SaltStack自动化部署HA-Kubernetes-v1.13.6
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本项目在GitHub上，会不定期更新，大家也可以提交ISSUE，地址为：
https://github.com/sky-daiji/salt-k8s-ha -
SaltStack自动化部署Kubernetes v1.13.6版本（支持HA、TLS双向认证、RBAC授权、Flannel网络、ETCD集群、Kuber-Proxy使用LVS等）。
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SaltStack自动化部署Kubernetes v1.12.5版本（支持HA、TLS双向认证、RBAC授权、Flannel网络、ETCD集群、Kuber-Proxy使用LVS等）。
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该项目也兼容kubernetes v1.13.6版本，亲测可用。只需将原版本目录中
/srv/salt/k8s/files/k8s-v1.12.5/bin的bin目录下的二进制文件替换为新版本即可；其他无需更改。
版本明细：Release-v1.13.6
- 测试通过系统：CentOS 7.6
- Kernel Version: 4.18.9-1.el7.elrepo.x86_64
- salt-ssh: salt-ssh 2019.2.0-1
- Kubernetes： v1.13.6
- Etcd: v3.3.12
- Docker: v18.09.2
- Flannel： v0.11.0
- CNI-Plugins： v0.7.4
- nginx: v1.15.3
建议部署节点：最少三个Master节点，请配置好主机名解析（必备）。以下是最小配置，否则可能不成功。
| IP地址 | Hostname | 最小配置 | Kernel Version |
|---|---|---|---|
| 192.168.245.128 | linux-node1 | Centos7.6 2G 2CPU | 4.18.9-1.el7.elrepo.x86_64 |
| 192.168.245.129 | linux-node2 | Centos7.6 2G 2CPU | 4.18.9-1.el7.elrepo.x86_64 |
| 192.168.245.130 | linux-node3 | Centos7.6 2G 2CPU | 4.18.9-1.el7.elrepo.x86_64 |
| 192.168.245.131 | linux-node4 | Centos7.6 1G 1CPU | 4.18.9-1.el7.elrepo.x86_64 |
架构介绍
- 使用Salt Grains进行角色定义，增加灵活性。
- 使用Salt Pillar进行配置项管理，保证安全性。
- 使用Salt SSH执行状态，不需要安装Agent，保证通用性。
- 使用Kubernetes当前稳定版本v1.13.6，保证稳定性。
- 使用nginx来保证集群的高可用。
- KeepAlive+VIP的形式完成高可用的缺点
- 受限于使用者的网络，无法适用于SDN网络，比如Aliyun的VPC
- 虽然是高可用的，但是流量还是单点的，所有node的的网络I/O都会高度集中于一台机器上（VIP)，一旦集群节点增多，pod增多，单机的网络I/O迟早是网络隐患。
- 本文的高可用可通用于任何云上的SDN环境和自建机房环境，列如阿里云的VPC环境中
- 本架构ETCD集群使用的是HTTP协议。
关于ETCD要不要使用TLS？
- 首先TLS的目的是为了鉴权为了防止别人任意的连接上你的etcd集群。其实意思就是说如果你要放到公网上的ETCD集群，并开放端口，我建议你一定要用TLS。
- 如果你的ETCD集群跑在一个内网环境比如（VPC环境），而且你也不会开放ETCD端口，你的ETCD跑在防火墙之后，一个安全的局域网中，那么你用不用TLS，都行。
技术交流QQ群（加群请备注来源于Github）：
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Docker&Kubernetes：796163694
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本教程的来源于以下教程而生成，在此特别感谢两位作者。
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和我一步步部署 kubernetes 集群
https://github.com/opsnull/follow-me-install-kubernetes-cluster -
SaltStack自动化部署Kubernetes
https://github.com/unixhot/salt-kubernetes
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案例架构图
0.系统初始化(必备)
- 设置主机名！！！
[root@linux-node1 ~]# cat /etc/hostname
linux-node1
[root@linux-node2 ~]# cat /etc/hostname
linux-node2
[root@linux-node3 ~]# cat /etc/hostname
linux-node3
[root@linux-node4 ~]# cat /etc/hostname
linux-node4
- 设置/etc/hosts保证主机名能够解析
[root@linux-node1 ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.245.128 linux-node1
192.168.245.129 linux-node2
192.168.245.130 linux-node3
192.168.245.131 linux-node4
- 关闭SELinux和防火墙以及NetworkManager
systemctl disable --now firewalld NetworkManager
setenforce 0
sed -ri '/^[^#]*SELINUX=/s#=.+$#=disabled#' /etc/selinux/config
- 升级内核
| 升级内核 |
- 以上必备条件必须严格检查，否则，一定不会部署成功！
1.设置部署节点到其它所有节点的SSH免密码登录（包括本机）
[root@linux-node1 ~]# ssh-keygen -t rsa
[root@linux-node1 ~]# ssh-copy-id linux-node1
[root@linux-node1 ~]# ssh-copy-id linux-node2
[root@linux-node1 ~]# ssh-copy-id linux-node3
[root@linux-node1 ~]# ssh-copy-id linux-node4
[root@linux-node1 ~]# scp /etc/hosts linux-node2:/etc/
[root@linux-node1 ~]# scp /etc/hosts linux-node3:/etc/
[root@linux-node1 ~]# scp /etc/hosts linux-node4:/etc/
2.安装Salt-SSH并克隆本项目代码。
2.1 安装Salt SSH（注意：老版本的Salt SSH不支持Roster定义Grains，需要2017.7.4以上版本）
[root@linux-node1 ~]# yum install -y https://mirrors.aliyun.com/saltstack/yum/redhat/salt-repo-latest-2.el7.noarch.rpm
[root@linux-node1 ~]# sed -i "s/repo.saltstack.com/mirrors.aliyun.com/saltstack/g" /etc/yum.repos.d/salt-latest.repo
[root@linux-node1 ~]# yum install -y salt-ssh git unzip p7zip
2.2 获取本项目 1.13.6 分支代码，并放置在 /srv 目录
[root@linux-node1 ~]# git clone -b 1.13.6 https://github.com/sky-daiji/salt-k8s-ha.git
[root@linux-node1 ~]# cd salt-k8s-ha/
[root@linux-node1 ~]# mv * /srv/
[root@linux-node1 srv]# /bin/cp /srv/roster /etc/salt/roster
[root@linux-node1 srv]# /bin/cp /srv/master /etc/salt/master
2.4 下载二进制文件，也可以自行官方下载，有需要的朋友可以用FQ软件shadowsocks,（FQ软件地址）为了方便国内用户访问，请在百度云盘下载,下载 k8s-v1.13.6-auto.zip 。下载完成后，将文件移动到 /srv/salt/k8s/ 目录下，并解压，注意是 files 目录在 /srv/salt/k8s/目录下。二进制文件下载链接：https://pan.baidu.com/s/1PXibbPX1S0Xmaqjbm_NVNQ 提取码：kbyx
[root@linux-node1 ~]# cd /srv/salt/k8s/
[root@linux-node1 k8s]# 7za x k8s-v1.13.6-auto.zip
[root@linux-node1 k8s]# rm -f k8s-v1.13.6-auto.zip
[root@linux-node1 k8s]# ls -l files/
total 0
drwx------ 2 root root 94 Mar 18 13:41 cfssl-1.2
drwx------ 2 root root 195 Mar 18 13:41 cni-plugins-amd64-v0.7.4
drwx------ 3 root root 123 Mar 18 13:41 etcd-v3.3.12-linux-amd64
drwx------ 2 root root 47 Mar 18 13:41 flannel-v0.11.0-linux-amd64
drwx------ 3 root root 17 Mar 18 13:41 k8s-v1.13.6
drwx------ 2 root root 33 Mar 18 20:17 nginx-1.15.3
3.Salt SSH管理的机器以及角色分配
- k8s-role: 用来设置K8S的角色
- etcd-role: 用来设置etcd的角色，如果只需要部署一个etcd，只需要在一台机器上设置即可
- etcd-name: 如果对一台机器设置了etcd-role就必须设置etcd-name
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/salt/roster
linux-node1:
host: 192.168.245.128
user: root
priv: /root/.ssh/id_rsa
minion_opts:
grains:
k8s-role: master
etcd-role: node
etcd-name: etcd-node1
linux-node2:
host: 192.168.245.129
user: root
priv: /root/.ssh/id_rsa
minion_opts:
grains:
k8s-role: master
etcd-role: node
etcd-name: etcd-node2
linux-node3:
host: 192.168.245.130
user: root
priv: /root/.ssh/id_rsa
minion_opts:
grains:
k8s-role: master
etcd-role: node
etcd-name: etcd-node3
linux-node4:
host: 192.168.245.131
user: root
priv: /root/.ssh/id_rsa
minion_opts:
grains:
k8s-role: node
4.修改对应的配置参数，本项目使用Salt Pillar保存配置
[root@k8s-m1 ~]# vim /srv/pillar/k8s.sls
#设置Master的IP地址(必须修改)
MASTER_IP_M1: "192.168.245.128"
MASTER_IP_M2: "192.168.245.129"
MASTER_IP_M3: "192.168.245.130"
#设置Master的HOSTNAME完整的FQDN名称(必须修改)
MASTER_H1: "linux-node1"
MASTER_H2: "linux-node2"
MASTER_H3: "linux-node3"
#KUBE-APISERVER的反向代理地址端口
KUBE_APISERVER: "https://127.0.0.1:8443"
#设置ETCD集群访问地址（必须修改）
ETCD_ENDPOINTS: "http://192.168.245.128:2379,http://192.168.245.129:2379,http://192.168.245.130:2379"
FLANNEL_ETCD_PREFIX: "/kubernetes/network"
#设置ETCD集群初始化列表（必须修改）
ETCD_CLUSTER: "etcd-node1=http://192.168.245.128:2380,etcd-node2=http://192.168.245.129:2380,etcd-node3=http://192.168.245.130:2380"
#通过Grains FQDN自动获取本机IP地址，请注意保证主机名解析到本机IP地址
NODE_IP: {{ grains['fqdn_ip4'][0] }}
HOST_NAME: {{ grains['fqdn'] }}
#设置BOOTSTARP的TOKEN，可以自己生成
BOOTSTRAP_TOKEN: "be8dad.da8a699a46edc482"
TOKEN_ID: "be8dad"
TOKEN_SECRET: "da8a699a46edc482"
ENCRYPTION_KEY: "8eVtmpUpYjMvH8wKZtKCwQPqYRqM14yvtXPLJdhu0gA="
#配置Service IP地址段
SERVICE_CIDR: "10.1.0.0/16"
#Kubernetes服务 IP (从 SERVICE_CIDR 中预分配)
CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP: "10.1.0.1"
#Kubernetes DNS 服务 IP (从 SERVICE_CIDR 中预分配)
CLUSTER_DNS_SVC_IP: "10.1.0.2"
#设置Node Port的端口范围
NODE_PORT_RANGE: "20000-40000"
#设置POD的IP地址段
POD_CIDR: "10.2.0.0/16"
#设置集群的DNS域名
CLUSTER_DNS_DOMAIN: "cluster.local."
#设置Docker Registry地址
#DOCKER_REGISTRY: "https://192.168.150.135:5000"
#设置Master的VIP地址(必须修改)
MASTER_VIP: "192.168.150.253"
#设置网卡名称
VIP_IF: "ens32"
5.执行SaltStack状态
5.1 测试Salt SSH联通性
[root@k8s-m1 ~]# salt-ssh '*' test.ping
执行高级状态，会根据定义的角色再对应的机器部署对应的服务
5.2 部署Etcd，由于Etcd是基础组建，需要先部署，目标为部署etcd的节点。
增加etcd参数的优化。
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--auto-compaction-retention
由于ETCD数据存储多版本数据，随着写入的主键增加历史版本需要定时清理，默认的历史数据是不会清理的，数据达到2G就不能写入，必须要清理压缩历史数据才能继续写入;所以根据业务需求，在上生产环境之前就提前确定，历史数据多长时间压缩一次;推荐一小时压缩一次数据这样可以极大的保证集群稳定，减少内存和磁盘占用 -
--max-request-bytesetcd Raft消息最大字节数，ETCD默认该值为1.5M; 但是很多业务场景发现同步数据的时候1.5M完全没法满足要求，所以提前确定初始值很重要;由于1.5M导致我们线上的业务无法写入元数据的问题，我们紧急升级之后把该值修改为默认32M，但是官方推荐的是10M，大家可以根据业务情况自己调整 -
--quota-backend-bytesETCD db数据大小，默认是2G，当数据达到2G的时候就不允许写入，必须对历史数据进行压缩才能继续写入;参加1里面说的，我们启动的时候就应该提前确定大小，官方推荐是8G，这里我们也使用8G的配置
[root@linux-node1 ~]# salt-ssh -L 'linux-node1,linux-node2,linux-node3' state.sls k8s.etcd
注：如果执行失败，新手建议推到重来，请检查各个节点的主机名解析是否正确（监听的IP地址依赖主机名解析）。
5.3 部署K8S集群
[root@linux-node1 ~]# salt-ssh '*' state.highstate
由于包比较大，这里执行时间较长，5分钟+，喝杯咖啡休息一下，如果执行有失败可以再次执行即可！
6.测试Kubernetes安装
#先验证etcd
[root@linux-node1 ~]# source /etc/profile
[root@linux-node1 ~]# etcdctl --endpoints=http://192.168.245.128:2379 cluster-health
[root@linux-node1 ~]# etcdctl --endpoints=http://192.168.245.128:2379 member list
[root@linux-node1 ~]# kubectl get cs
NAME STATUS MESSAGE ERROR
controller-manager Healthy ok
scheduler Healthy ok
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
[root@linux-node1 ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
linux-node1 Ready master 3h12m v1.13.6
linux-node2 Ready master 3h12m v1.13.6
linux-node3 Ready master 3h13m v1.13.6
linux-node4 Ready node 3h14m v1.13.6
7.测试Kubernetes集群和Flannel网络
[root@linux-node1 ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx:alpine
deployment.apps/nginx created
需要等待拉取镜像，可能稍有的慢，请等待。
[root@linux-node1 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-54458cd494-zp9zp 1/1 Running 0 69s 10.2.1.2 linux-node3 <none> <none>
测试联通性
[root@linux-node1 ~]# ping -c 1 10.2.1.2
PING 10.2.1.2 (10.2.1.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.2.1.2: icmp_seq=1 ttl=61 time=0.729 ms
--- 10.2.1.2 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.729/0.729/0.729/0.000 ms
[root@linux-node1 ~]# curl --head http://10.2.1.2
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.15.9
Date: Tue, 19 Mar 2019 05:36:47 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 612
Last-Modified: Fri, 08 Mar 2019 03:05:13 GMT
Connection: keep-alive
ETag: "5c81dbe9-264"
Accept-Ranges: bytes
测试扩容，将Nginx应用的Pod副本数量拓展到2个节点
[root@linux-node1 ~]# kubectl scale deployment nginx --replicas=2
deployment.extensions/nginx scaled
[root@linux-node1 ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-54458cd494-nf946 1/1 Running 0 13s
nginx-54458cd494-zp9zp 1/1 Running 0 3m57s
8.如何新增Kubernetes节点
- 1.设置SSH无密码登录，并且在
/etc/hosts中继续增加对应的解析。确保所有节点都能解析。 - 2.在
/etc/salt/roster里面，增加对应的机器。 - 3.执行SaltStack状态
salt-ssh '*' state.highstate
[root@linux-node5 ~]# vim /etc/salt/roster
linux-node5:
host: 192.168.245.132
user: root
priv: /root/.ssh/id_rsa
minion_opts:
grains:
k8s-role: node
[root@linux-node1 ~]# salt-ssh 'linux-node5' state.highstate
9.下一步要做什么？
你可以安装Kubernetes必备的插件
| 必备插件 | 1.CoreDNS部署 | 2.Dashboard部署 | 3.heapster部署 | 4.Metrics Server |
| 必备插件-2 | 5.Ingress-nginx部署 | 6.Ingress扩展 | 7.MetalLB | 8.Helm部署 |
为Master节点打上污点，让POD尽可能的不要调度到Master节点上。
关于污点的说明大家可自行百度。
kubectl describe node linux-node1
kubectl taint node k8s-m1 node-role.kubernetes.io/master=linux-node1:PreferNoSchedule
kubectl taint node k8s-m2 node-role.kubernetes.io/master=linux-node2:PreferNoSchedule
kubectl taint node k8s-m3 node-role.kubernetes.io/master=linux-node3:PreferNoSchedule
10.已知的错误。
此错误暂未发现影响
[root@linux-node2 ~]# journalctl -u kube-proxy
......
Feb 21 12:02:22 linux-node2 kube-proxy[40633]: I0221 12:02:22.106696 40633 server_others.go:216] Tearing down inactive rules.
Feb 21 12:02:22 linux-node2 kube-proxy[40633]: E0221 12:02:22.195324 40633 proxier.go:430] Failed to execute iptables-restore for nat: exit status 1 (iptables-restore: line 7 failed
Feb 21 12:02:22 linux-node2 kube-proxy[40633]: )
......
如果有洁癖的，忍受不了这种错误的，我们可以把kube-proxy按照daemonset的方式部署;按照这种方式部署的话要先停用二进制安装的kube-proxy。
PS:这里配置不一样的话需要修改yaml文件。
[root@linux-node1 ~]# systemctl disable kube-proxy
[root@linux-node1 ~]# systemctl stop kube-proxy
[root@linux-node1 ~]# kubectl apply -f /srv/addons/kube-proxy/kube-proxy.yml
[root@linux-node1 ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-cd7f66fdc-fxvx6 1/1 Running 2 18h
coredns-cd7f66fdc-ldjnh 1/1 Running 2 18h
kube-proxy-czxj9 1/1 Running 2 16h
kube-proxy-pjpt5 1/1 Running 2 16h
kube-proxy-wpfrh 1/1 Running 2 16h
kube-proxy-zgg6t 1/1 Running 2 16h
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