• K8S-高可用集群

    文章目录

    高可用集群

    架构

    为了防止Master节点掉线，可用通过一些高可用方案对集群进行改造。

    对于apiserver的访问通过Haproxy或Nginx集群进行反向代理，反向代理集群中使用Keepalived。

    Haproxy和Nginx

    Nginx 负载均衡器的特点是：

    1. 工作在网络的 7 层之上，可以针对 http 应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构；
    2. Nginx 安装和配置比较简单，测试起来比较方便；
    3. 也可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过上万次的并发；
    4. Nginx 可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持 url 来检测；
    5. Nginx 对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载；
    6. Nginx 能支持 http 和 Email，这样就在适用范围上面小很多；
    7. 默认有三种调度算法: 轮询、weight 以及 ip_hash（可以解决会话保持的问题），还可以支持第三方的 fair 和 url_hash 等调度算法；

    HAProxy 的特点是：

    1. HAProxy 是工作在网络 7 层之上；
    2. 支持 Session 的保持，Cookie 的引导等；
    3. 支持 url 检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助；
    4. 支持的负载均衡算法：动态加权轮循(Dynamic Round Robin)，加权源地址哈希(Weighted Source Hash)，加权 URL 哈希和加权参数哈希(Weighted Parameter Hash)；
    5. 单纯从效率上来讲 HAProxy 更会比 Nginx 有更出色的负载均衡速度；
    6. HAProxy 可以对 Mysql 进行负载均衡，对后端的 DB 节点进行检测和负载均衡。
    Keepalived

    Keepalived 的主要功能是实现真实机的故障隔离及负载均衡器间的失败切换，提高系统的可用性。Keepalived以VRRP协议为实现基础，VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的缩写，VRRP协议将两台或多台路由器设备虚拟成一个设备，对外提供虚拟路由器IP（一个或多个）。

    运行原理：keepalived 通过选举（看服务器设置的权重）挑选出一台热备服务器做 MASTER 机器，MASTER 机器会被分配到一个指定的虚拟 ip，外部程序可通过该 ip 访问这台服务器，如果这台服务器出现故障（断网，重启，或者本机器上的 keepalived crash 等），keepalived 会从其他的备份机器上重选（还是看服务器设置的权重）一台机器做 MASTER 并分配同样的虚拟 IP，充当前一台 MASTER 的角色。

    选举策略：选举策略是根据 VRRP 协议，完全按照权重大小，权重最大（0～255）的是 MASTER 机器，下面几种情况会触发选举

    1. keepalived 启动的时候；
    2. master 服务器出现故障（断网，重启，或者本机器上的 keepalived crash 等，而本机器上其他应用程序 crash 不算）；
    3. 有新的备份服务器加入且权重最大。

    集群构建环境初始化

    # 设置主机名
hostnamectl set-hostname k8s-master01
# 让每台机子可以相互解析 在添加
vi /etc/hosts
192.168.1.10 k8s-master01
192.168.1.20 k8s-master02
192.168.1.21 k8s-master03
192.168.1.100 k8s-vip
# hosts复制到别的虚拟机
scp /etc/hosts root@k8s-master02:/etc/hosts

# 安装依赖包
yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget vim net-tools git
# 关闭防火墙
swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

# 调整内核参数，对于K8S
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0 # 禁止使用 swap 空间，只有当系统 OOM 时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1 # 不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0 # 开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF

sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

# 调整系统时区
#设置系统时区为 中国/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai 
#将当前的 UTC 时间写入硬件时钟 
timedatectl set-local-rtc 0
#重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond
# 关闭不需要的服务
systemctl stop postfix && systemctl disable postfix

# 设置 rsyslogd 和 systemd journald
#创建持久化保存日志的目录
mkdir /var/log/journal
mkdir /etc/systemd/journald.conf.d
cat > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf <<EOF
[Journal]
#持久化保存到磁盘
Storage=persistent
#压缩历史日志
Compress=yes
SyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000
#最大占用空间 10G 
SystemMaxUse=10G
#单日志文件最大 200M
SystemMaxFileSize=200M
#日志保存时间 2 周
MaxRetentionSec=2week
#不将日志转发到 syslog
ForwardToSyslog=no
EOF

systemctl restart systemd-journald

# 升级系统内核为 4.44（可选）
# CentOS 7.x 系统自带的 3.10.x 内核存在一些 Bugs，导致运行的 Docker、Kubernetes 不稳定，查看内核命令uname -r，升级步骤如下：
rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-3.el7.elrepo.noarch.rpm
#安装完成后检查 /boot/grub2/grub.cfg 中对应内核 menuentry 中是否包含 initrd16 配置，如果没有，再安装一次!
yum --enablerepo=elrepo-kernel install -y kernel-lt
#设置开机从新内核启动
grub2-set-default "CentOS Linux (4.4.182-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)"
# 重启后产看内核变化啦
reboot
uname -r
sudo setenforce 0
sed -i "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config

# 关闭防火墙和ipttables 如果不设置后面加入节点可能有问题如:couldn't validate the identity of the API Server
cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF
sudo sysctl --system

# 关闭NUMA 加上numa=off
cp /etc/default/grub{,.bak}
vim /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto spectre_v2=retpoline rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet numa=off"
cp /boot/grub2/grub.cfg{,.bak}
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
sudo swapoff -a
yes | cp /etc/fstab /etc/fstab_bak
cat /etc/fstab_bak |grep -v swap > /etc/fstab

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    虚拟机Kubeadm部署安装

    （1）kube-proxy开启ipvs的前置条件

    # 由于ipvs已经加入到了内核的主干，所以为kube-proxy开启ipvs的前提需要加载以下的内核模块
modprobe br_netfilter
cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
# 脚本创建了的/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules文件, 保证在节点重启后能自动加载所需模块。 使用lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4命令查看是否已经正确加载所需的内核模块。

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    （2）安装docker软件

    # 安装依赖库
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 导入阿里云的镜像仓库
sudo yum-config-manager \
      --add-repo \
      http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 下载安装docker docker 19.03
yum update -y && yum install -y docker-ce
# 创建/etc/docker目录
mkdir /etc/docker
# 设置一下daemon中cgroup为syetemd 默认有两个cgroup 存储文件格式为json-flle,大小为100Mb
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "registry-mirrors": ["https://0stg88gt.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
# 创建目录存放docker配置文件
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
#重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

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    在主节点启动Haproxy和Keepalived容器

    导入脚本 > 运行 > 查看可用节点
复制到其他节点
docker load -i haproxy.tar
docker load -i  keepalived.tar
# 修改脚本目录批量导入
tar -zvxf kubeadm-basic.images.tar.gz
sh load-images.sh

# 主节点
tar -zvxf start.keep.tar.gz
mv data / && cd /data/lb
# 修改haproxy配置文件 先保留一个 防止负载到未启动节点上而报错
vim etc/haproxy.cfg
server rancher01 192.168.1.10:6443
# server rancher02 192.168.1.20:6443
# server rancher03 192.168.1.21:6443
# 修改部署文件 start-haproxy.sh
vi start-haproxy.sh
MasterIP1=192.168.1.10
MasterIP2=192.168.1.20
MasterIP3=192.168.1.21
sh start-haproxy.sh
netstat -anpt | grep :6444

# 修改部署文件 start-keepalived.sh 
vim start-keepalived.sh 
VIRTUAL_IP=192.168.1.100
INTERFACE=ens33
sh start-keepalived.sh 

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    安装Kubeadm

    # 配置K8S的yum源
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
       http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
# 安装kubeadm, kubectl, and kubelet.
sudo yum install -y kubelet-1.15.1 kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1
sudo systemctl restart kubelet
sudo systemctl enable kubelet

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    初始化主节点

    # 生成默认初始化模板
kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml

# 修改默认初始化模板
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.1.10 # 注意
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: k8s-master # 注意
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controlPlaneEndpoint: "192.168.1.100:6444" # 注意
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: k8s.gcr.io
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.15.1 # 注意
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: 10.244.0.0/16 # 注意
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
--- # 注意
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
  SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs

# 镜像拉取
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.15.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.15.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.15.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.15.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.10
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.3.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.15.1 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.15.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.15.1 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.15.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.15.1 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.15.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.15.1 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.15.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.10 k8s.gcr.io/etcd:3.3.10
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.3.1 k8s.gcr.io/coredns:1.3.1

# 根据模板初始化节点
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs | tee kubeadm-init.log

# 配置一下
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 输出结果有两个 第一个添加高可用主节点
kubeadm join 192.168.1.100:6444 --token abcdef.0123456789abcdef --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b59a47effc8f6881d73109ae8e00dc71c3dc1ccd0367438130fc2495de4fb938 --control-plane --certificate-key 208aa794c5cba79f10232b03540f88d9b8778c6abe1b83380129161350ab1468

# 第二个添加 node 节点
kubeadm join 192.168.1.100:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b59a47effc8f6881d73109ae8e00dc71c3dc1ccd0367438130fc2495de4fb938

# 安装fannel网络插件
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 用来拉取文件到xshell中
yum -y install lrzsz
# 如果拉取镜像失败
docker pull registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yijindami/flannel:v0.12.0-amd64
docker tag  registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yijindami/flannel:v0.12.0-amd64  quay.io/coreos/flannel:v0.12.0-amd64
docker load < flanneld-v0.12.0-arm64.docker
sudo systemctl restart kubelet
kubectl get nodes
kubectl get pod --all-namespaces

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    添加其他主节点

    1. Haproxy与Keepalived容器启动。
    2. 安装kubelet-1.15.1 kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1
    3. 通过加入高可用主节点命令加入
    kubeadm join 192.168.1.100:6444 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:b59a47effc8f6881d73109ae8e00dc71c3dc1ccd0367438130fc2495de4fb938 \
    --control-plane --certificate-key 208aa794c5cba79f10232b03540f88d9b8778c6abe1b83380129161350ab1468

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
# 关闭掉10 在20上 发现三下后卡住
kubectl get node
# 修改配置 把100该成本机即可
vim .kube/config
server: https://192.168.1.20:6444/

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    Etcd集群状态查看

    # 主节点状态
kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system
# 普通节点状态
kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system -o yaml
# 查看健康节点
kubectl -n kube-system exec etcd-k8s-master01 --etcdctl --endpoints=https://192.168.1.10:2379 --
ca-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key cluster-health

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_44766883/article/details/126549312