Rancher On K3s 高可用架构部署

Rancher 推荐部署架构

k3s 模式

RKE 和 k8s 模式

备注：
我对 RKE 的理解就是 Ansible + kubeadm 的打包，首先 rke 需要到每一个节点都可以免密 ssh ，其次，可以使用类似 kubeadm-config.yaml 的配置文件 init 一个 k8s 集群。当然 rke 可以有效的管理证书。

高可用模式下，一句大白话：无论如何你都需要 Rancher on K8s

k3s 部署

etcd 部署

k3s 支持多种外部存储，例如：SQLite, MySQL,PostgSQL,etcd。Why is etcd?
etcd: 高可用部署方便，集群管理方便，没有复杂的主从库搭建，加上 k8s 集群本身就需要维护 etcd ，所以维护成本较低。
目前 Rancher 官方认证的版本是 etcd v3.3.15
选择数据库

# 准备 3 个节点部署 etcd
wget  https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.3.15/etcd-v3.3.15-linux-amd64.tar.gz
tar xzvf etcd-v3.3.15-linux-amd64.tar.gz -C /data/das/
cp /data/das/k3s-init/etcd-v3.3.15-linux-amd64/etc* /usr/loca/bin
# 创建 etcd.service 服务托管于 systemd
vim /usr/lib/systemd/system/etcd.service
# 创建 etcd 配置文件
vim /usr/loca/etcd/config
# 启动 etcd
systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl enable etcd

[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
# 指定环境变量所在 
EnvironmentFile=-/usr/local/etcd/config
ExecStart=/usr/local/bin/etcd 
--name=${ETCD_NAME} 
--data-dir=${ETCD_DATA_DIR} 
--listen-peer-urls=${ETCD_LISTEN_PEER_URLS} 
--listen-client-urls=${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379 
--advertise-client-urls=${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS} 
--initial-advertise-peer-urls=${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS} 
--initial-cluster=${ETCD_INITIAL_CLUSTER} 
--initial-cluster-token=${ETCD_INITIAL_CLUSTER} 
--initial-cluster-state=new 
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

#[Member]
##节点名字
ETCD_NAME="etcd01" 
#数据目录
ETCD_DATA_DIR="/data/etcd/"
#当前节点的ip地址
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://192.168.1.1:2380" 
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://192.168.1.1:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://192.168.1.1:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://192.168.1.1:2379"
#集群所有的节点的ip地址
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=http://192.168.1.1:2380,etcd02=http://192.168.1.2:2380,etcd03=http://192.168.1.3:2380" 
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

k3s 部署

在两个节点上部署 k3s server

# 下载部署脚本
wget http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh  
cp /data/das/k3s-init/k3s-install.sh /usr/local/bin/install.sh
# 下载 k3s 镜像
wget http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/v1.18.2-k3s1/k3s-airgap-images-amd64.tar
sudo mkdir -p /var/lib/rancher/k3s/agent/images/
sudo cp ./k3s-airgap-images-amd64.tar /var/lib/rancher/k3s/agent/images/
# 下载 k3s 二进制文件
wget http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/v1.18.2-k3s1/k3s
cp /data/das/k3s-init/k3s /usr/local/bin/k3s
# 执行 k3s 安装脚本
# 跳过远程安装
INSTALL_K3S_SKIP_DOWNLOAD=true  
# 集群名称
INSTALL_K3S_NAME=rancher-server 
# rancher server 参数配置 --docker 使用 docker 作为容器运行时，--bind-address 绑定节点 
INSTALL_K3S_EXEC='server --docker --bind-address=10.50.26.252 --private-registry=https://registry.mydoman.com/rancher-server --write-kubeconfig=/root/.kube/config --write-kubeconfig-mode=644 --node-label asrole=worker --datastore-endpoint="http://10.50.26.252:2379,http://10.50.26.145:2379,http://10.50.26.235:2379" ' 
install.sh
# 检查 k3s-rancher-server 服务是否正常
systemctl status k3s-rancher-server
# 等大概 5分钟左右，查看 k3s 集群是否启动成功 
kubectl get pods -A

rancher 部署

自签证，Rancher 官方提供了非常完善的签证脚本
签证

#!/bin/bash -e
help ()
{
    echo  ' ================================================================ '
    echo  ' --ssl-domain: 生成ssl证书需要的主域名，如不指定则默认为www.rancher.local，如果是ip访问服务，则可忽略；'
    echo  ' --ssl-trusted-ip: 一般ssl证书只信任域名的访问请求，有时候需要使用ip去访问server，那么需要给ssl证书添加扩展IP，多个IP用逗号隔开；'
    echo  ' --ssl-trusted-domain: 如果想多个域名访问，则添加扩展域名（SSL_TRUSTED_DOMAIN）,多个扩展域名用逗号隔开；'
    echo  ' --ssl-size: ssl加密位数，默认2048；'
    echo  ' --ssl-cn: 国家代码(2个字母的代号),默认CN;'
    echo  ' 使用示例:'
    echo  ' ./create_self-signed-cert.sh --ssl-domain=www.test.com --ssl-trusted-domain=www.test2.com  '
    echo  ' --ssl-trusted-ip=1.1.1.1,2.2.2.2,3.3.3.3 --ssl-size=2048 --ssl-date=3650'
    echo  ' ================================================================'
}

case "$1" in
    -h|--help) help; exit;;
esac

if [[ $1 == '' ]];then
    help;
    exit;
fi

CMDOPTS="$*"
for OPTS in $CMDOPTS;
do
    key=$(echo ${OPTS} | awk -F"=" '{print $1}' )
    value=$(echo ${OPTS} | awk -F"=" '{print $2}' )
    case "$key" in
        --ssl-domain) SSL_DOMAIN=$value ;;
        --ssl-trusted-ip) SSL_TRUSTED_IP=$value ;;
        --ssl-trusted-domain) SSL_TRUSTED_DOMAIN=$value ;;
        --ssl-size) SSL_SIZE=$value ;;
        --ssl-date) SSL_DATE=$value ;;
        --ca-date) CA_DATE=$value ;;
        --ssl-cn) CN=$value ;;
    esac
done

# CA相关配置
CA_DATE=${CA_DATE:-3650}
CA_KEY=${CA_KEY:-cakey.pem}
CA_CERT=${CA_CERT:-cacerts.pem}
CA_DOMAIN=cattle-ca

# ssl相关配置
SSL_CONFIG=${SSL_CONFIG:-$PWD/openssl.cnf}
SSL_DOMAIN=${SSL_DOMAIN:-'www.rancher.local'}
SSL_DATE=${SSL_DATE:-3650}
SSL_SIZE=${SSL_SIZE:-2048}

## 国家代码(2个字母的代号),默认CN;
CN=${CN:-CN}

SSL_KEY=$SSL_DOMAIN.key
SSL_CSR=$SSL_DOMAIN.csr
SSL_CERT=$SSL_DOMAIN.crt

echo -e "33[32m ---------------------------- 33[0m"
echo -e "33[32m       | 生成 SSL Cert |       33[0m"
echo -e "33[32m ---------------------------- 33[0m"

if [[ -e ./${CA_KEY} ]]; then
    echo -e "33[32m ====> 1. 发现已存在CA私钥，备份"${CA_KEY}"为"${CA_KEY}"-bak，然后重新创建 33[0m"
    mv ${CA_KEY} "${CA_KEY}"-bak
    openssl genrsa -out ${CA_KEY} ${SSL_SIZE}
else
    echo -e "33[32m ====> 1. 生成新的CA私钥 ${CA_KEY} 33[0m"
    openssl genrsa -out ${CA_KEY} ${SSL_SIZE}
fi

if [[ -e ./${CA_CERT} ]]; then
    echo -e "33[32m ====> 2. 发现已存在CA证书，先备份"${CA_CERT}"为"${CA_CERT}"-bak，然后重新创建 33[0m"
    mv ${CA_CERT} "${CA_CERT}"-bak
    openssl req -x509 -sha256 -new -nodes -key ${CA_KEY} -days ${CA_DATE} -out ${CA_CERT} -subj "/C=${CN}/CN=${CA_DOMAIN}"
else
    echo -e "33[32m ====> 2. 生成新的CA证书 ${CA_CERT} 33[0m"
    openssl req -x509 -sha256 -new -nodes -key ${CA_KEY} -days ${CA_DATE} -out ${CA_CERT} -subj "/C=${CN}/CN=${CA_DOMAIN}"
fi

echo -e "33[32m ====> 3. 生成Openssl配置文件 ${SSL_CONFIG} 33[0m"
cat > ${SSL_CONFIG} <<EOM
[req]
req_extensions = v3_req
distinguished_name = req_distinguished_name
[req_distinguished_name]
[ v3_req ]
basicConstraints = CA:FALSE
keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment
extendedKeyUsage = clientAuth, serverAuth
EOM

if [[ -n ${SSL_TRUSTED_IP} || -n ${SSL_TRUSTED_DOMAIN} ]]; then
    cat >> ${SSL_CONFIG} <<EOM
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
EOM
    IFS=","
    dns=(${SSL_TRUSTED_DOMAIN})
    dns+=(${SSL_DOMAIN})
    for i in "${!dns[@]}"; do
      echo DNS.$((i+1)) = ${dns[$i]} >> ${SSL_CONFIG}
    done

    if [[ -n ${SSL_TRUSTED_IP} ]]; then
        ip=(${SSL_TRUSTED_IP})
        for i in "${!ip[@]}"; do
          echo IP.$((i+1)) = ${ip[$i]} >> ${SSL_CONFIG}
        done
    fi
fi

echo -e "33[32m ====> 4. 生成服务SSL KEY ${SSL_KEY} 33[0m"
openssl genrsa -out ${SSL_KEY} ${SSL_SIZE}

echo -e "33[32m ====> 5. 生成服务SSL CSR ${SSL_CSR} 33[0m"
openssl req -sha256 -new -key ${SSL_KEY} -out ${SSL_CSR} -subj "/C=${CN}/CN=${SSL_DOMAIN}" -config ${SSL_CONFIG}

echo -e "33[32m ====> 6. 生成服务SSL CERT ${SSL_CERT} 33[0m"
openssl x509 -sha256 -req -in ${SSL_CSR} -CA ${CA_CERT} 
    -CAkey ${CA_KEY} -CAcreateserial -out ${SSL_CERT} 
    -days ${SSL_DATE} -extensions v3_req 
    -extfile ${SSL_CONFIG}

echo -e "33[32m ====> 7. 证书制作完成 33[0m"
echo
echo -e "33[32m ====> 8. 以YAML格式输出结果 33[0m"
echo "----------------------------------------------------------"
echo "ca_key: |"
cat $CA_KEY | sed 's/^/  /'
echo
echo "ca_cert: |"
cat $CA_CERT | sed 's/^/  /'
echo
echo "ssl_key: |"
cat $SSL_KEY | sed 's/^/  /'
echo
echo "ssl_csr: |"
cat $SSL_CSR | sed 's/^/  /'
echo
echo "ssl_cert: |"
cat $SSL_CERT | sed 's/^/  /'
echo

echo -e "33[32m ====> 9. 附加CA证书到Cert文件 33[0m"
cat ${CA_CERT} >> ${SSL_CERT}
echo "ssl_cert: |"
cat $SSL_CERT | sed 's/^/  /'
echo

echo -e "33[32m ====> 10. 重命名服务证书 33[0m"
echo "cp ${SSL_DOMAIN}.key tls.key"
cp ${SSL_DOMAIN}.key tls.key
echo "cp ${SSL_DOMAIN}.crt tls.crt"
cp ${SSL_DOMAIN}.crt tls.crt

mkdir /data/das/rancher-key
cd /data/das/rancher-key
# 执行自签证脚本
./key-create.sh --ssl-domain=rancher.mydoman.com --ssl-truted-ip=<RANCHER_LB_IP>
# 验证是否成功
openssl verify -CAfile cacerts.pem tls.cr
openssl x509 -in tls.crt -noout -text

Rancher 部署

# 安装 helm 
wget http://rancher-mirror.cnrancher.com/helm/v3.4.0/helm-v3.4.0-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf helm-v3.4.0-linux-amd64.tar.gz -C /data/das/
cp /data/das/linux-amd64/helm /usr/local/bin/ 
# 创建命名空间
kubectl  create namespace cattle-system
# ca证书密文
kubectl -n cattle-system create secret tls tls-rancher-ingress --cert=/data/das/rancher-key/tls.crt --key=/data/das/rancher-key/tls.key 
kubectl -n cattle-system create secret generic tls-ca --from-file=cacerts.pem
# 添加 chat 仓库，推荐添加 stable 稳定版仓库，如果需要固定版本可以去 http://mirror.cnrancher.com/ 上面下载
helm repo add rancher-stable https://releases.rancher.com/server-charts/stable
# helm install rancher 
helm install rancher rancher-stable/rancher 
-n cattle-system 
# 使用自签证
--set ingress.tls.source=secret 
# 是否使用自签证
--set privateCA=true 
--set additionalTrustedCAs=true 
--set hostname=rancher.mydoman.com
# 验证是否安装成功
helm list -n cattle-system 
# 检查 rancher 服务运行是否正常
kubectl -n cattle-system get pods
# 查看 ingress 地址
kubectl -n cattle-system get ingress  

填坑之旅

现象：
通过 ingress 地址访问 rancher 报 404 等错误
解决方式：
修改 k3s 自带的 traefik deployment 启动参数

……
  spec:
      containers:
      - args:
        - --configfile=/config/traefik.toml
        # 添加这一行
        - --rancher
        image: rancher/library-traefik:1.7.19
        imagePullPolicy: IfNotPresent
……

现象：
导入集群 cattle-system 报错 http://yourdomain.com 无法解析，不可达
原因：
没有做域名解析
解决方式：

kubectl -n cattle-system edit deployments.apps cattle-cluster-agent 

# 在 cattle-cluster-agent 添加 host 映射
……
    spec:
      hostAliases:
      - hostnames:
        - yourdomain.com
        ip: 192.168.1.1
……

现象：
k3s 使用 docker 启动报错，有异常
原因：
docker 使用 systemd cgroup 驱动管理 cgroup
解决方式：

vim /etc/docker/daemon.json
systemctl restart docker

{ 
# 删除 exec-opts 配置
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"], 
"log-driver": "json-file",
"log-opts": { 
   "max-size": "100m",
   "max-file": "3"
  } ,
 "data-root": "/data/docker",
"registry-mirrors": ["https://15v8lrgz.mirror.aliyuncs.com"],
"insecure-registries":[
  "https://registry.mydoman.com"
 ]
}

参考文献

traefik 官方对 Rancher 有额外支持 备注：具体参数加什么，需要加上之后 kubectl -n kube-system logs traefik-<DEPLOYMENT_ID>-<POD_ID> 看一下报错，现在 k3s 默认安装 traefik v1.5
Rancher官方TLS自签证帮助文档
RancherServer 推荐部署架构
k3s 离线安装
k3s 数据存储选项
Rancher中国区仓库备注：常用 k8s 版本都有
Rancher在阿里云的镜像仓库备注：中国区仓库里面 /rancher/v/ 里面会有 image-list.txt 这些 image 前面加上镜像仓库地址，基本都可以拉得到镜像