Kubernetes学习之路（三）之Mater节点二进制部署

K8S Mater节点部署

• 1、部署Kubernetes API服务部署

• apiserver提供集群管理的REST API接口，包括认证授权、数据校验以及集群状态变更等。
• 只有API Server才能直接操作etcd；
• 其他模块通过API Server查询或修改数据
• 提供其他模块之间的数据交互和通信枢纽

（1）准备软件包

[root@linux-node1 ~]# cd /usr/local/src/kubernetes
[root@linux-node1 kubernetes]# cp server/bin/kube-apiserver /opt/kubernetes/bin/
[root@linux-node1 kubernetes]# cp server/bin/kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin/
[root@linux-node1 kubernetes]# cp server/bin/kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/

只需要在linux-node1上拷贝

（2）创建生成CSR的 JSON 配置文件

[root@linux-node1 ~]# cd /usr/local/src/ssl
[root@linux-node1 ssl]# vim kubernetes-csr.json
{
  "CN": "kubernetes",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "192.168.56.110",　　#Master的ip地址
    "10.1.0.1",
    "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": "System"
    }
  ]
}

（3）生成 kubernetes 证书和私钥

[root@linux-node1 ssl]# cfssl gencert -ca=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
   -ca-key=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem 
   -config=/opt/kubernetes/ssl/ca-config.json 
   -profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
[root@linux-node1 ssl]# cp kubernetes*.pem /opt/kubernetes/ssl/
[root@linux-node1 ssl]# scp kubernetes*.pem 192.168.56.120:/opt/kubernetes/ssl/
[root@linux-node1 ssl]# scp kubernetes*.pem 192.168.56.130:/opt/kubernetes/ssl/

（4） 创建 kube-apiserver 使用的客户端 token 文件

[root@linux-node1 ~]#  head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '
ad6d5bb607a186796d8861557df0d17f 
[root@linux-node1 ~]# vim /opt/kubernetes/ssl/bootstrap-token.csv
ad6d5bb607a186796d8861557df0d17f,kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"

（5） 创建基础用户名/密码认证配置

[root@linux-node1 ~]# vim /opt/kubernetes/ssl/basic-auth.csv
admin,admin,1
readonly,readonly,2

（6） 部署Kubernetes API Server

[root@linux-node1 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target

[Service]
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver 
  --admission-control=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota,NodeRestriction 
  --bind-address=192.168.56.110 
  --insecure-bind-address=127.0.0.1 
  --authorization-mode=Node,RBAC 
  --runtime-config=rbac.authorization.k8s.io/v1 
  --kubelet-https=true 
  --anonymous-auth=false 
  --basic-auth-file=/opt/kubernetes/ssl/basic-auth.csv 
  --enable-bootstrap-token-auth 
  --token-auth-file=/opt/kubernetes/ssl/bootstrap-token.csv 
  --service-cluster-ip-range=10.1.0.0/16 
  --service-node-port-range=20000-40000 
  --tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes.pem 
  --tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes-key.pem 
  --client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
  --service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem 
  --etcd-cafile=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
  --etcd-certfile=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes.pem 
  --etcd-keyfile=/opt/kubernetes/ssl/kubernetes-key.pem 
  --etcd-servers=https://192.168.56.110:2379,https://192.168.56.120:2379,https://192.168.56.130:2379 
  --enable-swagger-ui=true 
  --allow-privileged=true 
  --audit-log-maxage=30 
  --audit-log-maxbackup=3 
  --audit-log-maxsize=100 
  --audit-log-path=/opt/kubernetes/log/api-audit.log 
  --event-ttl=1h 
  --v=2 
  --logtostderr=false 
  --log-dir=/opt/kubernetes/log
Restart=on-failure
RestartSec=5
Type=notify
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

（7） 启动API Server服务

[root@linux-node1 ~]# systemctl daemon-reload
[root@linux-node1 ~]# systemctl enable kube-apiserver
[root@linux-node1 ~]# systemctl start kube-apiserver
[root@linux-node1 ~]# systemctl status kube-apiserver
[root@linux-node1 ssl]# netstat -tulnp |grep kube-apiserver
tcp        0      0 192.168.56.110:6443      0.0.0.0:*               LISTEN      5052/kube-apiserver 
tcp        0      0 127.0.0.1:8080           0.0.0.0:*               LISTEN      5052/kube-apiserver 

从监听端口可以看到api-server监听在6443端口，同时也监听了本地的8080端口，是提供kube-schduler和kube-controller使用。

• 2、部署Controller Manager服务

• controller-manager由一系列的控制器组成，它通过apiserver监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态。

（1）部署Controller Manager服务

[root@linux-node1 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes

[Service]
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager 
  --address=127.0.0.1 
  --master=http://127.0.0.1:8080 
  --allocate-node-cidrs=true 
  --service-cluster-ip-range=10.1.0.0/16 
  --cluster-cidr=10.2.0.0/16 
  --cluster-name=kubernetes 
  --cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
  --cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem 
  --service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem 
  --root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
  --leader-elect=true 
  --v=2 
  --logtostderr=false 
  --log-dir=/opt/kubernetes/log

Restart=on-failure
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target

（2）启动Controller Manager

[root@linux-node1 ~]# systemctl daemon-reload
[root@linux-node1 scripts]# systemctl enable kube-controller-manager
[root@linux-node1 scripts]# systemctl start kube-controller-manager
[root@linux-node1 scripts]# systemctl status kube-controller-manager
[root@linux-node1 ssl]# netstat -tulnp |grep kube-controlle
tcp        0      0 127.0.0.1:10252         0.0.0.0:*               LISTEN      5112/kube-controlle 

从监听端口上，可以看到kube-controller监听在本地的10252端口，外部是无法直接访问kube-controller，需要通过api-server才能进行访问。

• 3、部署Kubernetes Scheduler

• scheduler负责分配调度Pod到集群内的node节点
• 监听kube-apiserver，查询还未分配的Node的Pod
• 根据调度策略为这些Pod分配节点

[root@linux-node1 ~]# vim /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes

[Service]
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler 
  --address=127.0.0.1 
  --master=http://127.0.0.1:8080 
  --leader-elect=true 
  --v=2 
  --logtostderr=false 
  --log-dir=/opt/kubernetes/log

Restart=on-failure
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@linux-node1 ~]# systemctl daemon-reload
[root@linux-node1 scripts]# systemctl enable kube-scheduler
[root@linux-node1 scripts]# systemctl start kube-scheduler
[root@linux-node1 scripts]# systemctl status kube-scheduler
[root@linux-node1 ssl]# netstat -tulnp |grep kube-scheduler
tcp        0      0 127.0.0.1:10251         0.0.0.0:*               LISTEN      5172/kube-scheduler 

从kube-scheduler的监听端口上，同样可以看到监听在本地的10251端口上，外部无法直接访问，同样是需要通过api-server进行访问。

• 4、部署kubectl 命令行工具

kubectl用于日常直接管理K8S集群，那么kubectl要进行管理k8s，就需要和k8s的组件进行通信，也就需要用到证书。此时kubectl需要单独部署，也是因为kubectl也是需要用到证书，而前面的kube-apiserver、kube-controller、kube-scheduler都是不需要用到证书，可以直接通过服务进行启动。

（1）准备二进制命令包

[root@linux-node1 ~]# cd /usr/local/src/kubernetes/client/bin
[root@linux-node1 bin]# cp kubectl /opt/kubernetes/bin/

（2）创建 admin 证书签名请求

[root@linux-node1 ~]# cd /usr/local/src/ssl/
[root@linux-node1 ssl]# vim admin-csr.json
{
  "CN": "admin",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}

（3）生成 admin 证书和私钥

[root@linux-node1 ssl]# cfssl gencert -ca=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
   -ca-key=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem 
   -config=/opt/kubernetes/ssl/ca-config.json 
   -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
[root@linux-node1 ssl]# ls -l admin*
-rw-r--r-- 1 root root 1009 Mar  5 12:29 admin.csr
-rw-r--r-- 1 root root  229 Mar  5 12:28 admin-csr.json
-rw------- 1 root root 1675 Mar  5 12:29 admin-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1399 Mar  5 12:29 admin.pem

[root@linux-node1 ssl]# cp admin*.pem /opt/kubernetes/ssl/

（4）设置集群参数

[root@linux-node1 ssl]# kubectl config set-cluster kubernetes 
   --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
   --embed-certs=true 
   --server=https://192.168.56.110:6443
Cluster "kubernetes" set.

（5）设置客户端认证参数

[root@linux-node1 ssl]# kubectl config set-credentials admin 
   --client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/admin.pem 
   --embed-certs=true 
   --client-key=/opt/kubernetes/ssl/admin-key.pem
User "admin" set.

（6）设置上下文参数

[root@linux-node1 ssl]# kubectl config set-context kubernetes 
   --cluster=kubernetes 
   --user=admin
Context "kubernetes" created.

（7）设置默认上下文

[root@linux-node1 src]# kubectl config use-context kubernetes
Switched to context "kubernetes".

上面（4）-->（7）的配置是为了在家目录下生成config文件，之后kubectl和api通信就需要用到该文件，这也就是说如果在其他节点上需要用到这个kubectl，就需要将该文件拷贝到其他节点。

[root@linux-node1 ~]# cat .kube/config 
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: LS0tLS1CRUdJTiBDRVJUSUZJQ0FURS0tLS0tCk1JSUR2akNDQXFhZ0F3SUJBZ0lVUUszc2dUb0lrNlhmVDhFaUVvcXNNc2pQQUVzd0RRWUpLb1pJaHZjTkFRRUwKQlFBd1pURUxNQWtHQTFVRUJo
......

（8）使用kubectl工具

[root@linux-node1 ssl]# 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"}