Kubernetes | 高可用的 K8S 集群构建 [完结]

1、系统初始化

# 1. firewarlld - systemctl
# 2. iptables - systemctl
# 3. selinunx - getenforce
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设置系统主机名以及 Host 文件的相互解析

hostnamectl set-hostname k8s-master01
hostnamectl set-hostname k8s-master02
hostnamectl set-hostname k8s-master03
# 做完 hosts 之后, 要测一下看能不能通

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安装依赖包

yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wget vim net-tools git

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设置防火墙为 Iptables 并设置空规则

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

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关闭 SELINUX

swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\\(.*\\)$/#\\1/g' /etc/fstab # 关闭 swap 交换分区
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
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调整内核参数，对于 K8S

cat > kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=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
 
cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
 
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf # 刷新生效
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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
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关闭系统不需要服务

systemctl stop postfix && systemctl disable postfix
# 目的是为了节省资源

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设置 rsyslogd 和 systemd journald

mkdir /var/log/journal # 持久化保存日志的目录
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
 
# 前面的步骤在创建单节点的时候已经讲过 步骤是没有区别的
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升级系统内核为 4.4.182

相关操作见单节点的步骤

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，例如：

http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-3.el7.elrepo.noarch.rpm

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)"
# 重启后安装内核源文件
yum --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt-devel-$(uname -r) kernel-lt-headers-$(uname -r)
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关闭 NUMA

cp /etc/default/grub{,.bak}
vim /etc/default/grub # 在 GRUB_CMDLINE_LINUX 一行添加 `numa=off` 参数，如下所示：
diff /etc/default/grub.bak /etc/default/grub
6c6
< GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rhgb quiet"
---
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rhgb quiet numa=off"
cp /boot/grub2/grub.cfg{,.bak}
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
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这一步是在关闭 NUMA（Non-Uniform Memory Access）功能，以避免在 Kubernetes 中出现一些性能问题。NUMA 是一种多处理器系统结构，其中每个处理器都有本地内存和共享内存。在 NUMA 中，跨节点内存访问可能会导致性能问题，因此在某些情况下禁用 NUMA 功能可以提高性能。在 Linux 中，可以使用参数 “numa=off” 来关闭 NUMA。

若无法正常加载, 请点击查看 PDF 网页版本: 系统初始化.pdf

2、Kubeadm 部署安装

kube-proxy 开启 ipvs 的前置条件

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
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安装 Docker 软件

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
 
yum-config-manager \
  --add-repo \
  http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
 
yum update -y && yum install -y docker-ce
 
## 创建 /etc/docker 目录
mkdir /etc/docker
 
# 配置 daemon.
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  }
}
EOF
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 与 Keepalived 容器

导入脚本 > 运行 > 查看可用节点
$ mkdir /usr/local/kubernetes
$ cd !$
cd /usr/local/kubernetes
$ mkdir install
# 导入相关镜像
$ # docker load -i $i
for tar in `ls /usr/local/kubernetes/install/`
do
docker load -i $tar
done
# 解压并执行 `start.keep.tar.gz`
1. 修改 配置文件 haproxy.cfg : server 字段
2. 修改 脚本文件 start-haproxy.sh 并运行
3. 修改 脚本文件 start-keepalived.sh : ip,网卡 并运行
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安装 Kubeadm （主从配置）

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
 
yum -y install kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1 kubelet-1.15.1
systemctl enable kubelet.service
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初始化主节点

kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml
# 如果要部署高可用 要在 `controlPlaneEndpoint` 添加高可用节点地址
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs | tee kubeadm-init.log
# 1.15 版本之前无高可用命令 只能手动拷贝
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加入主节点以及其余工作节点

执行安装日志中的加入命令即可
# 安装的时候把 haproxy 改成第一个可用的, 安装完成之后改回来 然后重启 docker 容器
 
# 部署完之后是 NotReady, 部署完 flannel 即恢复正常.

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Etcd 集群状态查看

kubectl -n kube-system exec etcd-k8s-master01 -- etcdctl \
	--endpoints=https://192.168.92.10:2379 \
	--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
 
kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system -o yaml
kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system -o yaml
 
# 添加 node 节点很简单
# cat /usr/local/kubernetes/install/kubeadmin-init.log
# 文件的那个命令执行一下就 ok 了
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部署网络

kubectl apply -f kube-flannel.yml
# 见单节点笔记 ✨

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	# 1. firewarlld - systemctl
	# 2. iptables - systemctl
	# 3. selinunx - getenforce

	hostnamectl set-hostname k8s-master01
	hostnamectl set-hostname k8s-master02
	hostnamectl set-hostname k8s-master03
	# 做完 hosts 之后, 要测一下看能不能通

	systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
	yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables && iptables -F && service iptables save

	swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\\(.*\\)$/#\\1/g' /etc/fstab # 关闭 swap 交换分区
	setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

	cat > kubernetes.conf <<EOF
	net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
	net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
	net.ipv4.ip_forward=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

	cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

	sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf # 刷新生效

	# 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

	systemctl stop postfix && systemctl disable postfix
	# 目的是为了节省资源

	mkdir /var/log/journal # 持久化保存日志的目录
	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

	# 前面的步骤在创建单节点的时候已经讲过步骤是没有区别的

	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)"
	# 重启后安装内核源文件
	yum --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt-devel-$(uname -r) kernel-lt-headers-$(uname -r)

	cp /etc/default/grub{,.bak}
	vim /etc/default/grub # 在 GRUB_CMDLINE_LINUX 一行添加 `numa=off` 参数，如下所示：
	diff /etc/default/grub.bak /etc/default/grub
	6c6
	< GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rhgb quiet"
	---
	GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rhgb quiet numa=off"
	cp /boot/grub2/grub.cfg{,.bak}
	grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

	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

	yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

	yum-config-manager \
	--add-repo \
	http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

	yum update -y && yum install -y docker-ce

	## 创建 /etc/docker 目录
	mkdir /etc/docker

	# 配置 daemon.
	cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
	{
	"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
	"log-driver": "json-file",
	"log-opts": {
	"max-size": "100m"
	}
	}
	EOF
	mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d

	# 重启 docker 服务
	systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

	导入脚本 > 运行 > 查看可用节点
	$ mkdir /usr/local/kubernetes
	$ cd !$
	cd /usr/local/kubernetes
	$ mkdir install
	# 导入相关镜像
	$ # docker load -i $i
	for tar in `ls /usr/local/kubernetes/install/`
	do
	docker load -i $tar
	done
	# 解压并执行 `start.keep.tar.gz`
	1. 修改配置文件 haproxy.cfg : server 字段
	2. 修改脚本文件 start-haproxy.sh 并运行
	3. 修改脚本文件 start-keepalived.sh : ip,网卡并运行

	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

	yum -y install kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1 kubelet-1.15.1
	systemctl enable kubelet.service

	kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml
	# 如果要部署高可用要在 `controlPlaneEndpoint` 添加高可用节点地址
	kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs \| tee kubeadm-init.log
	# 1.15 版本之前无高可用命令只能手动拷贝

	执行安装日志中的加入命令即可
	# 安装的时候把 haproxy 改成第一个可用的, 安装完成之后改回来然后重启 docker 容器

	# 部署完之后是 NotReady, 部署完 flannel 即恢复正常.

	kubectl -n kube-system exec etcd-k8s-master01 -- etcdctl \
	--endpoints=https://192.168.92.10:2379 \
	--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

	kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system -o yaml
	kubectl get endpoints kube-scheduler --namespace=kube-system -o yaml

	# 添加 node 节点很简单
	# cat /usr/local/kubernetes/install/kubeadmin-init.log
	# 文件的那个命令执行一下就 ok 了