR approver to approve a node requesting a
# serving cert matching its client cert.
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: approve-node-server-renewal-csr
rules:
- apiGroups: ["certificates.k8s.io"]
  resources: ["certificatesigningrequests/selfnodeserver"]
  verbs: ["create"]
---
 # To let a node of the group "system:nodes" renew its own server credentials
 kind: ClusterRoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
 metadata:
   name: node-server-cert-renewal
 subjects:
 - kind: Group
   name: system:nodes
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
 roleRef:
   kind: ClusterRole
   name: approve-node-server-renewal-csr
   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
EOF
    
解釋說明:
-> auto-approve-csrs-for-group:自動 approve node 的第一次 CSR; 注意第一次 CSR 時,請求的 Group 為 system:bootstrappers;
-> node-client-cert-renewal:自動 approve node 后續過期的 client 證書,自動生成的證書 Group 為 system:nodes;
-> node-server-cert-renewal:自動 approve node 后續過期的 server 證書,自動生成的證書 Group 為 system:nodes;
    
執行創建:
[root@k8s-master01 work]# kubectl apply -f csr-crb.yaml
    
查看 kubelet 的情況
    
需要耐心等待一段時間(1-10 分鐘),三個節點的 CSR 都被自動 approved(測試時等待了很長一段時間才被自動approved)
[root@k8s-master01 work]# kubectl get csr
NAME        AGE     REQUESTOR                 CONDITION
csr-4m4hc   37s     system:node:k8s-node01    Pending
csr-4wk6q   7m29s   system:bootstrap:0zqowl   Approved,Issued
csr-h8hq6   36s     system:node:k8s-node02    Pending
csr-mjtl5   7m31s   system:bootstrap:heh51x   Approved,Issued
csr-rfz27   7m30s   system:bootstrap:b46tq2   Approved,Issued
csr-t9p6n   36s     system:node:k8s-node03    Pending
    
注意:
Pending 的 CSR 用于創建 kubelet server 證書,需要手動 approve,后續會說到這個。
    
此時發現所有node節點狀態均為"ready":
[root@k8s-master01 work]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE     VERSION
k8s-node01   Ready    <none>   3m      v1.14.2
k8s-node02   Ready    <none>   3m      v1.14.2
k8s-node03   Ready    <none>   2m59s   v1.14.2
    
kube-controller-manager 為各node節點生成了 kubeconfig 文件和公私鑰(如下在node節點上執行):
[root@k8s-node01 ~]# ls -l /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
-rw------- 1 root root 2310 Jun 18 17:09 /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
    
[root@k8s-node01 ~]# ls -l /etc/kubernetes/cert/|grep kubelet
-rw------- 1 root root 1273 Jun 18 17:16 kubelet-client-2019-06-18-17-16-31.pem
lrwxrwxrwx 1 root root   59 Jun 18 17:16 kubelet-client-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2019-06-18-17-16-31.pem
    
注意:此時還沒有自動生成 kubelet server 證書;
    
9)手動 approve server cert csr
基于安全性考慮,CSR approving controllers 不會自動 approve kubelet server 證書簽名請求,需要手動 approve:
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl get csr
NAME        AGE    REQUESTOR                 CONDITION
csr-4m4hc   6m4s   system:node:k8s-node01    Pending
csr-4wk6q   12m    system:bootstrap:0zqowl   Approved,Issued
csr-h8hq6   6m3s   system:node:k8s-node02    Pending
csr-mjtl5   12m    system:bootstrap:heh51x   Approved,Issued
csr-rfz27   12m    system:bootstrap:b46tq2   Approved,Issued
csr-t9p6n   6m3s   system:node:k8s-node03    Pending
    
記住上面執行結果為"Pending"的對應的csr的NAME名稱,然后對這些csr進行手動approve
[root@k8s-master01 work]# kubectl certificate approve csr-4m4hc
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/csr-4m4hc approved
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl certificate approve csr-h8hq6
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/csr-h8hq6 approved
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl certificate approve csr-t9p6n
certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/csr-t9p6n approved
    
再次查看csr,發現所有的CSR都為approved了
[root@k8s-master01 work]# kubectl get csr
NAME        AGE     REQUESTOR                 CONDITION
csr-4m4hc   7m46s   system:node:k8s-node01    Approved,Issued
csr-4wk6q   14m     system:bootstrap:0zqowl   Approved,Issued
csr-h8hq6   7m45s   system:node:k8s-node02    Approved,Issued
csr-mjtl5   14m     system:bootstrap:heh51x   Approved,Issued
csr-rfz27   14m     system:bootstrap:b46tq2   Approved,Issued
csr-t9p6n   7m45s   system:node:k8s-node03    Approved,Issued
    
再次到node節點上查看,發現已經自動生成 kubelet server 證書;
[root@k8s-node01 ~]# ls -l /etc/kubernetes/cert/kubelet-*
-rw------- 1 root root 1273 Jun 18 17:16 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2019-06-18-17-16-31.pem
lrwxrwxrwx 1 root root   59 Jun 18 17:16 /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-client-2019-06-18-17-16-31.pem
-rw------- 1 root root 1317 Jun 18 17:23 /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-2019-06-18-17-23-13.pem
lrwxrwxrwx 1 root root   59 Jun 18 17:23 /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-current.pem -> /etc/kubernetes/cert/kubelet-server-2019-06-18-17-23-13.pem
    
10)kubelet 提供的 API 接口
kubelet 啟動后監聽多個端口,用于接收 kube-apiserver 或其它客戶端發送的請求:
    
在node節點執行下面命令
[root@k8s-node01 ~]# netstat -lnpt|grep kubelet
tcp        0      0 127.0.0.1:40831         0.0.0.0:*               LISTEN      24468/kubelet   
tcp        0      0 172.16.60.244:10248     0.0.0.0:*               LISTEN      24468/kubelet   
tcp        0      0 172.16.60.244:10250     0.0.0.0:*               LISTEN      24468/kubelet
    
解釋說明:
-> 10248: healthz http服務端口,即健康檢查服務的端口
-> 10250: kubelet服務監聽的端口,api會檢測他是否存活。即https服務,訪問該端口時需要認證和授權(即使訪問/healthz也需要);
-> 10255:只讀端口,可以不用驗證和授權機制,直接訪問。這里配置"readOnlyPort: 0"表示未開啟只讀端口10255;如果配置"readOnlyPort: 10255"則打開10255端口
-> 從 K8S v1.10 開始,去除了 --cadvisor-port 參數(默認 4194 端口),不支持訪問 cAdvisor UI & API。
    
例如執行"kubectl exec -it nginx-ds-5aedg -- sh"命令時,kube-apiserver會向 kubelet 發送如下請求:
    POST /exec/default/nginx-ds-5aedg/my-nginx?command=sh&input=1&output=1&tty=1
    
kubelet 接收 10250 端口的 https 請求,可以訪問如下資源:
-> /pods、/runningpods
-> /metrics、/metrics/cadvisor、/metrics/probes
-> /spec
-> /stats、/stats/container
-> /logs
-> /run/、/exec/, /attach/, /portForward/, /containerLogs/
    
由于關閉了匿名認證,同時開啟了webhook 授權,所有訪問10250端口https API的請求都需要被認證和授權。
預定義的 ClusterRole system:kubelet-api-admin 授予訪問 kubelet 所有 API 的權限(kube-apiserver 使用的 kubernetes 證書 User 授予了該權限):
    
[root@k8s-master01 work]# kubectl describe clusterrole system:kubelet-api-admin
Name:         system:kubelet-api-admin
Labels:       kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults
Annotations:  rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: true
PolicyRule:
  Resources      Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------      -----------------  --------------  -----
  nodes/log      []                 []              [*]
  nodes/metrics  []                 []              [*]
  nodes/proxy    []                 []              [*]
  nodes/spec     []                 []              [*]
  nodes/stats    []                 []              [*]
  nodes          []                 []              [get list watch proxy]
    
11) kubelet api 認證和授權
kubelet 配置了如下認證參數:
-> authentication.anonymous.enabled:設置為 false,不允許匿名?訪問 10250 端口;
-> authentication.x509.clientCAFile:指定簽名客戶端證書的 CA 證書,開啟 HTTPs 證書認證;
-> authentication.webhook.enabled=true:開啟 HTTPs bearer token 認證;
    
同時配置了如下授權參數:
-> authroization.mode=Webhook:開啟 RBAC 授權;
    
kubelet 收到請求后,使用 clientCAFile 對證書簽名進行認證,或者查詢 bearer token 是否有效。如果兩者都沒通過,則拒絕請求,提示 Unauthorized:
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem https://172.16.60.244:10250/metrics
Unauthorized
    
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem -H "Authorization: Bearer 123456" https://172.16.60.244:10250/metrics
Unauthorized
    
通過認證后,kubelet 使用 SubjectAccessReview API 向 kube-apiserver 發送請求,查詢證書或 token 對應的 user、group 是否有操作資源的權限(RBAC);
    
下面進行證書認證和授權:
    
# 權限不足的證書;
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager.pem --key /etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager-key.pem https://172.16.60.244:10250/metrics
Forbidden (user=system:kube-controller-manager, verb=get, resource=nodes, subresource=metrics)
    
# 使用部署 kubectl 命令行工具時創建的、具有最高權限的 admin 證書;
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.244:10250/metrics|head
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
    
注意:--cacert、--cert、--key 的參數值必須是文件路徑,否則返回 401 Unauthorized;
    
bear token 認證和授權
創建一個 ServiceAccount,將它和 ClusterRole system:kubelet-api-admin 綁定,從而具有調用 kubelet API 的權限:
[root@k8s-master01 work]# kubectl create sa kubelet-api-test
[root@k8s-master01 work]# kubectl create clusterrolebinding kubelet-api-test --clusterrole=system:kubelet-api-admin --serviceaccount=default:kubelet-api-test
[root@k8s-master01 work]# SECRET=$(kubectl get secrets | grep kubelet-api-test | awk '{print $1}')
[root@k8s-master01 work]# TOKEN=$(kubectl describe secret ${SECRET} | grep -E '^token' | awk '{print $2}')
[root@k8s-master01 work]# echo ${TOKEN}
eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IiJ9.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.i_uVqjOUMLdG4lDURfhxFDOtM2addxgEquQTcpOLP_5g6UI-MjvE5jHem_Q8OtMwFs5tqlCvKJHN2IdfsRiKk_mBe_ysLQsNEoHDclZwHRVN6X84Y62q49y-ArT12YlSpfWWenw-2GawsTmORbz7AYYaU5-kgqMk95mMx57ic8uwvJYlilw4JCnkMON5ESOmgAOg30uVvsBiQVkkYTwGtAG5Tah9wADujQttBjjDOlGntpGHxj-HmZO2GivDgdrbs_UNvhzGt2maDlpP13qYv8zKiBGpSbiWOAk_olsFKQ5-dIrn04NCbh9Kkyyh9JccMSuvePaj-lgTWj5zdUfRHw
    
這時,再接著進行kubelet請求
[root@k8s-master01 work]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem -H "Authorization: Bearer ${TOKEN}" https://172.16.60.244:10250/metrics|head
# HELP apiserver_audit_event_total Counter of audit events generated and sent to the audit backend.
# TYPE apiserver_audit_event_total counter
apiserver_audit_event_total 0
# HELP apiserver_audit_requests_rejected_total Counter of apiserver requests rejected due to an error in audit logging backend.
# TYPE apiserver_audit_requests_rejected_total counter
apiserver_audit_requests_rejected_total 0
# HELP apiserver_client_certificate_expiration_seconds Distribution of the remaining lifetime on the certificate used to authenticate a request.
# TYPE apiserver_client_certificate_expiration_seconds histogram
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="0"} 0
apiserver_client_certificate_expiration_seconds_bucket{le="1800"} 0
    
12)cadvisor 和 metrics
cadvisor 是內嵌在 kubelet 二進制中的,統計所在節點各容器的資源(CPU、內存、磁盤、網卡)使用情況的服務。
瀏覽器訪問https://172.16.60.244:10250/metrics 和 https://172.16.60.244:10250/metrics/cadvisor 分別返回 kubelet 和 cadvisor 的 metrics。
    
注意:
-> kubelet.config.json 設置 authentication.anonymous.enabled 為 false,不允許匿名證書訪問 10250 的 https 服務;
-> 參考下面的"瀏覽器訪問kube-apiserver安全端口",創建和導入相關證書,然后就可以在瀏覽器里成功訪問kube-apiserver和上面的kubelet的10250端口了。
    
需要通過證書方式訪問kubelet的10250端口
[root@k8s-master01 ~]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.244:10250/metrics
    
[root@k8s-master01 ~]# curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.244:10250/metrics/cadvisor
   
13)獲取 kubelet 的配置
從 kube-apiserver 獲取各節點 kubelet 的配置:
如果發現沒有jq命令(json處理工具),可以直接yum安裝jq:
[root@k8s-master01 ~]# yum install -y jq
   
使用部署 kubectl 命令行工具時創建的、具有最高權限的 admin 證書;
[root@k8s-master01 ~]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 ~]# curl -sSL --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem ${KUBE_APISERVER}/api/v1/nodes/k8s-node01/proxy/configz | jq '.kubeletconfig|.kind="KubeletConfiguration"|.apiVersion="kubelet.config.k8s.io/v1beta1"'
{
  "syncFrequency": "1m0s",
  "fileCheckFrequency": "20s",
  "httpCheckFrequency": "20s",
  "address": "172.16.60.244",
  "port": 10250,
  "rotateCertificates": true,
  "serverTLSBootstrap": true,
  "authentication": {
    "x509": {
      "clientCAFile": "/etc/kubernetes/cert/ca.pem"
    },
    "webhook": {
      "enabled": true,
      "cacheTTL": "2m0s"
    },
    "anonymous": {
      "enabled": false
    }
  },
  "authorization": {
    "mode": "Webhook",
    "webhook": {
      "cacheAuthorizedTTL": "5m0s",
      "cacheUnauthorizedTTL": "30s"
    }
  },
  "registryPullQPS": 0,
  "registryBurst": 20,
  "eventRecordQPS": 0,
  "eventBurst": 20,
  "enableDebuggingHandlers": true,
  "enableContentionProfiling": true,
  "healthzPort": 10248,
  "healthzBindAddress": "172.16.60.244",
  "oomScoreAdj": -999,
  "clusterDomain": "cluster.local",
  "clusterDNS": [
    "10.254.0.2"
  ],
  "streamingConnectionIdleTimeout": "4h0m0s",
  "nodeStatusUpdateFrequency": "10s",
  "nodeStatusReportFrequency": "1m0s",
  "nodeLeaseDurationSeconds": 40,
  "imageMinimumGCAge": "2m0s",
  "imageGCHighThresholdPercent": 85,
  "imageGCLowThresholdPercent": 80,
  "volumeStatsAggPeriod": "1m0s",
  "cgroupsPerQOS": true,
  "cgroupDriver": "cgroupfs",
  "cpuManagerPolicy": "none",
  "cpuManagerReconcilePeriod": "10s",
  "runtimeRequestTimeout": "10m0s",
  "hairpinMode": "promiscuous-bridge",
  "maxPods": 220,
  "podCIDR": "172.30.0.0/16",
  "podPidsLimit": -1,
  "resolvConf": "/etc/resolv.conf",
  "cpuCFSQuota": true,
  "cpuCFSQuotaPeriod": "100ms",
  "maxOpenFiles": 1000000,
  "contentType": "application/vnd.kubernetes.protobuf",
  "kubeAPIQPS": 1000,
  "kubeAPIBurst": 2000,
  "serializeImagePulls": false,
  "evictionHard": {
    "memory.available": "100Mi"
  },
  "evictionPressureTransitionPeriod": "5m0s",
  "enableControllerAttachDetach": true,
  "makeIPTablesUtilChains": true,
  "iptablesMasqueradeBit": 14,
  "iptablesDropBit": 15,
  "failSwapOn": true,
  "containerLogMaxSize": "20Mi",
  "containerLogMaxFiles": 10,
  "configMapAndSecretChangeDetectionStrategy": "Watch",
  "enforceNodeAllocatable": [
    "pods"
  ],
  "kind": "KubeletConfiguration",
  "apiVersion": "kubelet.config.k8s.io/v1beta1"
}
  
或者直接執行下面語句:(https://172.16.60.250:8443 就是變量${KUBE_APISERVER})
[root@k8s-master01 ~]# curl -sSL --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.250:8443/api/v1/nodes/k8s-node01/proxy/configz | jq '.kubeletconfig|.kind="KubeletConfiguration"|.apiVersion="kubelet.config.k8s.io/v1beta1"'
[root@k8s-master01 ~]# curl -sSL --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.250:8443/api/v1/nodes/k8s-node02/proxy/configz | jq '.kubeletconfig|.kind="KubeletConfiguration"|.apiVersion="kubelet.config.k8s.io/v1beta1"'
[root@k8s-master01 ~]# curl -sSL --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem --cert /opt/k8s/work/admin.pem --key /opt/k8s/work/admin-key.pem https://172.16.60.250:8443/api/v1/nodes/k8s-node03/proxy/configz | jq '.kubeletconfig|.kind="KubeletConfiguration"|.apiVersion="kubelet.config.k8s.io/v1beta1"'

9.3 - 瀏覽器訪問kube-apiserver等安全端口,創建和導入證書的做法

瀏覽器訪問 kube-apiserver 的安全端口 6443 (代理端口是8443)時,提示證書不被信任:

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

這是因為 kube-apiserver 的 server 證書是我們創建的根證書 ca.pem 簽名的,需要將根證書 ca.pem 導入操作系統,并設置永久信任。

這里說下Mac OS系統客戶機上導入證書的方法:

1)點擊Mac本上的"鑰匙串訪問" -> "系統" -> "證書" -> "kebernetes"(雙擊里面的"信任",改成"始終信任"),如下圖:

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

清除瀏覽器緩存,再次訪問,發現證書已經被信任了!(紅色感嘆號已經消失了)

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

2)需要給瀏覽器生成一個 client 證書,訪問 apiserver 的 6443 https 端口時使用。

這里使用部署 kubectl 命令行工具時創建的 admin 證書、私鑰和上面的 ca 證書,創建一個瀏覽器可以使用 PKCS#12/PFX 格式的證書:

[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work/
[root@k8s-master01 work]# openssl pkcs12 -export -out admin.pfx -inkey admin-key.pem -in admin.pem -certfile ca.pem
Enter Export Password:                      # 這里輸入自己設定的任意密碼,比如"123456"
Verifying - Enter Export Password:          # 確認密碼: 123456

[root@k8s-master01 work]# ll admin.pfx
-rw-r--r-- 1 root root 3613 Jun 23 23:56 admin.pfx

將在k8s-master01服務器上生成的client證書admin.pfx拷貝到Mac本機,導入到"鑰匙串訪問" -> "系統" -> "證書" 里面 (導入時會提示輸入admin.pfx證書的密碼,即"123456"),如下圖:

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

清除瀏覽器歷史記錄,一定要重啟瀏覽器,接著訪問apiserver地址,接著會提示選擇一個瀏覽器證書,這里選中上面導入的"admin.pfx", 然后再次訪問apiserver,發現相應的metrics數據就成功顯示出來了!!(注意,如果失敗了。則可以刪除證書,然后重新生成,重新導入再跟著操作步驟來一遍,清除瀏覽器緩存,重啟瀏覽器,選擇導入的證書,再次訪問即可!)

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

同樣的,再上面apiserver訪問的client證書導入到本地瀏覽器后,再訪問kubelet的10250端口的metric時,也會提示選擇導入的證書"admin.pfx",然后就會正常顯示對應的metrics數據了。(k8s集群的其他組件metrics的https證書方式方式同理!)

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

Kubernetes?怎么部署高可用kube-apiserver集群

9.4 - 部署 kube-proxy 組件

kube-proxy運行在所有的node節點上,它監聽apiserver中service和endpoint的變化情況,創建路由規則以提供服務IP和負載均衡功能。下面部署命令均在k8s-master01節點上執行,然后遠程分發文件和執行命令。

1)下載和分發 kube-proxy 二進制文件
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    scp kubernetes/server/bin/kube-proxy root@${node_node_ip}:/opt/k8s/bin/
    ssh root@${node_node_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done

2) 創建 kube-proxy 證書
創建證書簽名請求:
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-proxy-csr.json <<EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "4Paradigm"
    }
  ]
}
EOF

注意:
CN:指定該證書的 User 為 system:kube-proxy;
預定義的 RoleBinding system:node-proxier 將User system:kube-proxy 與 Role system:node-proxier 綁定,該 Role 授予了調用 kube-apiserver Proxy 相關 API 的權限;
該證書只會被 kube-proxy 當做 client 證書使用,所以 hosts 字段為空;

生成證書和私鑰:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
  -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
  -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
  -profile=kubernetes  kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

[root@k8s-master01 work]# ll kube-proxy*
-rw-r--r-- 1 root root 1013 Jun 24 20:21 kube-proxy.csr
-rw-r--r-- 1 root root  218 Jun 24 20:21 kube-proxy-csr.json
-rw------- 1 root root 1679 Jun 24 20:21 kube-proxy-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1411 Jun 24 20:21 kube-proxy.pem

3)創建和分發 kubeconfig 文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/k8s/work/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=kube-proxy.pem \
  --client-key=kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[root@k8s-master01 work]# kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

注意:--embed-certs=true:將 ca.pem 和 admin.pem 證書內容嵌入到生成的 kubectl-proxy.kubeconfig 文件中(不加時,寫入的是證書文件路徑);

分發 kubeconfig 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_name in ${NODE_NODE_NAMES[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_name}"
    scp kube-proxy.kubeconfig root@${node_node_name}:/etc/kubernetes/
  done

4)創建 kube-proxy 配置文件
從 v1.10 開始,kube-proxy 部分參數可以配置文件中配置。可以使用 --write-config-to 選項生成該配置文件。
創建 kube-proxy config 文件模板:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-proxy-config.yaml.template <<EOF
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
clientConnection:
  burst: 200
  kubeconfig: "/etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig"
  qps: 100
bindAddress: ##NODE_NODE_IP##
healthzBindAddress: ##NODE_NODE_IP##:10256
metricsBindAddress: ##NODE_NODE_IP##:10249
enableProfiling: true
clusterCIDR: ${CLUSTER_CIDR}
hostnameOverride: ##NODE_NODE_NAME##
mode: "ipvs"
portRange: ""
kubeProxyIPTablesConfiguration:
  masqueradeAll: false
kubeProxyIPVSConfiguration:
  scheduler: rr
  excludeCIDRs: []
EOF

注意:
bindAddress: 監聽地址;
clientConnection.kubeconfig: 連接 apiserver 的 kubeconfig 文件;
clusterCIDR: kube-proxy 根據 --cluster-cidr 判斷集群內部和外部流量,指定 --cluster-cidr 或 --masquerade-all 選項后 kube-proxy 才會對訪問 Service IP 的請求做 SNAT;
hostnameOverride: 參數值必須與 kubelet 的值一致,否則 kube-proxy 啟動后會找不到該 Node,從而不會創建任何 ipvs 規則;
mode: 使用 ipvs 模式;

為各節點創建和分發 kube-proxy 配置文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    echo ">>> ${NODE_NODE_NAMES[i]}"
    sed -e "s/##NODE_NODE_NAME##/${NODE_NODE_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_NODE_IP##/${NODE_NODE_IPS[i]}/" kube-proxy-config.yaml.template > kube-proxy-config-${NODE_NODE_NAMES[i]}.yaml.template
    scp kube-proxy-config-${NODE_NODE_NAMES[i]}.yaml.template root@${NODE_NODE_NAMES[i]}:/etc/kubernetes/kube-proxy-config.yaml
  done

[root@k8s-master01 work]# ll kube-proxy-config-k8s-node0*
-rw-r--r-- 1 root root 500 Jun 24 20:27 kube-proxy-config-k8s-node01.yaml.template
-rw-r--r-- 1 root root 500 Jun 24 20:27 kube-proxy-config-k8s-node02.yaml.template
-rw-r--r-- 1 root root 500 Jun 24 20:27 kube-proxy-config-k8s-node03.yaml.template

5)創建和分發 kube-proxy systemd unit 文件
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# cat > kube-proxy.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target

[Service]
WorkingDirectory=${K8S_DIR}/kube-proxy
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-proxy \\
  --config=/etc/kubernetes/kube-proxy-config.yaml \\
  --logtostderr=true \\
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

分發 kube-proxy systemd unit 文件:
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_name in ${NODE_NODE_NAMES[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_name}"
    scp kube-proxy.service root@${node_node_name}:/etc/systemd/system/
  done

6)啟動 kube-proxy 服務
[root@k8s-master01 work]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "mkdir -p ${K8S_DIR}/kube-proxy"
    ssh root@${node_node_ip} "modprobe ip_vs_rr"
    ssh root@${node_node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-proxy && systemctl restart kube-proxy"
  done

注意:啟動服務前必須先創建工作目錄;

檢查啟動結果:
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "systemctl status kube-proxy|grep Active"
  done

預期結果:
>>> 172.16.60.244
   Active: active (running) since Mon 2019-06-24 20:35:31 CST; 2min 0s ago
>>> 172.16.60.245
   Active: active (running) since Mon 2019-06-24 20:35:30 CST; 2min 0s ago
>>> 172.16.60.246
   Active: active (running) since Mon 2019-06-24 20:35:32 CST; 1min 59s ago

確保狀態為 active (running),否則查看日志,確認原因(journalctl -u kube-proxy)

7)查看監聽端口(在任意一臺node節點上查看)
[root@k8s-node01 ~]# netstat -lnpt|grep kube-prox
tcp        0      0 172.16.60.244:10249     0.0.0.0:*               LISTEN      3830/kube-proxy    
tcp        0      0 172.16.60.244:10256     0.0.0.0:*               LISTEN      3830/kube-proxy  

需要注意:
10249:該端口用于http prometheus metrics port;
10256:該端口用于http healthz port;

8)查看 ipvs 路由規則
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh root@${node_node_ip} "/usr/sbin/ipvsadm -ln"
  done

預期輸出:
>>> 172.16.60.244
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr
  -> 172.16.60.241:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.242:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.243:6443           Masq    1      0          0        
>>> 172.16.60.245
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr
  -> 172.16.60.241:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.242:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.243:6443           Masq    1      0          0        
>>> 172.16.60.246
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr
  -> 172.16.60.241:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.242:6443           Masq    1      0          0        
  -> 172.16.60.243:6443           Masq    1      0          0

由上面可以看出:所有通過 https 訪問 K8S SVC kubernetes 的請求都轉發到 kube-apiserver 節點的 6443 端口;

十、驗證Kubernetes集群功能

使用 daemonset 驗證 master 和 worker 節點是否工作正常。

1)檢查節點狀態
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE    VERSION
k8s-node01   Ready    <none>   6d3h   v1.14.2
k8s-node02   Ready    <none>   6d3h   v1.14.2
k8s-node03   Ready    <none>   6d3h   v1.14.2

各node節點狀態都為 Ready 時正常。

2)創建測試文件
[root@k8s-master01 ~]# cd /opt/k8s/work
[root@k8s-master01 work]# cat > nginx-ds.yml <<EOF
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-ds
  labels:
    app: nginx-ds
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx-ds
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: nginx-ds
  labels:
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-ds
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
EOF

執行測試
[root@k8s-master01 work]# kubectl create -f nginx-ds.yml

3)檢查各節點的 Pod IP 連通性
稍微等一會兒,或者或刷幾次下面的命令,才會顯示出Pod的IP信息
[root@k8s-master01 work]# kubectl get pods  -o wide|grep nginx-ds
nginx-ds-4lf8z   1/1     Running   0          46s   172.30.56.2   k8s-node02   <none>           <none>
nginx-ds-6kfsw   1/1     Running   0          46s   172.30.72.2   k8s-node03   <none>           <none>
nginx-ds-xqdgw   1/1     Running   0          46s   172.30.88.2   k8s-node01   <none>           <none>

可見,nginx-ds的 Pod IP分別是 172.30.56.2、172.30.72.2、172.30.88.2,在所有 Node 上分別 ping 這三個 IP,看是否連通:
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh ${node_node_ip} "ping -c 1 172.30.56.2"
    ssh ${node_node_ip} "ping -c 1 172.30.72.2"
    ssh ${node_node_ip} "ping -c 1 172.30.88.2"
  done

預期輸出結果:
>>> 172.16.60.244
PING 172.30.56.2 (172.30.56.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.56.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.542 ms

--- 172.30.56.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.542/0.542/0.542/0.000 ms
PING 172.30.72.2 (172.30.72.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.72.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.654 ms

--- 172.30.72.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.654/0.654/0.654/0.000 ms
PING 172.30.88.2 (172.30.88.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.88.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.103 ms

--- 172.30.88.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.103/0.103/0.103/0.000 ms
>>> 172.16.60.245
PING 172.30.56.2 (172.30.56.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.56.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.106 ms

--- 172.30.56.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.106/0.106/0.106/0.000 ms
PING 172.30.72.2 (172.30.72.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.72.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.408 ms

--- 172.30.72.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.408/0.408/0.408/0.000 ms
PING 172.30.88.2 (172.30.88.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.88.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.345 ms

--- 172.30.88.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.345/0.345/0.345/0.000 ms
>>> 172.16.60.246
PING 172.30.56.2 (172.30.56.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.56.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.350 ms

--- 172.30.56.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.350/0.350/0.350/0.000 ms
PING 172.30.72.2 (172.30.72.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.72.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.105 ms

--- 172.30.72.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.105/0.105/0.105/0.000 ms
PING 172.30.88.2 (172.30.88.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.30.88.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.584 ms

--- 172.30.88.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.584/0.584/0.584/0.000 ms

4)檢查服務 IP 和端口可達性
[root@k8s-master01 work]# kubectl get svc |grep nginx-ds
nginx-ds     NodePort    10.254.41.83   <none>        80:30876/TCP   4m24s

可見:
Service Cluster IP:10.254.41.83
服務端口:80
NodePort 端口:30876

在所有 Node 上 curl Service IP:
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh ${node_node_ip} "curl -s 10.254.41.83"
  done

預期輸出: nginx歡迎頁面內容。

5)檢查服務的 NodePort 可達性
在所有 Node 上執行:
[root@k8s-master01 work]# source /opt/k8s/bin/environment.sh
[root@k8s-master01 work]# for node_node_ip in ${NODE_NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_node_ip}"
    ssh ${node_node_ip} "curl -s ${node_node_ip}:30876"
  done

預期輸出: nginx 歡迎頁面內容。

感謝各位的閱讀,以上就是“Kubernetes怎么部署高可用kube-apiserver集群”的內容了,經過本文的學習后,相信大家對Kubernetes怎么部署高可用kube-apiserver集群這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關知識點的文章,歡迎關注!

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