Kubernetes 部署手册v1.12.2(9)

  1. 1. 06-1.部署 kube-apiserver 组件
    1. 1.1. 创建 kubernetes 证书和私钥
    2. 1.2. 创建加密配置文件
    3. 1.3. 创建 kube-apiserver systemd unit 模板文件
    4. 1.4. 为各节点创建和分发 kube-apiserver systemd unit 文件
    5. 1.5. 启动 kube-apiserver 服务
    6. 1.6. 检查 kube-apiserver 运行状态
    7. 1.7. 打印 kube-apiserver 写入 etcd 的数据
    8. 1.8. 检查集群信息
    9. 1.9. 检查 kube-apiserver 监听的端口
    10. 1.10. 授予 kubernetes 证书访问 kubelet API 的权限
    11. 1.11. 参考

#Kubernetes部署手册v1.12.2(9)

06-1.部署 kube-apiserver 组件

本文档讲解使用 keepalived 和 haproxy 部署一个 3 节点高可用 master 集群的步骤,对应的 LB VIP 为环境变量 ${MASTER_VIP}。

创建 kubernetes 证书和私钥

创建证书签名请求:

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kubernetes-csr.json <<EOF
{
"CN": "kubernetes",
"hosts": [
"127.0.0.1",
"10.12.11.4",
"10.12.11.5",
"10.12.11.6",
"${MASTER_VIP}",
"${CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP}",
"kubernetes",
"kubernetes.default",
"kubernetes.default.svc",
"kubernetes.default.svc.cluster",
"kubernetes.default.svc.cluster.local"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "Lenovo"
}
]
}
EOF
  • hosts 字段指定授权使用该证书的 IP 或域名列表,这里列出了 VIP 、apiserver 节点 IP、kubernetes 服务 IP 和域名;
  • 域名最后字符不能是 .(如不能为 kubernetes.default.svc.cluster.local.),否则解析时失败,提示: x509: cannot parse dnsName "kubernetes.default.svc.cluster.local."
  • 如果使用非 cluster.local 域名,如 opsnull.com,则需要修改域名列表中的最后两个域名为:kubernetes.default.svc.opsnullkubernetes.default.svc.opsnull.com
  • kubernetes 服务 IP 是 apiserver 自动创建的,一般是 --service-cluster-ip-range 参数指定的网段的第一个IP,后续可以通过如下命令获取:

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    $ kubectl get svc kubernetes
    NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 1d

生成证书和私钥:

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cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
-ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
-config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
-profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
ls kubernetes*pem

将生成的证书和私钥文件拷贝到 master 节点:

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh k8s@${node_ip} "sudo mkdir -p /etc/kubernetes/cert"
scp kubernetes*.pem k8s@${node_ip}:/etc/kubernetes/cert/
done

创建加密配置文件

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > encryption-config.yaml <<EOF
kind: EncryptionConfig
apiVersion: v1
resources:
- resources:
- secrets
providers:
- aescbc:
keys:
- name: key1
secret: ${ENCRYPTION_KEY}
- identity: {}
EOF

将加密配置文件拷贝到 master 节点的 /etc/kubernetes 目录下:

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
scp encryption-config.yaml k8s@${node_ip}:/etc/kubernetes/
done

创建 kube-apiserver systemd unit 模板文件

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kube-apiserver.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target

[Service]
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-apiserver \\
--enable-admission-plugins=Initializers,NamespaceLifecycle,NodeRestriction,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota \\
--anonymous-auth=false \\
--experimental-encryption-provider-config=/etc/kubernetes/encryption-config.yaml \\
--advertise-address=##NODE_IP## \\
--bind-address=##NODE_IP## \\
--insecure-port=0 \\
--authorization-mode=Node,RBAC \\
--runtime-config=api/all \\
--enable-bootstrap-token-auth \\
--service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \\
--service-node-port-range=${NODE_PORT_RANGE} \\
--tls-cert-file=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
--tls-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
--client-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
--kubelet-client-certificate=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
--kubelet-client-key=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
--service-account-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem \\
--etcd-cafile=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
--etcd-certfile=/etc/kubernetes/cert/kubernetes.pem \\
--etcd-keyfile=/etc/kubernetes/cert/kubernetes-key.pem \\
--etcd-servers=${ETCD_ENDPOINTS} \\
--enable-swagger-ui=true \\
--allow-privileged=true \\
--apiserver-count=3 \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/var/log/kubernetes \\
--event-ttl=168h \\
--alsologtostderr=true \\
--logtostderr=false \\
--log-dir=/var/log/kubernetes \\
--v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5
Type=notify
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
  • --experimental-encryption-provider-config:启用加密特性;
  • --authorization-mode=Node,RBAC: 开启 Node 和 RBAC 授权模式,拒绝未授权的请求;
  • --enable-admission-plugins:启用 ServiceAccountNodeRestriction
  • --service-account-key-file:签名 ServiceAccount Token 的公钥文件,kube-controller-manager 的 --service-account-private-key-file 指定私钥文件,两者配对使用;
  • --tls-*-file:指定 apiserver 使用的证书、私钥和 CA 文件。--client-ca-file 用于验证 client (kue-controller-manager、kube-scheduler、kubelet、kube-proxy 等)请求所带的证书;
  • --kubelet-client-certificate--kubelet-client-key:如果指定,则使用 https 访问 kubelet APIs;需要为证书对应的用户(上面 kubernetes*.pem 证书的用户为 kubernetes) 用户定义 RBAC 规则,否则访问 kubelet API 时提示未授权;
  • --bind-address: 不能为 127.0.0.1,否则外界不能访问它的安全端口 6443;
  • --insecure-port=0:关闭监听非安全端口(8080);
  • --service-cluster-ip-range: 指定 Service Cluster IP 地址段;
  • --service-node-port-range: 指定 NodePort 的端口范围;
  • --runtime-config=api/all=true: 启用所有版本的 APIs,如 autoscaling/v2alpha1;
  • --enable-bootstrap-token-auth:启用 kubelet bootstrap 的 token 认证;
  • --apiserver-count=3:指定集群运行模式,多台 kube-apiserver 会通过 leader 选举产生一个工作节点,其它节点处于阻塞状态;

为各节点创建和分发 kube-apiserver systemd unit 文件

替换模板文件中的变量,为各节点创建 systemd unit 文件:

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for (( i=0; i < 3; i++ ))
do
sed -e "s/##NODE_NAME##/${NODE_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_IP##/${NODE_IPS[i]}/" kube-apiserver.service.template > kube-apiserver-${NODE_IPS[i]}.service
done
ls kube-apiserver*.service
  • NODE_NAMES 和 NODE_IPS 为相同长度的 bash 数组,分别为节点名称和对应的 IP;

分发生成的 systemd unit 文件:

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cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh k8s@${node_ip} "sudo mkdir -p /var/log/kubernetes && sudo chown -R k8s /var/log/kubernetes"
scp kube-apiserver-${node_ip}.service k8s@${node_ip}:/etc/systemd/system/kube-apiserver.service
done
  • 必须先创建日志目录;
  • 文件重命名为 kube-apiserver.service;

替换后的 unit 文件:kube-apiserver.service

启动 kube-apiserver 服务

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source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh k8s@${node_ip} "sudo mkdir -p /mnt/disk0/k8s/kube-apiserver/log"
ssh k8s@${node_ip} "sudo systemctl daemon-reload && sudo systemctl enable kube-apiserver && sudo systemctl restart kube-apiserver"
done

检查 kube-apiserver 运行状态

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source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
do
echo ">>> ${node_ip}"
ssh k8s@${node_ip} "sudo systemctl status kube-apiserver |grep 'Active:'"
done

确保状态为 active (running),否则到 master 节点查看日志,确认原因:

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journalctl -u kube-apiserver

打印 kube-apiserver 写入 etcd 的数据

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source /opt/k8s/bin/environment.sh
ETCDCTL_API=3 etcdctl \
--endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
--cacert=/opt/k8s/work/ca.pem \
--cert=/opt/k8s/work/etcd.pem \
--key=/opt/k8s/work/etcd-key.pem \
get /registry/ --prefix --keys-only

检查集群信息

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$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://10.12.11.240:8443

To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

$ kubectl get all --all-namespaces
NAMESPACE NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
default service/kubernetes ClusterIP 10.254.0.1 <none> 443/TCP 35m

$ kubectl get componentstatuses
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Unhealthy Get http://127.0.0.1:10251/healthz: dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused
controller-manager Unhealthy Get http://127.0.0.1:10252/healthz: dial tcp 127.0.0.1:10252: connect: connection refused
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}

注意:

  1. 如果执行 kubectl 命令式时输出如下错误信息,则说明使用的 ~/.kube/config 文件不对,请切换到正确的账户后再执行该命令:

    The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

  2. 执行 kubectl get componentstatuses 命令时,apiserver 默认向 127.0.0.1 发送请求。当 controller-manager、scheduler 以集群模式运行时,有可能和 kube-apiserver 不在一台机器上,这时 controller-manager 或 scheduler 的状态为 Unhealthy,但实际上它们工作正常

检查 kube-apiserver 监听的端口

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$ sudo netstat -lnpt|grep kube
tcp 0 0 10.12.11.4:6443 0.0.0.0:* LISTEN 22315/kube-apiserve
  • 6443: 接收 https 请求的安全端口,对所有请求做认证和授权;
  • 由于关闭了非安全端口,故没有监听 8080;

授予 kubernetes 证书访问 kubelet API 的权限

在执行 kubectl exec、run、logs 等命令时,apiserver 会转发到 kubelet。这里定义 RBAC 规则,授权 apiserver 调用 kubelet API。

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$ kubectl create clusterrolebinding kube-apiserver:kubelet-apis --clusterrole=system:kubelet-api-admin --user kubernetes

参考

  1. 关于证书域名最后字符不能是 . 的问题,实际和 Go 的版本有关,1.9 不支持这种类型的证书:https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/issues/2188