一环境准备

名称	IP地址	组件
k8s集群master01	192.168.85.10	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群master02	192.168.85.20
k8s集群node01	192.168.85.30	kubelet kube-proxy docker
k8s集群node02	192.168.85.40
etcd集群节点1	192.168.85.10	etcd
etcd集群节点2	192.168.85.30
etcd集群节点3	192.168.85.40
负载均衡	192.168.85.50	nginx+keepalive01（master）
负载均衡	192.168.85.60	nginx+keepalive02（backup）

操作系统初始化配置

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X #-X清楚一些自定义的规则链

关闭selinux

setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

关闭swap

swapoff -a #k8s一般用不到swap，基本也用不到
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

根据规划设置主机名

重新载入bash环境

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

在master添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.85.10 master01
192.168.85.20 node01
192.168.85.30 node02
EOF

测试一下服务器之间的网络

调整内核参数

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#关闭ipv协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

sysctl --system   #全部加载

时间同步

ntpdate ntp.aliyun.com

做一个时间同步的周期性任务

*/10 * * * * /usr/sbin/ntpdate ntp.aliyun.com &> /dev/null

部署 docker引擎

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

部署etcd集群

etcd是Coreos团队于2013年6月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值(（key-value)数据库。etcd内部采用raft协议作为一致性算法，etcd是go语言编写的

etcd作为服务发现系统,有以下的特点:

简单:安装配置简单，而且提供了HTTP API进行交互，使用也很简单
安全:支持ssL证书验证
快速:单实例支持每秒2k+读操作
可靠:采用raft算法，实现分布式系统数据的可用性和一致性

etcd目前默认使用2379端口提供HTTP API服务，2380端口和peer通信(这两个端口已经被IANA(互联网数字分配机构)官方预留给etcd) 即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯，使用端口2380来进行服务器间内部通讯。 etcd在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台.

准备签发证书环境

CFSSL 是CloudFlare 公司开源的一款、PKI/TLS 工具。CFSSL包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑TLs 证书的 HTTP API服务。使用GO语言编写。

CFSSL使用配置文件生成证书，因此自签之前，需要生成它识别的 json 格式的配置文件，CFSSL提供了方便的命令行生成配置文件。

CFSSL用来为etcd提供TLS 证书，它支持签三种类型的证书:

client 证书，服务端连接客户端时携带的证书，用于客户端验证服务端身份，如 kube-apiserver访问 etcd;
server证书，客户端连接服务端时携带的证书，用于服务端验证客户端身份，如 etcd对外提供服务;
peer 证书，相互之间连接时使用的证书，如etcd节点之间进行验证和通信。

这里全部都使用同一套证书认证。

在master01节点上操作

准备cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfo

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*

cfssl:证书签发的工具命令
cfssljson：将cfssl生成的证书（json格式）变为文件承载式证书
cfssl-certinfo：验证证书的信息
cfssl-certinfo -cert <证书名称>   查看证书的信息

上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务

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


mkdir -p /opt/etcd/{cfg,bin,ssl}

cfg 存放etcd的配置文件
bin 存放etcd可执行文件
ssl 存放etcd证书文件

cd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/

cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

查看etcd集群的状态

ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.85.10:2379,https://192.168.85.20:2379,https://192.168.85.30:2379" endpoint health --write-out=table

ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.85.10:2379,https://192.168.85.20:2379,https://192.168.85.30:2379" --write-out=table member list

部署 Master 组件

在 master01 节点上操作

上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包

部署 Worker Node 组件

在所有 node 节点上操作
#创建kubernetes工作目录
mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs}

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

在 master01 节点上操作
#把 kubelet、kube-proxy 拷贝到 node 节点
cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin
scp kubelet kube-proxy root@192.168.85.30:/opt/kubernetes/bin/
scp kubelet kube-proxy root@192.168.85.40:/opt/kubernetes/bin/

上传 kubeconfig.sh 文件到 /opt/k8s/kubeconfig 目录中，生成 kubeconfig 的配置文件
mkdir /opt/k8s/kubeconfig

cd /opt/k8s/kubeconfig
chmod +x kubeconfig.sh
./kubeconfig.sh 192.168.85.10 /opt/k8s/k8s-cert/

scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.85.30:/opt/kubernetes/cfg/
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy.kubeconfig root@192.168.85.40:/opt/kubernetes/cfg/

RBAC授权，使用户 kubelet-bootstrap 能够有权限发起 CSR 请求
kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap --clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap

在 node01 节点上操作
#启动 kubelet 服务
cd /opt/
./kubelet.sh 192.168.85.30
ps aux | grep kubelet

在 master01 节点上操作，通过 CSR 请求
#检查到 node01 节点的 kubelet 发起的 CSR 请求，Pending 表示等待集群给该节点签发证书
kubectl get csr
NAME                                                   AGE  SIGNERNAME                                    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-duiobEzQ0R93HsULoS9NT9JaQylMmid_nBF3Ei3NtFE   12s  kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Pending

#通过 CSR 请求
kubectl certificate approve node-csr-duiobEzQ0R93HsULoS9NT9JaQylMmid_nBF3Ei3NtFE

#Approved,Issued 表示已授权 CSR 请求并签发证书
kubectl get csr
NAME                                                   AGE  SIGNERNAME                                    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-duiobEzQ0R93HsULoS9NT9JaQylMmid_nBF3Ei3NtFE   2m5s kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Approved,Issued

#查看节点，由于网络插件还没有部署，节点会没有准备就绪 NotReady
kubectl get node
NAME            STATUS     ROLES    AGE    VERSION
192.168.80.11   NotReady   <none>   108s   v1.20.11

在 node01 节点上操作
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

#启动proxy服务
cd /opt/
./proxy.sh 192.168.85.30
ps aux | grep kube-proxy

部署网络组件

部署 flannel

在 node01 节点上操作
#上传 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 和 flannel.tar 到 /opt 目录中
cd /opt/
docker load -i flannel.tar

mkdir /opt/cni/bin
tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

在 master01 节点上操作
#上传 kube-flannel.yml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CNI 网络
cd /opt/k8s
kubectl apply -f kube-flannel.yml 

kubectl get pods -n kube-system
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-flannel-ds-hjtc7   1/1     Running   0          7s

kubectl get nodes
NAME            STATUS   ROLES    AGE   VERSION
192.168.85.30   Ready    <none>   81m   v1.20.11

部署 Calico

在 master01 节点上操作
#上传 calico.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CNI 网络
cd /opt/k8s
vim calico.yaml
#修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kube-controller-manager配置文件指定的cluster-cidr网段一样
    - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
      value: "192.168.0.0/16"
  
kubectl apply -f calico.yaml

kubectl get pods -n kube-system
NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
calico-kube-controllers-659bd7879c-4h8vk   1/1     Running   0          58s
calico-node-nsm6b                          1/1     Running   0          58s
calico-node-tdt8v                          1/1     Running   0          58s

等 Calico Pod 都 Running，节点也会准备就绪
kubectl get nodes

node02 节点部署

在 node01 节点上操作
cd /opt/
scp kubelet.sh proxy.sh root@192.168.85.40:/opt/
scp -r /opt/cni root@192.168.85.30:/opt/

在 node02 节点上操作
#启动kubelet服务
cd /opt/
chmod +x kubelet.sh
./kubelet.sh 192.168.85.40

在 master01 节点上操作
kubectl get csr
NAME                                                   AGE  SIGNERNAME                                    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-BbqEh6LvhD4R6YdDUeEPthkb6T_CJDcpVsmdvnh81y0   10s  kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Pending
node-csr-duiobEzQ0R93HsULoS9NT9JaQylMmid_nBF3Ei3NtFE   85m  kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Approved,Issued

#通过 CSR 请求
kubectl certificate approve node-csr-BbqEh6LvhD4R6YdDUeEPthkb6T_CJDcpVsmdvnh81y0

kubectl get csr
NAME                                                   AGE  SIGNERNAME                                    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-BbqEh6LvhD4R6YdDUeEPthkb6T_CJDcpVsmdvnh81y0   23s  kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Approved,Issued
node-csr-duiobEzQ0R93HsULoS9NT9JaQylMmid_nBF3Ei3NtFE   85m  kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Approved,Issued

#加载 ipvs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

#使用proxy.sh脚本启动proxy服务
cd /opt/
chmod +x proxy.sh
./proxy.sh 192.168.85.40

#查看群集中的节点状态
kubectl get nodes

部署 CoreDNS

在所有 node 节点上操作
#上传 coredns.tar 到 /opt 目录中
cd /opt
docker load -i coredns.tar

在 master01 节点上操作
#上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CoreDNS 
cd /opt/k8s
kubectl apply -f coredns.yaml

kubectl get pods -n kube-system 
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-5ffbfd976d-j6shb      1/1     Running   0          32s

DNS 解析测试
kubectl run -it --rm dns-test --image=busybox:1.28.4 sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # nslookup kubernetes
Server:    10.0.0.2
Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      kubernetes
Address 1: 10.0.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local

部署 Dashboard

在 master01 节点上操作
#上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CoreDNS 
cd /opt/k8s
vim recommended.yaml
#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

#使用输出的token登录Dashboard
https://NodeIP:30001

云原生kubernetes --- K8S v1.20二进制部署

一 环境准备