[云原生] 二进制k8s集群（下）部署高可用master节点-编程知识

在上一篇文章中，就已经完成了二进制k8s集群部署的搭建，但是单机master并不适用于企业的实际运用（因为单机master中，仅仅只有一台master作为节点服务器的调度指挥，一旦宕机。就意味着整个集群的瘫痪，所以成熟的k8s的集群一定要考虑到master的高可用。）企业的运用一般至少存在两台master及其以上的部署，本次将根据前面的部署，再添加一台master（三个master或者更多，也可以根据本次添加步骤重复添加）。添加master后，我们会将借助keepalived+nginx的架构，来实现高可用的master【也可以使用haproxy+keepalived或则是keepalived+lvs（不推荐，步骤过于复杂）

本次部署的架构组件

mater节点
mater01	192.168.73.100	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler
master02	192.168.73.130	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler
node节点
node01	192.168.73.110	kubelet kube-proxy docker （容器引擎）
node02	192.168.73.120	kubelet kube-proxy docker （容器引擎）
etcd cluster集群
etcd节点1	192.168.73.100（mater01）	etcd
etcd节点2	192.168.73.110（node01）	etcd
etcd节点3	192.168.73.120（node02）	etcd
load balance（高可用调度器）
主调度器	192.168.73.140	nginx，keepalived
从调度器	192.168.73.150	nginx，keepalived

架构说明：

node节点的kubelet只能对接一个master节点的apiserver，不可能同时对接多个master节点的apiserver。简而言之，node节只能有一个master来领导。

kubelet和kube-proxy是通过kubelet.kubeconfig和kube-proxy.kubeconfig文件中的server参数进行对接 master节点的。

所以在多master节点的环境下，需要有nginx负载均衡器来进行调度，而且需要进行keepalived高可用的构建(主从两个节点) ，防止主节点宕机导致整个k8s集群的不可用。

一、新master节点的搭建

1.1 对master02 进行初始化配置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X#关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname master02
su
#在master添加hosts(添加到整个k8s集群的主机上，保证其他主机均有该映射)
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.73.105 master01
192.168.73.110 master02
192.168.73.106 node01
192.168.73.107 node02
EOF#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ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOFsysctl --system#时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate ntp.aliyun.com#将时间同步的操作添加到计划性任务，确保所有节点保证时间的同步
crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate  ntp.aliyun.com
crontab -l

1.2 将master01的配置移植到master02

 ##------------ 1、 master01节点，拷贝文件到master02 -------------------------------#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 etcd/ master02:`pwd`scp -r kubernetes/ master02:`pwd`scp /usr/lib/systemd/system/kube-* master02:/usr/lib/systemd/system/scp -r /root/.kube/  master02:/root/

 ##----------- 2、 master02节点，修改配置文件并启动相关服务-------------------------#修改配置文件kube-apiserver中的IPvim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserverKUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \        #输出日志，false表示标准错误不输出到屏幕，而是输出到日志中。true表示标准错误会输出到屏幕。--v=4 \                                          #日志级别--etcd-servers=https://192.168.73.105:2379,https://192.168.73.106:2379,https://192.168.73.107:2379 \      #etcd节点的IP通信地址--bind-address=192.168.73.110 \              #修改，当前绑定的内网IP监听的地址--secure-port=6443 \                                                                #基于HPPTS开放端口--advertise-address=192.168.73.110 \         #修改，内网通告地址，让其他node节点地址通信......vim kube-controller-managervim kube-scheduler#在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启systemctl enable --now kube-apiserver.servicesystemctl enable --now kube-controller-manager.servicesystemctl enable --now kube-scheduler.service#将可执行文件，创建软链接ln -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/#查看node节点状态kubectl get nodeskubectl 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

二、负载均衡的部署

 #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）#----------------- 1、两台负载均衡器配置nginx -------------------------------------#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/$basearch/
gpgcheck=0
EOFyum install nginx -y#修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口vim /etc/nginx/nginx.confevents {worker_connections  1024;}#添加stream {log_format  main  '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;upstream k8s-apiserver {server 192.168.73.105:6443;    #master01server 192.168.73.110:6443;    #master02}server {listen 6443;proxy_pass k8s-apiserver;}}http {......#检查配置文件语法nginx -t   #启动nginx服务，查看已监听6443端口systemctl start nginxsystemctl enable nginxss -lntp|grep nginx

 #------------------ 2、两台负载均衡器配置keepalived ------------------------------#部署keepalived服务yum install keepalived -y#修改keepalived配置文件vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id nginx_master
}vrrp_script check_nginx {script "/etc/nginx/check_nginx.sh"   #指定检测脚本的路径，并且该脚本充当心跳检测脚本
}vrrp_instance VI_1 {state MASTER        #指定状态为master节点，109为BACKUP备用节点interface ens33virtual_router_id 51priority 100    #108优先级为100 109为90，优先级决定着主备的位置advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.73.66}track_script {check_nginx        #追踪脚本的进程}
}#将该文件 发送给备用调度器，并且将其中的配置修改为备用调度器的属性
cd /etc/keepalived/
scp keepalived.conf  root@192.168.73.109:`pwd`
#创建nginx状态检查脚本 
vim /etc/nginx/check_nginx.sh#!/bin/bash
killall -0 nginx &>/dev/null
if [ $? -ne 0 ];thensystemctl stop keepalived
fichmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh  #为脚本增加执行权限#将该脚本发送给备用调度器
cd /etc/nginx
scp check_nginx.conf  root@192.168.73.109:`pwd`#两台主备调度器启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）systemctl start keepalivedsystemctl enable keepalivedip addr             #查看主节点的VIP是否生成

nginx心跳检测脚本说明：

killall -0 可以用来检测程序是否执行
如果服务未执行的情况下会进行报错
并且 $?的返回码为非0值

vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
scp /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.136.150:/etc/keepalived/
systemctl enable --now keepalived.service
systemctl status keepalived.service systemctl restart nginx keepalived.service
ip a

 #---------------- 3、关闭主节点的nginx服务，模拟故障，测试keepalived-----------------------#关闭主节点lb01的Nginx服务，模拟宕机，观察VIP是否漂移到备节点systemctl stop nginxip addrsystemctl status keepalived   #此时keepalived被脚本杀掉了   #备节点查看是否生成了VIPip addr    #此时VIP漂移到备节点lb02

//修改所有node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP[root@node01 /opt/kubernetes/cfg]#vim bootstrap.kubeconfig
[root@node01 /opt/kubernetes/cfg]#vim kubelet.kubeconfig
[root@node01 /opt/kubernetes/cfg]#vim kube-proxy.kubeconfig

//重启node节点kubelet和kube-proxy服务
systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service

//在 lb01 上查看 nginx 和 node 、 master 节点的连接状态
netstat -natp | grep nginx

三、k8s的web UI界面的搭建

//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-dashboardname: kubernetes-dashboardnamespace: kubernetes-dashboard
spec:ports:- port: 443targetPort: 8443nodePort: 30001     #添加type: NodePort          #添加selector:k8s-app: kubernetes-dashboard#通过recommended.yaml资源配置清单，使用kubectl apply创建资源，-f指定资源配置清单文件kubectl apply -f recommended.yaml#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-systemkubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin#获取token值
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，访问node节点
https://192.168.136.110:30001