附018.K3S-ETCD高可用部署

2020-05-22 17:21:42 浏览数 (1)

一 K3S概述

1.1 K3S介绍

K3S是一个轻量级Kubernetes发行版。易于安装，内存消耗低，所有二进制文件不到40mb。

  • 适用于：
  • 边缘计算-Edge
  • 物联网-IoT
  • CI
  • ARM

1.2 K3S特点

k3s是完全兼容的Kubernetes发行版，有以下更改：

  • 移除过时的功能、Alpha功能、非默认功能，这些功能在大多数Kubernetes集群中已不可用。
  • 删除内置插件(比如云供应商插件和存储插件)，可用外部插件程序替换。
  • 添加SQLite3作为默认的数据存储。etcd3仍然可用，但并非默认项。
  • 包含在一个简单的启动程序当中，可以处理复杂的TLS和其他选项。
  • 几乎没有操作系统依赖性（仅需要健全的内核和cgroup挂载）。k3s软件包所需的依赖：
    • containerd
    • Flannel
    • CoreDNS
    • CNI
    • 主机系统服务 (iptables, socat, etc)

1.3 K3S架构

server节点被定义为运行k3s server命令的主机（裸机或虚拟机）。worker节点被定义为运行k3s agent命令的主机。

常见的K3S高可用架构如下：

  • 两个或更多server节点；
  • 一个外部数据存储。

1.4 worker节点注册

worker节点通过k3s agent启动时发起的Websocket连接进行注册。

worker节点将使用节点集群密钥以及存储在/etc/rancher/node/password的节点随机密码向server注册。server将在单个节点的/var/lib/rancher/k3s/server/cred/node-passwd路径存储密码，后续任何操作都必须使用相同的密码。如果删除了worker节点目录/etc/rancher/node，则应该为该worker节点重新创建密码文件，或者从服务器中删除该节点。

通过使用该--with-node-id标志启动K3s server或agent，可以将唯一的节点ID添加到hostname。

二 K3S部署规划

2.1 节点需求

所有节点不能具有相同的主机名。

如果节点具有相同的主机名，需要在运行K3S前修改主机名。或者通过--node-name或$K3S_NODE_NAME变量传递唯一的主机名称。

无负载最小配置：RAM: 512 MB，CPU: 1C。

k3s server需要6443端口可被节点访问，这些节点需要能够通过UDP 8472端口来相互访问组建Flannel VXLAN网络。

如果不使用Flannel VXLAN并提供自己的自定义CNI，则k3s不需要放行UDP 8472端口。k3s使用反向隧道，以便worker建立与server的出站连接，并且所有kubelet流量都通过该隧道通信。

如果要使用metrics server，则需要在每个节点上放行10250端口。

2.2 节点规划

高可用架构一：etcd与Master节点组件混布在一起。

节点主机名

IP

类型

运行服务

master01

172.24.12.11

k3s master节点

containerd、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、flannel

master02

172.24.12.12

k3s master节点

containerd、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、flannel

master03

172.24.12.13

k3s master节点

containerd、etcd、kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、kubectl、flannel

worker01

172.24.12.21

k3s worker节点

containerd、kubelet、proxy、flannel

worker02

172.24.12.22

k3s worker节点

containerd、kubelet、proxy、flannel

worker03

172.24.12.23

k3s worker节点

containerd、kubelet、proxy、flannel

三 K3S部署准备

3.1 变量参数准备

[root@master01 ~]# vi environment.sh

代码语言：javascript复制
  1 #!/bin/sh
  2 #****************************************************************#
  3 # ScriptName: environment.sh
  4 # Author: xhy
  5 # Create Date: 2020-05-13 12:21
  6 # Modify Author: xhy
  7 # Modify Date: 2020-05-13 12:21
  8 # Version: 
  9 #***************************************************************#
 10 
 11 # 集群 MASTER 机器 IP 数组
 12 export MASTER_IPS=(172.24.12.11 172.24.12.12 172.24.12.13)
 13 
 14 # 集群 MASTER IP 对应的主机名数组
 15 export MASTER_NAMES=(master01 master02 master03)
 16 
 17 # 集群 NODE 机器 IP 数组
 18 export NODE_IPS=(172.24.12.21 172.24.12.22 172.24.12.23)
 19 
 20 # 集群 NODE IP 对应的主机名数组
 21 export NODE_NAMES=(worker01 worker02 worker03)
 22 
 23 # 集群所有机器 IP 数组
 24 export ALL_IPS=(172.24.12.11 172.24.12.12 172.24.12.13 172.24.12.21 172.24.12.22 172.24.12.23)
 25 
 26 # 集群所有IP 对应的主机名数组
 27 export ALL_NAMES=(master01 master02 master03 worker01 worker02 worker03)
 28 
 29 # etcd 集群服务地址列表
 30 export ETCD_ENDPOINTS="https://172.24.12.11:2379,https://172.24.12.12:2379,https://172.24.12.13:2379"
 31 
 32 # etcd 集群间通信的 IP 和端口
 33 export ETCD_NODES="master01=https://172.24.12.11:2380,master02=https://172.24.12.12:2380,master03=https://172.24.12.13:2380"
 34 
 35 # 节点间互联网络接口名称
 36 export IFACE="eth0"
 37 
 38 # etcd 数据目录
 39 export ETCD_DATA_DIR="/data/k3s/etcd/data"
 40 
 41 # etcd WAL 目录，建议是 SSD 磁盘分区，或者和 ETCD_DATA_DIR 不同的磁盘分区
 42 export ETCD_WAL_DIR="/data/k3s/etcd/wal"

3.2 相关优化

[root@master01 ~]# vi k3sinit.sh

代码语言：javascript复制
  1 #!/bin/sh
  2 #****************************************************************#
  3 # ScriptName: k3sinit.sh
  4 # Author: xhy
  5 # Create Date: 2020-05-13 18:56
  6 # Modify Author: xhy
  7 # Modify Date: 2020-05-13 18:56
  8 # Version: 
  9 #***************************************************************#
 10 # Initialize the machine. This needs to be executed on every machine.
 11 
 12 # Disable the SELinux.
 13 sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
 14 
 15 # Turn off and disable the firewalld.
 16 systemctl stop firewalld
 17 systemctl disable firewalld
 18 
 19 # Modify related kernel parameters & Disable the swap.
 20 cat > /etc/sysctl.d/k3s.conf << EOF
 21 net.ipv4.ip_forward = 1
 22 net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
 23 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
 24 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
 25 vm.swappiness = 0
 26 vm.overcommit_memory = 1
 27 vm.panic_on_oom = 0
 28 net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
 29 EOF
 30 sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf >&/dev/null
 31 swapoff -a
 32 sed -i '/ swap / s/^(.*)$/#1/g' /etc/fstab
 33 modprobe br_netfilter
 34 
 35 # Add ipvs modules
 36 cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
 37 #!/bin/bash
 38 modprobe -- ip_vs
 39 modprobe -- ip_vs_rr
 40 modprobe -- ip_vs_wrr
 41 modprobe -- ip_vs_sh
 42 modprobe -- nf_conntrack_ipv4
 43 EOF
 44 chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
 45 bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
 46 
 47 # Install rpm
 48 yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget

3.3 配置免秘钥

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cat > etc/hosts << EOF
  2 172.24.12.11 master01
  3 172.24.12.12 master02
  4 172.24.12.13 master03
  5 172.24.12.21 worker01
  6 172.24.12.22 worker02
  7 172.24.12.23 worker03
  8 EOF

为了更方便远程分发文件和执行命令，本实验配置master节点到其它节点的 ssh 信任关系。

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# source /root/environment.sh
  2 [root@master01 ~]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  3 do
  4 echo ">>> ${all_ip}"
  5 ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@${all_ip}
  6 scp /etc/hosts root@${all_ip}:/etc/hosts
  7 scp environment.sh root@${all_ip}:/root/
  8 scp k3sinit.sh root@${all_ip}:/root/
  9 ssh root@${all_ip} "chmod  x /root/environment.sh"
 10 ssh root@${all_ip} "chmod  x /root/k3sinit.sh"
 11 ssh root@${all_ip} "bash /root/k3sinit.sh &"
 12 done

提示：此操作仅需要在master01节点操作。

四 自定义证书

4.1 安装cfssl

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl		#下载cfssl软件
  2 [root@master01 ~]# chmod u x /usr/local/bin/cfssl
  3 [root@master01 ~]# curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssljson	#下载json模板
  4 [root@master01 ~]# chmod u x /usr/local/bin/cfssljson
  5 [root@master01 ~]# curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl-certinfo
  6 [root@master01 ~]# chmod u x /usr/local/bin/cfssl-certinfo
  7 [root@master01 ~]# mkdir /opt/k3s/work
  8 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  9 [root@master01 cert]# cfssl print-defaults config > config.json
 10 [root@master01 cert]# cfssl print-defaults csr > csr.json	#创建模版配置json文件

4.2 创建根证书

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# cp config.json ca-config.json		#复制一份作为CA的配置文件
  3 [root@master01 work]# cat > ca-config.json <<EOF
  4 {
  5     "signing": {
  6         "default": {
  7             "expiry": "168h"
  8         },
  9         "profiles": {
 10             "kubernetes": {
 11                 "expiry": "87600h",
 12                 "usages": [
 13                     "signing",
 14                     "key encipherment",
 15                     "server auth",
 16                     "client auth"
 17                 ]
 18             }
 19         }
 20     }
 21 }
 22 EOF

字段解释：

config.json：可以定义多个profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个profile；

  • signing: 表示该证书可用于签名其它证书；生成的ca.pem 证书中CA=TRUE；
  • server auth: 表示client 可以用该CA 对server 提供的证书进行校验；
  • client auth: 表示server 可以用该CA 对client 提供的证书进行验证。
代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 work]# cp csr.json ca-csr.json	#复制一份作为CA的证书签名请求文件
  2 [root@master01 work]# cat > ca-csr.json <<EOF
  3 {
  4     "CN": "kubernetes",
  5     "key": {
  6         "algo": "rsa",
  7         "size": 2048
  8     },
  9     "names": [
 10         {
 11             "C": "CN",
 12             "ST": "Shanghai",
 13             "L": "Shanghai",
 14             "O": "k3s",
 15             "OU": "System"
 16         }
 17     ]
 18 }
 19 EOF

字段解释：

  • CN: Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名(User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
  • C：country；
  • ST：state；
  • L：city；
  • O: Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组(Group)；
  • OU：organization unit。

[root@master01 work]# cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca #生成CA密钥（ca-key.pem）和证书（ca.pem）

提示：生成证书后，Kubernetes集群需要双向TLS认证，则可将ca-key.pem和ca.pem拷贝到所有要部署的机器的/etc/kubernetes/ssl目录下。

更多TLS证书创建方式参考《附008.Kubernetes TLS证书介绍及创建》。

4.3 分发根证书

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# for all_ip in ${ALL_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${all_ip}"
  6     ssh root@${all_ip} "mkdir -p /etc/kubernetes/cert"
  7     scp ca*.pem ca-config.json root@${all_ip}:/etc/kubernetes/cert
  8   done

五 安装ETCD

5.1 安装ETCD

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.4.7/etcd-v3.4.7-linux-amd64.tar.gz
  2 [root@master01 ~]# tar -xvf etcd-v3.4.7-linux-amd64.tar.gz

5.2 分发ETCD

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  2   do
  3     echo ">>> ${master_ip}"
  4     scp etcd-v3.4.7-linux-amd64/etcd* root@${master_ip}:/usr/local/bin
  5     ssh root@${master_ip} "chmod  x /usr/local/bin/*"
  6     ssh root@${master_ip} "mkdir -p /data/k3s/etcd/data"
  7     ssh root@${master_ip} "mkdir -p /data/k3s/etcd/wal"
  8   done

5.3 创建etcd证书和密钥

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 cert]# cat > etcd-csr.json <<EOF
  3 {
  4     "CN": "etcd",
  5     "hosts": [
  6         "127.0.0.1",
  7         "localhost",
  8         "172.24.12.11",
  9         "172.24.12.12",
 10         "172.24.12.13"
 11     ],
 12     "key": {
 13         "algo": "rsa",
 14         "size": 2048
 15     },
 16     "names": [
 17         {
 18             "C": "CN",
 19             "ST": "Shanghai",
 20             "L": "Shanghai",
 21             "O": "k3s",
 22             "OU": "System"
 23         }
 24     ]
 25 }
 26 EOF
 27 #创建etcd的CA证书请求文件

解释：

hosts 字段指定授权使用该证书的 etcd 节点 IP 或域名列表，需要将 etcd 集群的三个节点 IP 都列在其中。

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# cfssl gencert -ca=/opt/k3s/work/ca.pem 
  3 -ca-key=/opt/k3s/work/ca-key.pem -config=/opt/k3s/work/ca-config.json 
  4 -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd	#生成CA密钥（ca-key.pem）和证书（ca.pem）

5.4 分发证书和私钥

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     ssh root@${master_ip} "mkdir -p /etc/etcd/cert"
  7     scp etcd*.pem root@${master_ip}:/etc/etcd/cert/
  8   done

5.5 创建etcd的systemd

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# cat > etcd.service.template <<EOF
  4 [Unit]
  5 Description=Etcd Server
  6 After=network.target
  7 After=network-online.target
  8 Wants=network-online.target
  9 Documentation=https://github.com/coreos
 10 
 11 [Service]
 12 Type=notify
 13 WorkingDirectory=${ETCD_DATA_DIR}
 14 ExecStart=/usr/local/bin/etcd \
 15   --data-dir=${ETCD_DATA_DIR} \
 16   --wal-dir=${ETCD_WAL_DIR} \
 17   --name=##MASTER_NAME## \
 18   --cert-file=/etc/etcd/cert/etcd.pem \
 19   --key-file=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem \
 20   --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
 21   --peer-cert-file=/etc/etcd/cert/etcd.pem \
 22   --peer-key-file=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem \
 23   --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
 24   --peer-client-cert-auth \
 25   --client-cert-auth \
 26   --listen-peer-urls=https://##MASTER_IP##:2380 \
 27   --initial-advertise-peer-urls=https://##MASTER_IP##:2380 \
 28   --listen-client-urls=https://##MASTER_IP##:2379,http://127.0.0.1:2379 \
 29   --advertise-client-urls=https://##MASTER_IP##:2379 \
 30   --initial-cluster-token=etcd-cluster-0 \
 31   --initial-cluster=${ETCD_NODES} \
 32   --initial-cluster-state=new \
 33   --auto-compaction-mode=periodic \
 34   --auto-compaction-retention=1 \
 35   --max-request-bytes=33554432 \
 36   --quota-backend-bytes=6442450944 \
 37   --heartbeat-interval=250 \
 38   --election-timeout=2000
 39 Restart=on-failure
 40 RestartSec=5
 41 LimitNOFILE=65536
 42 
 43 [Install]
 44 WantedBy=multi-user.target
 45 EOF

解释：

WorkingDirectory、--data-dir：指定工作目录和数据目录为 ${ETCD_DATA_DIR}，需在启动服务前创建这个目录；

--wal-dir：指定 wal 目录，为了提高性能，一般使用 SSD 或者和 --data-dir 不同的磁盘；

--name：指定节点名称，当 --initial-cluster-state 值为 new 时，--name 的参数值必须位于 --initial-cluster 列表中；

--cert-file、--key-file：etcd server 与 client 通信时使用的证书和私钥；

--trusted-ca-file：签名 client 证书的 CA 证书，用于验证 client 证书；

--peer-cert-file、--peer-key-file：etcd 与 peer 通信使用的证书和私钥；

--peer-trusted-ca-file：签名 peer 证书的 CA 证书，用于验证 peer 证书。

5.5 修改etcd systemd相应地址

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# for (( i=0; i < 3; i   ))
  4   do
  5     sed -e "s/##MASTER_NAME##/${MASTER_NAMES[i]}/" -e "s/##MASTER_IP##/${MASTER_IPS[i]}/" etcd.service.template > etcd-${MASTER_IPS[i]}.service
  6   done

5.6 分发etcd systemd

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01  work]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     scp etcd-${master_ip}.service root@${master_ip}:/etc/systemd/system/etcd.service
  7   done

5.7 启动ETCD

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01  work]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     ssh root@${master_ip} "mkdir -p ${ETCD_DATA_DIR} ${ETCD_WAL_DIR}"
  7     ssh root@${master_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable etcd && systemctl restart etcd " &
  8   done

5.8 检查ETCD启动

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     ssh root@${master_ip} "systemctl status etcd|grep Active"
  7   done

5.9 验证服务状态

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# cd /opt/k3s/work
  2 [root@master01 work]# source /root/environment.sh
  3 [root@master01 work]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     ETCDCTL_API=3 /usr/local/bin/etcdctl 
  7     --endpoints=https://${master_ip}:2379 
  8     --cacert=/etc/kubernetes/cert/ca.pem 
  9     --cert=/etc/etcd/cert/etcd.pem 
 10     --key=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem endpoint health
 11   done

5.10 查看ETCD当前leader

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# source /root/environment.sh
  2 [root@master01 ~]# ETCDCTL_API=3 /usr/local/bin/etcdctl 
  3   -w table --cacert=/etc/kubernetes/cert/ca.pem 
  4   --cert=/etc/etcd/cert/etcd.pem 
  5   --key=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem 
  6   --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} endpoint status

如上所示，当前ETCD集群的leader为172.24.12.12。

六 安装K3S server

6.1 脚本安装

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# curl -sfL https://docs.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn 
  2 sh -s - server --write-kubeconfig ~/.kube/config 
  3 --datastore-endpoint='https://172.24.12.11:2379,master02=https://172.24.12.12:2379,master03=https://172.24.12.13:2379' --datastore-cafile=/etc/kubernetes/cert/ca.pem 
  4 --datastore-certfile=/etc/etcd/cert/etcd.pem 
  5 --datastore-keyfile=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem 
  6 --token=x120952576 
  7 --tls-san=172.24.12.254
  8 [root@master01 ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

提示：如上需要在所有master节点执行，/var/lib/rancher/k3s/server/manifests/为k3s中的静态pud路径。

--write-kubeconfig ~/.kube/config效果为将配置文件写到k8s默认会用的位置，而不是k3s默认的位置/etc/rancher/k3s/k3s.yaml。后者会导致istio、helm需要额外设置或无法运行。

释义：脚本安装可配置参数：

  • INSTALL_K3S_MIRROR：中国区用户设置INSTALL_K3S_MIRROR=cn可加速K3S二进制文件下载，也可以直接手动下载二进制文件。
  • INSTALL_K3S_SKIP_DOWNLOAD：如果设置为true，则不会下载K3s hash文件或K3S二进制文件。
  • INSTALL_K3S_SYMLINK：如果设置为skip将不会创建软链接，force将强制覆盖，如果path中不存在命令，则默认值为符号链接。
  • INSTALL_K3S_SKIP_START：如果设置为true，将不会自动启动K3s服务。
  • INSTALL_K3S_VERSION：可从github下载的K3s版本。如果未指定，将尝试下载latest版本。
  • INSTALL_K3S_BIN_DIR：将K3S的二进制文件，软链接和卸载脚本安装到的目录，/usr/local/bin用作默认目录。
  • INSTALL_K3S_BIN_DIR_READ_ONLY：如果设置为true，则不会写入文件到INSTALL_K3S_BIN_DIR，如果需要强制写入则设置INSTALL_K3S_SKIP_DOWNLOAD=true。
  • INSTALL_K3S_SYSTEMD_DIR：将systemd服务和环境变量文件安装到的目录，/etc/systemd/system用作默认目录。
  • INSTALL_K3S_EXEC：当未指定INSTALL_K3S_EXEC变量，或设置了K3S_URL变量，或在INSTALL_K3S_EXEC变量中没有添加server执行命令，那么k3s默认将以agent角色运行。反之，会默认以server角色运行。最终，systemd命令会被解析为EXEC命令和脚本参数的组合（$@）。
  • INSTALL_K3S_NAME：如果未指定，将默认使用K3s exec命令创建的systemd服务的名称。如果指定，名称将以k3s-为前缀。
  • INSTALL_K3S_TYPE：要创建的systemd服务类型，如果未指定，将默认使用K3s exec命令。

提示：默认K3S将以flannel作为CNI运行，并使用VXLAN作为默认后端。本实验采用外部etcd数据库作为存储，更多数据存储类型可参考：https://docs.rancher.cn/k3s/installation/datastore.html。

6.2 确认验证

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  1 [root@master01 ~]# kubectl get nodes
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  1 [root@master01 ~]# kubectl taint node master01 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule
  2 [root@master01 ~]# kubectl taint node master01 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule
  3 [root@master01 ~]# kubectl taint node master01 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule

七 高可用优化

7.1 Keepalived安装

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  2   do
  3     echo ">>> ${master_ip}"
  4     ssh root@${master_ip} "yum -y install gcc gcc-c   make libnl libnl-devel libnfnetlink-devel openssl-devel"
  5     ssh root@${master_ip} "wget http://down.linuxsb.com:8888/software/keepalived-2.0.20.tar.gz"
  6     ssh root@${master_ip} "tar -zxvf keepalived-2.0.20.tar.gz"
  7     ssh root@${master_ip} "cd keepalived-2.0.20/ && ./configure --sysconf=/etc --prefix=/usr/local/keepalived && make && make install"
  8     ssh root@${master_ip} "systemctl enable keepalived && systemctl start keepalived"
  9   done

提示：如上仅需Master01节点操作，从而实现所有节点自动化安装。

7.2 创建配置文件

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  1 [root@master01 ~]# wget http://down.linuxsb.com:8888/k3s_ha.sh	#下载高可用自动配置脚本
  2 [root@master01 ~]# vi k3s_ha.sh 				#其他部分保持默认
  3 # master keepalived virtual ip address
  4 export K3SHA_VIP=172.24.12.254
  5 
  6 # master01 ip address
  7 export K3SHA_IP1=172.24.12.11
  8 
  9 # master02 ip address
 10 export K3SHA_IP2=172.24.12.12
 11 
 12 # master03 ip address
 13 export K3SHA_IP3=172.24.12.13
 14 
 15 # master01 hostname
 16 export K3SHA_HOST1=master01
 17 
 18 # master02 hostname
 19 export K3SHA_HOST2=master02
 20 
 21 # master03 hostname
 22 export K3SHA_HOST3=master03
 23 
 24 # master01 network interface name
 25 export K3SHA_NETINF1=eth0
 26 
 27 # master02 network interface name
 28 export K3SHA_NETINF2=eth0
 29 
 30 # master03 network interface name
 31 export K3SHA_NETINF3=eth0
 32 
 33 [root@master01 ~]# bash k3s_ha.sh

解释：如上仅需Master01节点操作。执行脚本后会生产如下配置文件清单：

执行k3s_ha.sh脚本后，会自动生成以下配置文件：

  • keepalived：keepalived配置文件，位于各个master节点的/etc/keepalived目录
  • nginx-lb：nginx-lb负载均衡配置文件，位于各个master节点的/root/nginx-lb目录

7.3 启动Keepalived

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  1 [root@master01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
  2 [root@master01 ~]# cat /etc/keepalived/check_apiserver.sh	确认Keepalived配置
  3 [root@master01 ~]# for master_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  4   do
  5     echo ">>> ${master_ip}"
  6     ssh root@${master_ip} "systemctl restart keepalived.service"
  7     ssh root@${master_ip} "systemctl status keepalived.service"
  8     ssh root@${master_ip} "ping -c1 172.24.12.254"
  9   done

提示：如上仅需Master01节点操作，从而实现所有节点自动启动服务。

7.4 确认验证

代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# kubectl -n kube-system get pods | grep -E 'NAME|nginx'
  2 NAME                                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
  3 nginx-lb-2dk6z                            1/1     Running     0          2m56s
  4 nginx-lb-68s47                            1/1     Running     0          2m56s
  5 nginx-lb-nbc9l                            1/1     Running     0          2m56s

提示：如上仅需Master01节点操作，从而实现所有节点自动启动服务。

7.5 启用高可用

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  1 [root@master01 ~]# vi /etc/rancher/k3s/k3s.yaml 
  2 ……
  3     server: https://172.24.12.254:16443
  4 ……

提示：建议所有master节点进行如上修改。

八 worker节点加入

8.1 worker节点加入集群

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  1 [root@worker01 ~]# curl -sfL https://docs.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn 
  2 sh -s - agent --server https://172.24.12.254:16443 --token x120952576
  3 [root@worker01 ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

提示：所有worker节点如上操作加入集群。

8.2 其他命令参数

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  1 [root@master01 ~]# k3s server --help		#查看k3s server更多参数
  2 [root@worker01 ~]# k3s agent --help		#查看k3s agent更多参数

九 部署Longhorn

9.1 Longhorn概述

Longhorn是用于Kubernetes的开源分布式块存储系统。

提示：更多介绍参考：https://github.com/longhorn/longhorn。

9.2 Longhorn部署

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  1 [root@master01 ~]# yum -y install iscsi-initiator-utils

提示：如上建议所有节点安装。

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  1 [root@master01 ~]# wget 
  2 https://raw.githubusercontent.com/longhorn/longhorn/master/deploy/longhorn.yaml
  3 [root@master01 ~]# vi longhorn.yaml
代码语言：javascript复制
  1 #……
  2 ---
  3 kind: Service
  4 apiVersion: v1
  5 metadata:
  6   labels:
  7     app: longhorn-ui
  8   name: longhorn-frontend
  9   namespace: longhorn-system
 10 spec:
 11   type: NodePort			#修改为nodeport
 12   selector:
 13     app: longhorn-ui
 14   ports:
 15   - port: 80
 16     targetPort: 8000
 17     nodePort: 8888
 18 ---
 19 #……

提示：建议提前pull相关镜像。

longhornio/longhorn-engine:v0.8.1

longhornio/longhorn-ui:v0.8.1

longhornio/longhorn-instance-manager:v1_20200301

quay.io/k8scsi/csi-resizer:v0.3.0

quay.io/k8scsi/csi-node-driver-registrar:v1.2.0

9.3 动态sc创建

提示：默认longhorn部署完成已创建一个sc，也可通过如下手动编写yaml创建。

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  1 [root@master01 ~]# kubectl get sc
  2 NAME                   PROVISIONER             RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE      ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
  3 ……
  4 longhorn               driver.longhorn.io      Delete          Immediate              true                   15m
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  1 [root@master01 ~]# vi longhornsc.yaml
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  1 kind: StorageClass
  2 apiVersion: storage.k8s.io/v1
  3 metadata:
  4   name: longhornsc
  5 provisioner: rancher.io/longhorn
  6 parameters:
  7   numberOfReplicas: "3"
  8   staleReplicaTimeout: "30"
  9   fromBackup: ""
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  1 [root@master01 ~]# kubectl create -f longhornsc.yaml

9.4 测试PV及PVC

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  1 [root@master01 ~]# vi longhornpod.yaml
代码语言：javascript复制
  1 apiVersion: v1
  2 kind: PersistentVolumeClaim
  3 metadata:
  4   name: longhorn-pvc
  5 spec:
  6   accessModes:
  7     - ReadWriteOnce
  8   storageClassName: longhorn
  9   resources:
 10     requests:
 11       storage: 2Gi
 12 ---
 13 apiVersion: v1
 14 kind: Pod
 15 metadata:
 16   name: longhorn-pod
 17   namespace: default
 18 spec:
 19   containers:
 20   - name: volume-test
 21     image: nginx:stable-alpine
 22     imagePullPolicy: IfNotPresent
 23     volumeMounts:
 24     - name: volv
 25       mountPath: /data
 26     ports:
 27     - containerPort: 80
 28   volumes:
 29   - name: volv
 30     persistentVolumeClaim:
 31       claimName: longhorn-pvc
 32
代码语言：javascript复制
  1 [root@master01 ~]# kubectl create -f longhornpod.yaml

参考：

https://docs.rancher.cn/k3s/

https://docs.rancher.cn/k3s/architecture.html

https etcd kubernetes tcp/ip 数据分析

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