kubernetes（K8S） 集群部署之ETCD数据库部署、flannel网络组件安装

一、单 master 集群部署介绍

搭建k8s集群所使用的安装包：（我用的安装包版本）

搭建节点服务器：（三个节点）

Master: 192.168.66.130/24

需要安装的软件： Kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd

Node01: 192.168.66.132/24

需要安装的软件： kubelet kube-proxy docker flannel etcd

Node02: 192.168.66.133/24

需要安装的软件：kubelet kube-proxy docker flannel etcd

二、环境准备

1、每个虚拟机配置相对应的静态IP地址

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

2、防止重启虚拟机IP地址变化

systemctl stop NetworkManager
systemctl enable NetworkManager

service network restart   #重启网络

ping www.baidu.com    #要实现网络通信

3、防火墙不要关闭。

systemctl start firewalld   #开启防火墙
iptables -F    #清空防火墙规则
setenforce 0   #关闭核心防护

三、部署ETCD集群

ETCD之间通信都是经过加密的，所以要创建CA证书使用TLS加密通讯。

3.1、安装制作证书的工具cfssl

master节点：

[ ~]# mkdir k8s
[ ~]# cd k8s/ 

//编写cfssl.sh脚本，从官网下载制作证书的工具cfssl，直接放在/usr/local/bin目录下，方便系统识别，最后给工具加执行权限
[ k8s]# vi cfssl.sh
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssljson
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl-certinfo
chmod +x /usr/local/bin/cfssl /usr/local/bin/cfssljson /usr/local/bin/cfssl-certinfo

 #执行脚本等待安装下载软件
[ k8s]# bash cfssl.sh  

[ k8s]# ls /usr/local/bin/ 
#可以看到三个制作证书的工具
cfssl  cfssl-certinfo  cfssljson

#cfssl：生成证书工具
#cfssl-certinfo：查看证书信息
#cfssljson：通过传入json文件生成证书

3.2、制作CA证书

[ k8s]# mkdir etcd-cert   // 所有证书存放的位置
[ k8s]# mv etcd-cert.sh etcd-cert   //生成证书的素材
[ k8s]# cd etcd-cert/

1、创建生成ca证书的配置文件

cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]  
      } 
    }
  }
}
EOF

2、创建ca证书的签名证书

cat > ca-csr.json <<EOF 
{   
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

3、用ca签名证书生成ca证书，得到ca-key.pem ca.pem

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca –

4、指定etcd三个节点之间的通信验证—需要服务器签名证书 server-csr.json

// IP地址修改成自己的节点
cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.66.130",
    "192.168.66.132",
    "192.168.66.133"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

5、用ca-key.pem、ca.pem、服务器签名证书 生成ETCD证书 ----server-key.pem、server.pem

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server

3.3、使用证书、etcd脚本搭建ETCD集群

上传一个生成ETCD配置文件的脚本etcd.sh到 /root/k8s 目录下

[ k8s]# vim etcd.sh 
#!/bin/bash
# example: ./etcd.sh etcd01 192.168.1.10 etcd02=https://192.168.1.11:2380,etcd03=https://192.168.1.12:2380

ETCD_NAME=$1
ETCD_IP=$2
ETCD_CLUSTER=$3

WORK_DIR=/opt/etcd
# 创建节点的配置文件模板
cat <<EOF >$WORK_DIR/cfg/etcd
#[Member]
ETCD_NAME="${ETCD_NAME}"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://${ETCD_IP}:2380,${ETCD_CLUSTER}"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF
# 创建节点的启动脚本模板
cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/etcd.service
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=${WORK_DIR}/cfg/etcd
ExecStart=${WORK_DIR}/bin/etcd --name=\${ETCD_NAME} --data-dir=\${ETCD_DATA_DIR} --listen-peer-urls=\${ETCD_LISTEN_PEER_URLS} --listen-client-urls=\${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379 --advertise-client-urls=\${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS} --initial-advertise-peer-urls=\${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS} --initial-cluster=\${ETCD_INITIAL_CLUSTER} --initial-cluster-token=\${ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN} --initial-cluster-state=new --cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem --key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem --peer-cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem --peer-key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem --trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem --peer-trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
# 重启服务，并设置开机自启
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl restart etcd

把下载好的三个软件包上传到k8s目录下

先解压 etcd软件包到当前目录下，再创建etcd集群的工作目录

[ k8s]# tar zxvf etcd-v3.3.10-linux-amd64.tar.gz   // 解压

[ k8s]# ls etcd-v3.3.10-linux-amd64
Documentation  etcd  etcdctl  README-etcdctl.md  README.md  READMEv2-etcdctl.md
#稍后使用源码包中的etcd、etcdctl 应用程序命令

[ k8s]# mkdir /opt/etcd/{cfg,bin,ssl} -p  //配置文件，命令文件，证书
[ k8s]# ls /opt/etcd/
bin  cfg  ssl

1、把etcd、etcdctl 执行文件放在/opt/etcd/bin/

[ k8s]# mv etcd-v3.3.10-linux-amd64/etcd etcd-v3.3.10-linux-amd64/etcdctl /opt/etcd/bin

2、拷贝证书到/opt/etcd/ssl/目录下

[ k8s]# cp etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

执行 etcd.sh 脚本产生etcd集群的配置脚本和服务启动脚本，进入卡住状态等待其他节点加入

// 注意修改IP地址
[ k8s]#  bash etcd.sh etcd01 192.168.66.130 etcd02=https://192.168.66.132:2380,etcd03=https://192.168.66.133:2380

//使用另外一个会话窗口，会发现etcd进程已经开启
[ ~]# ps aux | grep etcd

3.4、node节点加入ETCD集群（实现内部通信）

1、在master节点上拷贝证书去其他node节点

[ k8s]# scp -r /opt/etcd/ :/opt

[ k8s]# scp -r /opt/etcd/ :/opt

2、把master节点的启动脚本拷贝其他节点

[ k8s]# scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service :/usr/lib/systemd/system

[ k8s]# scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service :/usr/lib/systemd/system

3、在node01 节点上修改配置文件

[ system]# cd /opt/etcd/cfg/
[ cfg]# ls
etcd
[ cfg]# vim etcd

4、在node02 节点上修改配置文件

[ system]# cd /opt/etcd/cfg/
[ cfg]# ls
etcd
[ cfg]# vim etcd

5、在master节点输入bash等待node节点加入集群

[ k8s]# bash etcd.sh etcd01 192.168.66.130 etcd02=https://192.168.66.132:2380,etcd03=https://192.168.66.133:2380

6、同时快速启动 node01、node02节点

[ ~]# systemctl start etcd
[ ~]# systemctl status etcd

3.5、检查集群状态

在master节点上执行，注意：etcd-cert/下执行检查集群的命令

[ k8s]# cd etcd-cert/
[ etcd-cert]# /opt/etcd/bin/etcdctl --ca-file=ca.pem --cert-file=server.pem --key-file=server-key.pem --endpoints="https://192.168.66.130:2379,https://192.168.66.132:2379,https://192.168.66.133:2379" cluster-health

四、docker引擎部署

所有node节点必须要部署docker引擎，docker安装部署可以参考我之前的博客：[Docker部署与镜像加速、网络优化

五、部署flannel网络组件

5.1、建立ETCD集群与外部的通信

1、在master节点上，将分配的子网段写入到ETCD中，供flannel使用

[ etcd-cert]# /opt/etcd/bin/etcdctl --ca-file=ca.pem --cert-file=server.pem --key-file=server-key.pem --endpoints="https://192.168.66.130:2379,https://192.168.66.132:2379,https://192.168.66.133:2379" set /coreos.com/network/config ‘{ "Network": "172.17.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}}‘

查看写入的信息

[ etcd-cert]# /opt/etcd/bin/etcdctl --ca-file=ca.pem --cert-file=server.pem --key-file=server-key.pem --endpoints="https://192.168.66.130:2379,https://192.168.66.132:2379,https://192.168.66.133:2379" get /coreos.com/network/config

2、两个node节点：上传软件包flannel并解压到宿主目录下 。

//拷贝到所有node节点（只需要部署在node节点即可）
[ k8s]# scp flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz :/root
[ k8s]# scp flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz :/root

//所有node节点操作解压
[ ~]# tar zxvf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz 
flanneld
mk-docker-opts.sh
README.md

3、在两个node节点上创建k8s工作目录

[ ~]# mkdir /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl} -p
[ ~]# mv mk-docker-opts.sh flanneld /opt/kubernetes/bin/

上传可以生成配置文件和启动文件的脚本flannel.sh。

[ ~]# vim flannel.sh
#!/bin/bash

ETCD_ENDPOINTS=${1:-"http://127.0.0.1:2379"}

cat <<EOF >/opt/kubernetes/cfg/flanneld

FLANNEL_OPTIONS="--etcd-endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} -etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem -etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem -etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem"

EOF

cat <<EOF >/usr/lib/systemd/system/flanneld.service
[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network-online.target network.target
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/flanneld
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/flanneld --ip-masq \$FLANNEL_OPTIONS
ExecStartPost=/opt/kubernetes/bin/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/subnet.env
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable flanneld
systemctl restart flanneld

4、两个node节点开启flannel网络功能

[ ~]# bash flannel.sh https://192.168.66.130:2379,https://192.168.66.132:2379,https://192.168.66.133:2379

查看网络状态是否运行

[ ~]# systemctl status flanneld

5.2、配置Docker连接flannel网络

两个node节点：修改docker的配置文件

[ ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
//修改添加两处：
EnvironmentFile=/run/flannel/subnet.env
$DOCKER_NETWORK_OPTIONS

查看 flanne网络分配的子网段

[ ~]# cat /run/flannel/subnet.env

重启docker服务

[ ~]# systemctl daemon-reload 
[ ~]# systemctl restart docker

5.3、验证flannel网络互通

1、两个node节点分别创建并自动进入centos:7容器。

[ ~]# docker run -it centos:7 /bin/bash

[ /]# yum install net-tools -y
#安装后可以使用ifconfig命令

2、ifconfig查看IP地址，用ping命令检测网络是否互通

经验证，可以互通，flannel网络搭建完成！