关于k8s:k8s高可用集群部署二进制版本v11818下

10、高可用架构（扩容多Master架构）

Kubernetes作为容器集群零碎，通过健康检查+重启策略实现了Pod故障自我修复能力，通过调度算法实现将Pod分布式部署，并放弃预期正本数，依据Node生效状态主动在其余Node拉起Pod，实现了应用层的高可用性。

针对Kubernetes集群，高可用性还应蕴含以下两个层面的思考：Etcd数据库的高可用性和Kubernetes Master组件的高可用性。而Etcd咱们曾经采纳3个节点组建集群实现高可用，本节将对Master节点高可用进行阐明和施行。

Master节点扮演着总控核心的角色，通过一直与工作节点上的Kubelet和kube-proxy进行通信来保护整个集群的衰弱工作状态。如果Master节点故障，将无奈应用kubectl工具或者API做任何集群治理。

Master节点次要有三个服务kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，其中kube-controller-manager和kube-scheduler组件本身通过抉择机制曾经实现了高可用，所以Master高可用次要针对kube-apiserver组件，而该组件是以HTTP API提供服务，因而对他高可用与Web服务器相似，减少负载均衡器对其负载平衡即可，并且可程度扩容。

多Master架构图：

10.1、装置Docker

10.2、配置主机环境

10.3、部署Master2 Node（192.168.219.164）

Master2 与已部署的Master1所有操作统一。所以咱们只需将Master1所有K8s文件拷贝过去，再批改下服务器IP和主机名启动即可。

10.3.1、创立etcd证书目录

在Master2创立etcd证书目录：
mkdir -p /opt/etcd/ssl

10.3.2、拷贝文件（Master1操作）

拷贝Master1上所有K8s文件和etcd证书到Master2：

scp -r /opt/kubernetes root@192.168.219.165:/opt
scp -r /opt/cni/ root@192.168.219.165:/opt
scp -r /opt/etcd/ssl root@192.168.219.165:/opt/etcd
scp /usr/lib/systemd/system/kube* root@192.168.219.165:/usr/lib/systemd/system
scp /usr/bin/kubectl  root@192.168.219.165:/usr/bin

10.3.3、批改配置文件IP和主机名

批改apiserver、kubelet和kube-proxy配置文件为本地IP：

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf 
...
--bind-address=192.168.219.165 \
--advertise-address=192.168.219.165 \
...
 
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-master2
 
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-master2

10.3.4、启动设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl start kube-controller-manager
systemctl start kube-scheduler
systemctl start kubelet
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-apiserver
systemctl enable kube-controller-manager
systemctl enable kube-scheduler
systemctl enable kubelet
systemctl enable kube-proxy

10.3.5、查看集群状态

kubectl get cs
NAME                 STATUS    MESSAGE             ERROR
scheduler            Healthy   ok                  
controller-manager   Healthy   ok                  
etcd-1               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-2               Healthy   {"health":"true"}   
etcd-0               Healthy   {"health":"true"}

10.3.6、批准kubelet证书申请

kubectl get csr
NAME                                                   AGE   SIGNERNAME                                    REQUESTOR           CONDITION
node-csr-JYNknakEa_YpHz797oKaN-ZTk43nD51Zc9CJkBLcASU   85m   kubernetes.io/kube-apiserver-client-kubelet   kubelet-bootstrap   Pending
 
kubectl certificate approve node-csr-JYNknakEa_YpHz797oKaN-ZTk43nD51Zc9CJkBLcASU
 
kubectl get node
NAME           STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master1    Ready    <none>   34h   v1.18.18
k8s-master2    Ready    <none>   83m   v1.18.18
k8s-node1      Ready    <none>   33h   v1.18.18
k8s-node2      Ready    <none>   33h   v1.18.18

11、部署Nginx负载均衡器

Nginx是一个支流Web服务和反向代理服务器，这里用四层实现对apiserver实现负载平衡。

Keepalived是一个支流高可用软件，基于VIP绑定实现服务器双机热备，在上述拓扑中，Keepalived次要依据Nginx运行状态判断是否须要故障转移（偏移VIP），例如当Nginx主节点挂掉，VIP会主动绑定在Nginx备节点，从而保障VIP始终可用，实现Nginx高可用。

kube-apiserver高可用架构图：

11.1、装置软件包（主/备）

yum install epel-release -y
yum install nginx keepalived -y

11.2、Nginx配置文件（主/备一样）

cat > /etc/nginx/nginx.conf << "EOF"
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;

include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

events {
    worker_connections 1024;
}

# 四层负载平衡，为两台Master apiserver组件提供负载平衡
stream {

    log_format  main  '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';

    access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;

    upstream k8s-apiserver {
       server 192.168.219.161:6443;   # Master1 APISERVER IP:PORT
       server 192.168.219.164:6443;   # Master2 APISERVER IP:PORT
    }
    
    server {
       listen 6443;
       proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile            on;
    tcp_nopush          on;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;

    include             /etc/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;

    server {
        listen       80 default_server;
        server_name  _;

        location / {
        }
    }
}
EOF

11.3、keepalived配置文件（Nginx Master）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs { 
   notification_email { 
     acassen@firewall.loc 
     failover@firewall.loc 
     sysadmin@firewall.loc 
   } 
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc  
   smtp_server 127.0.0.1 
   smtp_connect_timeout 30 
   router_id NGINX_MASTER
} 

vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}

vrrp_instance VI_1 { 
    state MASTER 
    interface ens33  # 批改为理论网卡名
    virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是惟一的 
    priority 100    # 优先级，备服务器设置 90 
    advert_int 1    # 指定VRRP 心跳包通告间隔时间，默认1秒 
    authentication { 
        auth_type PASS      
        auth_pass 1111 
    }  
    # 虚构IP
    virtual_ipaddress { 
        192.168.219.188/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

vrrp_script：指定查看nginx工作状态脚本（依据nginx状态判断是否故障转移）
virtual_ipaddress：虚构IP（VIP）

查看nginx状态脚本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ps -ef |grep nginx |egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    exit 1
else
    exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

11.4、keepalived配置文件（Nginx Backup）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs { 
   notification_email { 
     acassen@firewall.loc 
     failover@firewall.loc 
     sysadmin@firewall.loc 
   } 
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc  
   smtp_server 127.0.0.1 
   smtp_connect_timeout 30 
   router_id NGINX_BACKUP
} 

vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}

vrrp_instance VI_1 { 
    state BACKUP 
    interface ens33
    virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是惟一的 
    priority 90
    advert_int 1
    authentication { 
        auth_type PASS      
        auth_pass 1111 
    }  
    virtual_ipaddress { 
        192.168.219.188/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

上述配置文件中查看nginx运行状态脚本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ps -ef |grep nginx |egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    exit 1
else
    exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

注：keepalived依据脚本返回状态码（0为工作失常，非0不失常）判断是否故障转移。

11.5、启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl start nginx
systemctl start keepalived
systemctl enable nginx
systemctl enable keepalived

11.6、查看keepalived工作状态

ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:04:f7:2c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.31.80/24 brd 192.168.31.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.31.88/24 scope global secondary ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe04:f72c/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

能够看到，在ens33网卡绑定了192.168.31.88 虚构IP，阐明工作失常。

11.7、Nginx+Keepalived高可用测试

敞开主节点Nginx，测试VIP是否漂移到备节点服务器。
在Nginx Master执行 pkill nginx
在Nginx Backup，ip addr命令查看已胜利绑定VIP。

11.8、拜访负载均衡器测试

11.8.1、找K8s集群中任意一个节点，应用curl查看K8s版本测试，应用VIP拜访：

curl -k https://192.168.219.188:6443/version
{
  "major": "1",
  "minor": "18",
  "gitVersion": "v1.18.3",
  "gitCommit": "2e7996e3e2712684bc73f0dec0200d64eec7fe40",
  "gitTreeState": "clean",
  "buildDate": "2020-05-20T12:43:34Z",
  "goVersion": "go1.13.9",
  "compiler": "gc",
  "platform": "linux/amd64"
}

能够正确获取到K8s版本信息，阐明负载均衡器搭建失常。该申请数据流程：curl -> vip(nginx) -> apiserver

11.8.2、通过查看Nginx日志也能够看到转发apiserver IP：

tail /var/log/nginx/k8s-access.log -f
192.168.219.181 192.168.219.161:6443 - [30/May/2020:11:15:10 +0800] 200 422
192.168.219.181 192.168.219.164:6443 - [30/May/2020:11:15:26 +0800] 200 422

到此还没完结，还有上面最要害的一步。

12、批改所有Worker Node连贯LB VIP

试想下，尽管咱们减少了Master2和负载均衡器，然而咱们是从单Master架构扩容的，也就是说目前所有的Node组件连贯都还是Master1，如果不改为连贯VIP走负载均衡器，那么Master还是单点故障。

12.1、因而接下来就是要改所有Node组件配置文件，由原来192.168.219.161批改为192.168.219.188（VIP）

主机名	ip
k8s-master1	192.168.219.161
k8s-node1	192.168.219.162
k8s-node2	192.168.219.163
k8s-master2	192.168.219.164

也就是通过kubectl get node命令查看到的节点。

12.2、在上述所有Worker Node执行

sed -i 's#192.168.219.161:6443#192.168.219.188:6443#' /opt/kubernetes/cfg/*
systemctl restart kubelet
systemctl restart kube-proxy

12.3、查看节点状态

kubectl get node
NAME             STATUS   ROLES    AGE      VERSION
k8s-master1    Ready    <none>   34h      v1.18.18
k8s-master2    Ready    <none>   101m   v1.18.18
k8s-node1      Ready    <none>   33h      v1.18.18
k8s-node2      Ready    <none>   33h      v1.18.18

至此，一套残缺的 Kubernetes 高可用集群就部署实现了！

PS：如果你是在私有云上，个别都不反对keepalived，那么你能够间接用它们的负载均衡器产品（内网就行，还收费~），架构与下面一样，间接负载平衡多台Master kube-apiserver即可！

关于k8s:k8s高可用集群部署二进制版本v11818下

10、高可用架构（扩容多Master架构）

10.1、装置Docker

10.2、配置主机环境

10.3、部署Master2 Node（192.168.219.164）

10.3.1、创立etcd证书目录

10.3.2、拷贝文件（Master1操作）

10.3.3、批改配置文件IP和主机名

10.3.4、启动设置开机启动

10.3.5、查看集群状态

10.3.6、批准kubelet证书申请

11、部署Nginx负载均衡器

11.1、装置软件包（主/备）

11.2、Nginx配置文件（主/备一样）

11.3、keepalived配置文件（Nginx Master）

11.4、keepalived配置文件（Nginx Backup）

11.5、启动并设置开机启动

11.6、查看keepalived工作状态

11.7、Nginx+Keepalived高可用测试

11.8、拜访负载均衡器测试

11.8.1、找K8s集群中任意一个节点，应用curl查看K8s版本测试，应用VIP拜访：

11.8.2、通过查看Nginx日志也能够看到转发apiserver IP：

12、批改所有Worker Node连贯LB VIP

12.1、因而接下来就是要改所有Node组件配置文件，由原来192.168.219.161批改为192.168.219.188（VIP）

12.2、在上述所有Worker Node执行

12.3、查看节点状态

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10.1、装置Docker

10.2、配置主机环境

10.3、部署Master2 Node（192.168.219.164）

10.3.1、创立etcd证书目录

10.3.2、拷贝文件（Master1操作）

10.3.3、批改配置文件IP和主机名

10.3.4、启动设置开机启动

10.3.5、查看集群状态

10.3.6、批准kubelet证书申请

11、部署Nginx负载均衡器

11.1、 装置软件包（主/备）

11.2、Nginx配置文件（主/备一样）

11.3、keepalived配置文件（Nginx Master）

11.4、keepalived配置文件（Nginx Backup）

11.5、启动并设置开机启动

11.6、查看keepalived工作状态

11.7、Nginx+Keepalived高可用测试

11.8、拜访负载均衡器测试

11.8.1、找K8s集群中任意一个节点，应用curl查看K8s版本测试，应用VIP拜访：

11.8.2、通过查看Nginx日志也能够看到转发apiserver IP：

12、批改所有Worker Node连贯LB VIP

12.1、因而接下来就是要改所有Node组件配置文件，由原来192.168.219.161批改为192.168.219.188（VIP）

12.2、在上述所有Worker Node执行

12.3、查看节点状态

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