K8S多节点二进制部署以及Dashboard UI 的二进制部署

一、多 Maser 集群架构的了解

Kubernetes作为容器集群系统，通过健康检查+重启策略实现了Pod故障自我修复能力，通过调度算法实现将Pod分布式部署，并保持预期副本数，根据Node失效状态自动在其他Node拉起Pod，实现了应用层的高可用性。

针对Kubernetes集群，高可用性还应包含以下两个层面的考虑：Etcd数据库的高可用性和Kubernetes Master组件的高可用性。而Etcd我们已经采用3个节点组建集群实现高可用，本篇博客将对Master节点高可用进行说明和实施。

Master节点扮演着总控中心的角色，通过不断与工作节点上的Kubelet进行通信来维护整个集群的健康工作状态。如果Master节点故障，将无法使用kubectl工具或者API做任何集群管理。

Master节点主要有三个服务kube-apiserver、kube-controller-mansger和kube-scheduler，其中kube-controller-mansger和kube-scheduler组件自身通过选择机制已经实现了高可用，所以Master高可用主要针对kube-apiserver组件，而该组件是以HTTP API提供服务，因此对他高可用与Web服务器类似，增加负载均衡器对其负载均衡即可，并且可水平扩容。

二、master2 节点部署

接上文进行实验：见博文Kubernetes二进制部署 单节点

环境准备：

节点	IP地址	安装
master01	192.168.229.90	kube-apiserver，kube-controller-manager，kube-scheduler，etcd
node1	192.168.229.80	kubelet，kube-proxy，docker etcd
node1	192.168.229.70	kubelet，kube-proxy，docker etcd
master02	192.168.229.60	kube-apiserver，kube-controller-manager，kube-scheduler，etcd
lb01	192.168.229.50	Nginx L4 ,keepalived
lb02	192.168.229.40	Nginx L4 ,keepalived

关闭防火墙

 

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

 

 

 

关闭swap

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

根据规划设置主机名

hostnamectl  set-hostname master02

在master节点以及各个Node节点均添加hosts

cat >>  /etc/hosts <<EOF
192.168.229.90 master01
192.168.229.80 node01
192.168.229.70 node02
192.168.229.60 master02
EOF

将桥接的IPv4流量传递到iptables的链

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF
sysctl --system

时间同步

yum -y install ntpdate
ntpdate time.windows.com

　　　　　　　　

 

1、从 master01 节点上拷贝证书文件、各master组件的配置文件和服务管理文件到 master02 节点

scp -r /opt/etcd/ root@192.168.229.60:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.229.60:/opt、
scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.229.60:/usr/lib/systemd/system/　　

 

2、修改配置文件kube-apiserver中的IP

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--etcd-servers=https://192.168.229.90:2379,https://192.168.229.80:2379,https://192.168.229.70:2379 \
--bind-address=192.168.229.60 \	#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.229.60 \	#修改
......

　　

3、在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now kube-apiserver.service kube-controller-manager.service kube-scheduler.service

　　

4、查看node节点状态

ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide	#-o=wide：输出额外信息；对于Pod，将输出Pod所在的Node名　　

此时在master02节点查到的node节点状态仅是从etcd查询到的信息，而此时node节点实际上并未与master02节点建立通信连接，因此需要使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

三、负载均衡部署

配置load balancer集群双机热备负载均衡（nginx实现负载均衡，keepalived实现双机热备）

##### 在lb01、lb02节点上操作 #####

1、配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源

cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF

yum install nginx -y

　　

2、修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口

vim /etc/nginx/nginx.conf
events {
worker_connections 1024;
}

#添加
stream {
log_format main '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';

access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;

upstream k8s-apiserver {
server 192.168.229.90:6443;
server 192.168.229.60:6443;
}
server {
listen 6443;
proxy_pass k8s-apiserver;
}
}

http {
......

　　

3、检查配置文件语法

nginx -t

　　

4、启动nginx服务，查看已监听6443端口

systemctl start nginx
systemctl enable nginx
netstat -natp | grep nginx

  　　

5、部署keepalived服务

yum install keepalived -y

　　

6、修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
# 接收邮件地址
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
# 邮件发送地址
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_MASTER	#lb01节点的为 NGINX_MASTER，lb02节点的为 NGINX_BACKUP
}

#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"	#指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 {
state MASTER	#lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP
interface ens33	#指定网卡名称 ens33
virtual_router_id 51	#指定vrid，两个节点要一致
priority 100	#lb01节点的为 100，lb02节点的为 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.80.30/24	#指定 VIP
}
track_script {
check_nginx	#指定vrrp_script配置的脚本
}
}
其他多余的配置删除

 

　　

  

7、创建nginx状态检查脚本

vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
#!/bin/bash
#egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID
count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi


chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

 　　

8、启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived
ip a	#查看VIP是否生成

　　 

10、修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP

cd /opt/kubernetes/cfg/
vim bootstrap.kubeconfig 
server: https://192.168.229.30:6443

vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.229.30:6443

vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.229.30:6443

 三个配置文件修改相同，都修改为虚拟VIP即可，这里只展示一个文件的修改；两个Node节点都需要修改　　

11、重启kubelet和kube-proxy服务

systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service

　　

12、在lb01上查看nginx的k8s日志

tail /var/log/nginx/k8s-access.log

======在 master02节点上操作 ======
13、测试创建pod

kubectl create deployment redis-master02 --image=redis　　

14、查看Pod的状态信息

kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk 0/1 ContainerCreating 0 33s #正在创建中

　　

kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-dbddb74b8-nf9sk 1/1 Running 0 80s #创建完成，运行中

kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE
nginx-dbddb74b8-26r9l 1/1 Running 0 10m 172.17.36.2 192.168.80.15 <none>
//READY为1/1，表示这个Pod中有1个容器

　　

15、在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问

curl 172.17.54.2

　　

16、这时在master01节点上查看nginx日志，发现没有权限查看

kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk
Error from server (Forbidden): Forbidden (user=system:anonymous, verb=get, resource=nodes, subresource=proxy) ( nginx-dbddb74b8-nf9sk)

 　　

17、在master01节点上，将cluster-admin角色授予用户system:anonymous

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cluster-system-anonymous created

再次查看nginx日志

kubectl logs nginx-dbddb74b8-nf9sk

 

四、部署 Dashboard UI

Dashboard 介绍

仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。

您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源（例如部署，作业，守护进程等）。

例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。

====== 在 master1 节点上操作 ======

1、在k8s工作目录中创建dashborad工作目录

mkdir /opt/k8s/dashboard
cd /opt/k8s/dashboard

 　　

//上传Dashboard.zip压缩包，并解压，一共有7个文件，包含5个构建该界面的核心文件，一个k8s-admin.yaml文件是自己写的，用来生成待会在浏览器中登录时所用的令牌；一个dashboard-cert.sh，用来快速生成解决谷歌浏览器加密通信问题所需的证书文件

//核心文件官方下载资源地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons/dashboard
dashboard-configmap.yaml dashboard-rbac.yaml dashboard-service.yaml dashboard-controller.yaml dashboard-secret.yaml k8s-admin.yaml dashboard-cert.sh

------------------------------------------------------------------------------------------
1、dashboard-rbac.yaml：用于访问控制设置，配置各种角色的访问控制权限及角色绑定（绑定角色和服务账户），内容中包含对应各种角色所配置的规则（rules）
2、dashboard-secret.yaml：提供令牌，访问API服务器所用（个人理解为一种安全认证机制）
3、dashboard-configmap.yaml：配置模板文件，负责设置Dashboard的文件，ConfigMap提供了将配置数据注入容器的方式，保证容器中的应用程序配置从 Image 内容中解耦
4、dashboard-controller.yaml：负责控制器及服务账户的创建，来管理pod副本
5、dashboard-service.yaml：负责将容器中的服务提供出去，供外部访问
------------------------------------------------------------------------------------------

2、通过kubectl create 命令创建resources

cd /opt/k8s/dashboard

1、规定kubernetes-dashboard-minimal该角色的权限：例如其中具备获取更新删除等不同的权限

kubectl create -f dashboard-rbac.yaml 　

有几个kind就会有几个结果被创建，格式为kind+apiServer/name

role.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created

　　

//查看类型为 Role,RoleBinding 的资源对象 kubernetes-dashboard-minimal 是否生成

kubectl get role,rolebinding -n kube-system　　

//-n kube-system 表示查看指定命名空间中的pod，缺省值为default

 

 

3、证书和密钥创建

kubectl create -f dashboard-secret.yaml 
secret/kubernetes-dashboard-certs created
secret/kubernetes-dashboard-key-holder created

　

查看类型为 Secret 的资源对象 kubernetes-dashboard-certs,kubernetes-dashboard-key-holder 是否生成

kubectl get secret -n kube-system

　　

4、配置文件，对于集群dashboard设置的创建

kubectl create -f dashboard-configmap.yaml 
configmap/kubernetes-dashboard-settings created　　

//查看类型为 ConfigMap 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成

kubectl get configmap -n kube-system

　　

5、创建容器需要的控制器以及服务账户

kubectl create -f dashboard-controller.yaml 
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
deployment.apps/kubernetes-dashboard created　　

//查看类型为 ServiceAccount,Deployment 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成

kubectl get serviceaccount,deployment -n kube-system

　　

6、将服务提供出去

kubectl create -f dashboard-service.yaml 
service/kubernetes-dashboard created　　

//查看创建在指定的 kube-system 命名空间下的 pod 和 service 状态信息

kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide　　

//svc 为 service 的缩写，可用 kubectl api-resources 查看

NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE
pod/kubernetes-dashboard-7dffbccd68-c6d24 1/1 Running 1 11m 172.17.26.2 192.168.80.11 <none>

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service/kubernetes-dashboard NodePort 10.0.0.75 <none> 443:30001/TCP 11m k8s-app=kubernetes-dashboard

　　

7、dashboard分配给了node01服务器，访问的入口是30001端口，打开浏览器访问 https://nodeIP:30001 来进行测试

火狐浏览器可直接访问：https://192.168.229.70:30001

谷歌浏览器则因为缺少加密通信的认证证书，导致无法直接访问。可通过 菜单->更多工具->开发者工具->Security 查看访问失败的原因。

 

 

8、解决谷歌浏览器加密通信问题，使用的脚本 dashboard-cert.sh 来快速生成证书文件

cd /opt/k8s/dashboard/
vim dashboard-controller.yaml
......
args:
# PLATFORM-SPECIFIC ARGS HERE
- --auto-generate-certificates
#在文件的第47行下面添加以下两行，指定加密（tls）的私钥和证书文件
- --tls-key-file=dashboard-key.pem
- --tls-cert-file=dashboard.pem

 　　

9、执行脚本

cd /opt/k8s/dashboard/
chmod +x dashboard-cert.sh
./dashboard-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert/

　　

10、在 dashboard 工作目录下将生成两个证书

ls *.pem
dashboard.pem	dashboard-key.pem

　　

11、重新进行部署（注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源）

kubectl apply -f dashboard-controller.yaml　　

//由于可能会更换所分配的节点，所以要再次查看一下分配的节点服务器地址和端口号

kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide

　　

//再次进行访问测试，选择使用令牌方式登录，使用 k8s-admin.yaml 文件进行创建令牌

cd /opt/k8s/dashboard/
kubectl create -f k8s-admin.yaml

　　

#获取token简要信息，名称为dashboard-admin-token-xxxxx

kubectl get secrets -n kube-system
NAME TYPE DATA AGE
dashboard-admin-token-kpmm8 kubernetes.io/service-account-token 3 
default-token-7dhwm kubernetes.io/service-account-token 3 
kubernetes-dashboard-certs Opaque 11 
kubernetes-dashboard-key-holder Opaque 2 
kubernetes-dashboard-token-jn94c kubernetes.io/service-account-token 3　　

//查看令牌序列号，取 token: 后面的内容
kubectl describe secrets dashboard-admin-token-kpmm8 -n kube-system

//将令牌序列号复制填入到浏览器页面中，点击登录

先通过 kubectl get pods 命令查看一下集群中是否有资源在运行，再在 Dashboard UI 界面中命令空间选 default，
点击侧边栏中的“容器组”，点击容器名称，进入一个页面，点击右上方的“运行命令”或”日志“控件会弹出另一个额外页面，可在“运行命令”输入 curl <podip> 命令访问容器，再通过dashboard页面查看日志更新结果。