kubernetes高可用设计-CA，etcd
环境准备：
master01:192.168.150.128
master02:192.168.150.130
master03:192.168.150.131
node01:192.168.150.132
lb01:192.168.150.133
lb02:192.168.150.134
集群环境变量
后面的嗯部署将会使用到的全局变量，定义如下（根据自己的机器、网络修改）：
# TLS Bootstrapping 使用的Token，可以使用命令 head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ' 生成 BOOTSTRAP_TOKEN="8981b594122ebed7596f1d3b69c78223" # 建议使用未用的网段来定义服务网段和Pod 网段 # 服务网段(Service CIDR)，部署前路由不可达，部署后集群内部使用IP:Port可达 SERVICE_CIDR="10.254.0.0/16" # Pod 网段(Cluster CIDR)，部署前路由不可达，部署后路由可达(flanneld 保证) CLUSTER_CIDR="172.30.0.0/16" # 服务端口范围(NodePort Range) NODE_PORT_RANGE="30000-32766" # etcd集群服务地址列表 ETCD_ENDPOINTS="https://192.168.1.137:2379,https://192.168.1.138:2379,https://192.168.1.170:2379" # flanneld 网络配置前缀 FLANNEL_ETCD_PREFIX="/kubernetes/network" # kubernetes 服务IP(预先分配，一般为SERVICE_CIDR中的第一个IP) CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP="10.254.0.1" # 集群 DNS 服务IP(从SERVICE_CIDR 中预先分配) CLUSTER_DNS_SVC_IP="10.254.0.2" # 集群 DNS 域名 CLUSTER_DNS_DOMAIN="cluster.local." # MASTER API Server 地址 MASTER_URL="k8s-api.virtual.local"
将上面变量保存为: env.sh，然后将脚本拷贝到所有机器的/usr/k8s/bin目录。
注意点： BOOTSTRAP_TOKEN 需要执行head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ' 生成
为方便后面迁移，我们在集群内定义一个域名用于访问apiserver，在每个节点的/etc/hosts文件中添加记录：192.168.150.128 k8s-api.virtual.local k8s-api
其中192.168.150.128为master01 的IP，暂时使用该IP 来做apiserver 的负载地址
如果你使用的是阿里云的ECS 服务，强烈建议你先将上述节点的安全组配置成允许所有访问，不然在安装过程中会遇到各种访问不了的问题，待集群配置成功以后再根据需要添加安全限制。
2. 创建CA 证书和密钥
kubernetes 系统各个组件需要使用TLS证书对通信进行加密，这里我们使用CloudFlare的PKI 工具集cfssl 来生成Certificate Authority(CA) 证书和密钥文件， CA 是自签名的证书，用来签名后续创建的其他TLS 证书。
安装 CFSSL
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 $ chmod +x cfssl_linux-amd64 $ sudo mv cfssl_linux-amd64 /usr/k8s/bin/cfssl $ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 $ chmod +x cfssljson_linux-amd64 $ sudo mv cfssljson_linux-amd64 /usr/k8s/bin/cfssljson $ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 $ chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64 $ sudo mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/k8s/bin/cfssl-certinfo $ export PATH=/usr/k8s/bin:$PATH $ mkdir ssl && cd ssl $ cfssl print-defaults config > config.json $ cfssl print-defaults csr > csr.json
为了方便，将/usr/k8s/bin设置成环境变量，为了重启也有效，可以将上面的export PATH=/usr/k8s/bin:$PATH添加到/etc/rc.local文件中。
创建CA
修改上面创建的config.json文件为ca-config.json：
$ cat ca-config.json { "signing": { "default": { "expiry": "87600h" }, "profiles": { "kubernetes": { "expiry": "87600h", "usages": [ "signing", "key encipherment", "server auth", "client auth" ] } } } }
config.json：可以定义多个profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个profile；signing: 表示该证书可用于签名其它证书；生成的ca.pem 证书中CA=TRUE；server auth: 表示client 可以用该CA 对server 提供的证书进行校验；client auth: 表示server 可以用该CA 对client 提供的证书进行验证。
修改CA 证书签名请求为ca-csr.json：
$ cat ca-csr.json { "CN": "kubernetes", "key": { "algo": "rsa", "size": 2048 }, "names": [ { "C": "CN", "L": "BeiJing", "ST": "BeiJing", "O": "k8s", "OU": "System" } ] }
CN:Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名(User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；O:Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组(Group)；
生成CA 证书和私钥：
$ cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca $ ls ca* $ ca-config.json ca.csr ca-csr.json ca-key.pem ca.pem
分发证书
将生成的CA 证书、密钥文件、配置文件拷贝到所有机器的/etc/kubernetes/ssl目录下面：
$ sudo mkdir -p /etc/kubernetes/ssl
$ sudo cp ca* /etc/kubernetes/ssl
3. 部署高可用etcd 集群
kubernetes 系统使用etcd存储所有的数据，我们这里部署3个节点的etcd 集群，这3个节点直接复用kubernetes master的3个节点，分别命名为etcd01、etcd02、etcd03:
- etcd01：192.168.150.128
- etcd02：192.168.150.130
- etcd03：192.168.150.131
定义环境变量
使用到的变量如下：
$ export NODE_NAME=etcd01 # 当前部署的机器名称(随便定义，只要能区分不同机器即可) $ export NODE_IP=192.168.150.128 # 当前部署的机器IP $ export NODE_IPS="192.168.150.128 192.168.150.130 192.168.150.131" # etcd 集群所有机器 IP $ # etcd 集群间通信的IP和端口 $ export ETCD_NODES=etcd01=https://192.168.150.128:2380,etcd02=https://192.168.150.130:2380,etcd03=https://192.168.150.131:2380 $ # 导入用到的其它全局变量：ETCD_ENDPOINTS、FLANNEL_ETCD_PREFIX、CLUSTER_CIDR $ source /usr/k8s/bin/env.sh
下载etcd 二进制文件
到https://github.com/coreos/etcd/releases页面下载最新版本的二进制文件：
$ wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.9/etcd-v3.2.9-linux-amd64.tar.gz $ tar -xvf etcd-v3.2.9-linux-amd64.tar.gz $ sudo mv etcd-v3.2.9-linux-amd64/etcd* /usr/k8s/bin/
#目前etcd好像是3.3.9版本了吧
创建TLS 密钥和证书
为了保证通信安全，客户端(如etcdctl)与etcd 集群、etcd 集群之间的通信需要使用TLS 加密。
创建etcd 证书签名请求：
$ cat > etcd-csr.json <<EOF { "CN": "etcd", "hosts": [ "127.0.0.1", "${NODE_IP}" ], "key": { "algo": "rsa", "size": 2048 }, "names": [ { "C": "CN", "ST": "BeiJing", "L": "BeiJing", "O": "k8s", "OU": "System" } ] } EOF
hosts字段指定授权使用该证书的etcd节点IP
生成etcd证书和私钥：
$ cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \ -ca-key=/etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem \ -config=/etc/kubernetes/ssl/ca-config.json \ -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd $ ls etcd* etcd.csr etcd-csr.json etcd-key.pem etcd.pem $ sudo mkdir -p /etc/etcd/ssl $ sudo mv etcd*.pem /etc/etcd/ssl/
创建etcd 的systemd unit 文件
$ sudo mkdir -p /var/lib/etcd # 必须要先创建工作目录 $ cat > etcd.service <<EOF [Unit] Description=Etcd Server After=network.target After=network-online.target Wants=network-online.target Documentation=https://github.com/coreos [Service] Type=notify WorkingDirectory=/var/lib/etcd/ ExecStart=/usr/k8s/bin/etcd \\ --name=${NODE_NAME} \\ --cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \\ --key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \\ --peer-cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \\ --peer-key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \\ --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \\ --initial-advertise-peer-urls=https://${NODE_IP}:2380 \\ --listen-peer-urls=https://${NODE_IP}:2380 \\ --listen-client-urls=https://${NODE_IP}:2379,http://127.0.0.1:2379 \\ --advertise-client-urls=https://${NODE_IP}:2379 \\ --initial-cluster-token=etcd-cluster-0 \\ --initial-cluster=${ETCD_NODES} \\ --initial-cluster-state=new \\ --data-dir=/var/lib/etcd Restart=on-failure RestartSec=5 LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
- 指定
etcd的工作目录和数据目录为/var/lib/etcd，需要在启动服务前创建这个目录； - 为了保证通信安全，需要指定etcd 的公私钥(cert-file和key-file)、Peers通信的公私钥和CA 证书(peer-cert-file、peer-key-file、peer-trusted-ca-file)、客户端的CA 证书(trusted-ca-file)；
--initial-cluster-state值为new时，--name的参数值必须位于--initial-cluster列表中；
启动etcd 服务
$ sudo mv etcd.service /etc/systemd/system/ $ sudo systemctl daemon-reload $ sudo systemctl enable etcd $ sudo systemctl start etcd $ sudo systemctl status etcd
#/etc/systemd/system下面发生改变时需要执行systemctl daemon-reload 命令 重新加载配置
#最先启动的etcd 进程会卡住一段时间，等待其他节点启动加入集群，在所有的etcd 节点重复上面的步骤，直到所有的机器etcd 服务都已经启动。
#需要注意的是 我配置的都没有问题但是启动etcd的时候3个节点都显示连接超时反复排查检查证书文件都是没有问题的，最后想到的是 我这3个master机器是新建的虚拟机
selinux没有关闭，防火墙没有放行端口2080,2379、要是个人实验可以关闭防火墙。
#还有配置完一台的时候启动etcd肯定是启动不起来etcd服务的，因为是集群需要所有master节点都配置完etcd还能启动服务成功。
把master01上面/usr/k8s/bin/ 、/etc/kubernetes/ssl 这两个下面的所有文件都要拷贝到master02,master03机器上面对应的目录
给大家看一个节点就行了 3个节点都一样的，看一个就行了 嘿嘿！
接下来验证服务了，就算这3个节点的etcd都显示active也不能保证集群之间能正常通信所以需要验证一下。
验证服务
部署完etcd 集群后，在任一etcd 节点上执行下面命令：
for ip in ${NODE_IPS}; do ETCDCTL_API=3 /usr/k8s/bin/etcdctl \ --endpoints=https://${ip}:2379 \ --cacert=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \ --cert=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \ --key=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \ endpoint health; done
写了一个for循环测试一下
可以看到上面的信息3个节点上的etcd 均为healthy，则表示集群服务正常。
