• kubeadm部署k8s及高可用


    目录

    CNI 网络组件

    1、flannel的功能

    2、flannel的三种模式

    3、flannel的UDP模式工作原理

    4、flannel的VXLAN模式工作原理

    5、Calico主要组成部分

    6、calico的IPIP模式工作原理

    7、calico的BGP模式工作原理

    8、flannel 和 calico 的区别

    Kubeadm部署k8s及高可用

    1、环境准备

    2、所有节点安装docker

    3、所有节点安装kubeadm,kubelet和kubectl

    4、所有master主机部署haproxy和keepalived实现高可用

    5、部署K8S集群

    6、部署网络插件flannel


    续上一篇文章

    CNI 网络组件

    网络部署插件有fannel、calico、cilium等

    主要介绍flannel和calico

    flannel方案

    需要在每个节点上把发向容器的数据包进行封装后,再用隧道将封装后的数据包发送到运行着目标Pod的node节点上。目标node节点再负责去掉封装,将去除封装的数据包发送到目标Pod上。数据通信性能则大受影响。

    calico方案

    Calico不使用隧道或NAT来实现转发,而是把Host当作Internet中的路由器,使用BGP同步路由,并使用iptables来做安全访问策略,完成跨Host转发来。

    1、flannel的功能

    让集群中的不同节点主机创建的 Docker 容器都具有全集群唯一的虚拟 IP 地址。

    2、flannel的三种模式

    • UDP        出现最早的模式,但是性能较差,基于flanneld应用程序实现数据包的封装/解封
    • VXLAN      默认模式,是推荐使用的模式,性能比UDP模式更好,基于内核实现数据帧的封装/解封装,配置简单使用方便
    • HOST-GW    性能最好的模式,但是配置复杂,且不能跨网段

    3、flannel的UDP模式工作原理

            1)原始数据包从源主机的Pod容器经过cni0网桥转发到flannel0虚拟接口

            2)flanneld进程负责监听flannel0接口收到的数据,并将源数据包封装到UDP报文中

            3)然后flanneld进程通过查询etcd中维护的路由表,找到目标Pod所在的node节点的nodeIP,然后将nodeIP封装在UDP报文外,最后通过物理网卡发送到目标node节点

            4)数据报文通过8285端口送到目标node节点的flanneld进程进行解封装,再由flannel0虚接口经过cni0网桥转发到目标Pod容器

    4、flannel的VXLAN模式工作原理

            1)原始数据帧从源主机的Pod容器经过cni0网桥接口转发到flannel.1虚接口

            2)flannel.1虚接口收到数据帧后添加VXLAN头部,并在内核将原始数据帧封装到UDP报文中

            3)flanneld进程根据etcd中维护的路由表经过物理网卡发送到目标Pod所在的node节点

            4)数据报文通过8472端口发送到目标node节点的flannel.1虚接口,在由flannel.1虚接口经过cni0网桥发送到目标Pod容器

    5、Calico主要组成部分

    • Felix:负责维护宿主机上的路由规则、FIB转发信息库等。
    • BIRD:负责分发路由规则,类似路由器。
    • Confd:配置管理组件。

    Calico CNI插件:主要负责与kubernetes对接,供kubelet调用使用。

    6、calico的IPIP模式工作原理

            1)原始数据包源主机的Pod容器发送到tunl0接口,然后在内核的IPIP驱动封装到节点网络的IP报文中

            2)再由tunl0接口的路由经过物理网卡发送到目标node节点

            3)IP数据报文到达目标node节点后,再通过内核的IPIP驱动解包得到原始的IP数据包

            4)最后根据本地的路由规则经过veth pair设备送达目标Pod容器

    7、calico的BGP模式工作原理

    本质就是通过路由规则来维护Pod之间的通信,Felix负责维护路由规则和网络接口管理,BIRD负责分发路由信息给其它节点

            1)源主机的Pod容器发出的原始IP数据包会通过veth pair设备送达到节点网络空间

            2)然后会根据原始IP数据包中的目标IP和节点的路由规则找到目标node节点的IP,再经过物理网卡发送到目标node节点

            3)IP数据包到达目标node节点后,会根据本地的路由规则经过veth pair设备送达到目标Pod容器

    8、flannel 和 calico 的区别

    1)flannel的网络模式有UDP、VXLAN、HOST-GW

    2)calico的网络模式有IPIP、BGP、混合模式

    3)flannel的默认网段是10.244.0.0/16,而calico的默认网段是192.168.0.0/16

    4)flannel适合用于小型架构和架构不复杂的场合,而calico适合用于大型架构和架构复杂的场合

    Kubeadm部署k8s及高可用

    部署环境
    master01192.168.3.100docker、kubeadm,kubelet、kubectl、haproxy和keepalived
    master02192.168.3.101docker、kubeadm,kubelet、kubectl、haproxy和keepalived
    master03192.168.3.102docker、kubeadm,kubelet、kubectl、haproxy和keepalived
    node01192.168.3.103docker、kubeadm,kubelet和kubectl
    node02192.168.3.104docker、kubeadm,kubelet和kubectl

    1、环境准备

    1. //所有节点,关闭防火墙规则,关闭selinux,关闭swap交换
    2. systemctl stop firewalld
    3. systemctl disable firewalld
    4. setenforce 0
    5. sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
    6. iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X
    7. swapoff -a
    8. sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

    1. //分别修改主机名
    2. hostnamectl set-hostname master01
    3. hostnamectl set-hostname master02
    4. hostnamectl set-hostname master03
    5. hostnamectl set-hostname node01
    6. hostnamectl set-hostname node02

    1. //所有节点修改hosts文件
    2. vim /etc/hosts
    3. 192.168.3.100 master01
    4. 192.168.3.101 master02
    5. 192.168.3.102 master03
    6. 192.168.3.103 node01
    7. 192.168.3.104 node02

    1. //所有节点时间同步
    2. yum -y install ntpdate
    3. ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
    4. echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
    5. ntpdate time2.aliyun.com
    6. //设置周期性任务做时间同步
    7. systemctl enable --now crond
    8. crontab -e
    9. */30 * * * * /usr/sbin/ntpdate time2.aliyun.com

    1. //所有节点实现Linux的资源限制
    2. vim /etc/security/limits.conf
    3. * soft nofile 65536
    4. * hard nofile 131072
    5. * soft nproc 65535
    6. * hard nproc 655350
    7. * soft memlock unlimited
    8. * hard memlock unlimited

    1. //调整内核参数
    2. cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
    3. net.ipv4.ip_forward = 1
    4. net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    5. net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    6. fs.may_detach_mounts = 1
    7. vm.overcommit_memory=1
    8. vm.panic_on_oom=0
    9. fs.inotify.max_user_watches=89100
    10. fs.file-max=52706963
    11. fs.nr_open=52706963
    12. net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
    13. net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
    14. net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
    15. net.ipv4.tcp_keepalive_intvl =15
    16. net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 36000
    17. net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    18. net.ipv4.tcp_max_orphans = 327680
    19. net.ipv4.tcp_orphan_retries = 3
    20. net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    21. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
    22. net.ipv4.ip_conntrack_max = 65536
    23. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384
    24. net.ipv4.tcp_timestamps = 0
    25. net.core.somaxconn = 16384
    26. EOF
    27. #生效参数
    28. sysctl --system

    1. //加载 ip_vs 模块
    2. for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

    2、所有节点安装docker

    1. //下载依赖环境
    2. yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
    3. //下载docker的repo源
    4. yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    5. //下载docker
    6. yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

    1. //设置docker加速拉取镜像
    2. cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
    3. {
    4. "registry-mirrors": ["https://6na95ym4.mirror.aliyuncs.com"],
    5. "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
    6. "log-driver": "json-file",
    7. "log-opts": {
    8. "max-size": "500m", "max-file": "3"
    9. }
    10. }
    11. EOF
    12. //重载systemd管理文件
    13. systemctl daemon-reload
    14. //设置开启自启docker服务,并立即开启docker
    15. systemctl enable --now docker.service

    3、所有节点安装kubeadm,kubelet和kubectl

    1. //定义kubernetes源
    2. cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
    3. [kubernetes]
    4. name=Kubernetes
    5. baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
    6. enabled=1
    7. gpgcheck=0
    8. repo_gpgcheck=0
    9. gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
    10. EOF
    11. //下载
    12. yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15

    1. //配置Kubelet使用阿里云的pause镜像
    2. cat > /etc/sysconfig/kubelet <<EOF
    3. KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd --pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause-amd64:3.2"
    4. EOF
    5. //开机自启kubelet
    6. systemctl enable --now kubelet
    7. //此时会发现kubelet启动不成功
    8. systemctl status kubelet

    4、所有master主机部署haproxy和keepalived实现高可用

    1. //所有 master 节点部署 Haproxy
    2. yum -y install haproxy keepalived
    3. cat > /etc/haproxy/haproxy.cfg << EOF
    4. global
    5. log 127.0.0.1 local0 info
    6. log 127.0.0.1 local1 warning
    7. chroot /var/lib/haproxy
    8. pidfile /var/run/haproxy.pid
    9. maxconn 4000
    10. user haproxy
    11. group haproxy
    12. daemon
    13. stats socket /var/lib/haproxy/stats
    14. defaults
    15. mode tcp
    16. log global
    17. option tcplog
    18. option dontlognull
    19. option redispatch
    20. retries 3
    21. timeout queue 1m
    22. timeout connect 10s
    23. timeout client 1m
    24. timeout server 1m
    25. timeout check 10s
    26. maxconn 3000
    27. frontend monitor-in
    28. bind *:33305
    29. mode http
    30. option httplog
    31. monitor-uri /monitor
    32. frontend k8s-master
    33. bind *:6444
    34. mode tcp
    35. option tcplog
    36. default_backend k8s-master
    37. backend k8s-master
    38. mode tcp
    39. option tcplog
    40. option tcp-check
    41. balance roundrobin
    42. server k8s-master1 192.168.3.100:6443 check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
    43. server k8s-master2 192.168.3.101:6443 check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
    44. server k8s-master3 192.168.3.102:6443 check inter 10000 fall 2 rise 2 weight 1
    45. EOF

    1. //所有 master 节点部署 keepalived
    2. yum -y install keepalived
    3. cd /etc/keepalived/
    4. vim keepalived.conf
    5. ! Configuration File for keepalived
    6. global_defs {
    7. router_id LVS_HA1 #路由标识符,每个节点配置不同
    8. }
    9. vrrp_script chk_haproxy {
    10. script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
    11. interval 2
    12. weight 2
    13. }
    14. vrrp_instance VI_1 {
    15. state MASTER #master01上设置MASTER、master02和master03上设置BACKUP
    16. interface ens33
    17. virtual_router_id 51
    18. priority 100 #本机初始权重,备机设置小于主机的值
    19. advert_int 1
    20. virtual_ipaddress {
    21. 192.168.3.254 #设置VIP地址
    22. }
    23. track_script {
    24. chk_haproxy
    25. }
    26. }

    1. //编写haproxy的健康检查脚本
    2. vim check_haproxy.sh
    3. #!/bin/bash
    4. if ! killall -0 haproxy; then
    5. systemctl stop keepalived
    6. fi
    7. //并给脚本执行权限
    8. chmod +x chk_haproxy.sh
    9. //开机自启haproxy和keepalived
    10. systemctl enable --now haproxy
    11. systemctl enable --now keepalived

    5、部署K8S集群

    1. //在 master01 节点上设置集群初始化配置文件
    2. kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml
    3. cd /opt/
    4. vim kubeadm-config.yaml
    5. ......
    6. 11 localAPIEndpoint:
    7. 12 advertiseAddress: 192.168.3.100 #指定当前master节点的IP地址
    8. 13 bindPort: 6443
    9. 21 apiServer:
    10. 22 certSANs: #在apiServer属性下面添加一个certsSANs的列表,添加所有master节点的IP地址和集群VIP地址
    11. 23 - 192.168.3.254
    12. 24 - 192.168.3.100
    13. 25 - 192.168.3.101
    14. 26 - 192.168.3.102
    15. 30 clusterName: kubernetes
    16. 31 controlPlaneEndpoint: "192.168.3.100:6444" #指定集群VIP地址
    17. 32 controllerManager: {}
    18. 38 imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers #指定镜像下载地址
    19. 39 kind: ClusterConfiguration
    20. 40 kubernetesVersion: v1.20.15 #指定kubernetes版本号
    21. 41 networking:
    22. 42 dnsDomain: cluster.local
    23. 43 podSubnet: "10.244.0.0/16" #指定pod网段,10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
    24. 44 serviceSubnet: 10.96.0.0/16 #指定service网段
    25. 45 scheduler: {}
    26. #末尾再添加以下内容
    27. ---
    28. apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
    29. kind: KubeProxyConfiguration
    30. mode: ipvs #把默认的kube-proxy调度方式改为ipvs模式

    1. #更新集群初始化配置文件
    2. kubeadm config migrate --old-config kubeadm-config.yaml --new-config new.yaml

    1. #拷贝yaml配置文件给其他主机,通过配置文件进行拉取镜像
    2. for i in master02 master03 node01 node02; do scp /opt/new.yaml $i:/opt/; done

    1. //拉取镜像
    2. kubeadm config images pull --config /opt/new.yaml

    1. //master01 节点进行初始化
    2. kubeadm init --config new.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log

    1. //master01 节点进行环境配置
    2. #配置 kubectl
    3. mkdir -p $HOME/.kube
    4. cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    5. chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
    6. //然后重启kubelet服务
    7. systemctl restart kubelet

    1. //所有节点加入集群
    2. #master 节点加入集群
    3. kubeadm join 192.168.3.254:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
    4. --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e1434974e3b947739e650c13b94f9a2e864f6c444b9a6e891efb4d8e1c4a05b7 \
    5. --control-plane --certificate-key fff2215a35a1b54f9b39882a36644b19300b7053429c43a1a713e4ed791076c4
    6. //然后在每个master节点也会提示接下来需要做什么
    7. mkdir -p $HOME/.kube
    8. sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    9. sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

    1. //node 节点加入集群
    2. kubeadm join 192.168.3.254:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
    3. --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e1434974e3b947739e650c13b94f9a2e864f6c444b9a6e891efb4d8e1c4a05b7

    1. //在 master01 查看集群信息
    2. kubectl get nodes

    6、部署网络插件flannel

    1. 所有节点上传 flannel 镜像 flannel.tar 和网络插件 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 到 /opt 目录,master节点上传 kube-flannel.yml 文件
    2. cd /opt
    3. docker load < flannel.tar
    4. mv /opt/cni /opt/cni_bak
    5. mkdir -p /opt/cni/bin
    6. tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin
    7. kubectl apply -f kube-flannel.yml

    再次查看集群信息

    1. //在 master01 查看集群信息
    2. kubectl get nodes

    最后验证一下

    kubectl get pod -n kube-system 

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/x74188/article/details/134324439