关于k8s:多云搭建-K3S-集群

作者：SRE 运维博客

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双十一薅了几个云厂商的羊毛，一开始搭建了 k3s 的单机版，前面就想着能不能搭建一个 k3s 集群，而后参考了这位大佬的文章，就试着用 WireGuard 来进行组网。它轻量、便捷、高效，而且数据全程加密传输，是依靠公网组建虚构局域网的优良抉择。

服务器介绍

云厂商	公网 IP 地址	内网 IP 地址	虚构网络 IP 地址	操作系统	内核版本
腾讯云 1	42.xx.xx.12	10.0.16.8	192.168.1.1	CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)	5.15.2-1
腾讯云 2	122.xx.xxx.111	10.0.0.6	192.168.1.2	CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)	5.15.2-1
阿里云	122.xx.xx.155	172.17.0.3	192.168.1.3	CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)	5.15.2-1

在搭建跨云的 k3s 集群前，咱们须要把 WireGuard 装置好，WireGuard 对内核是有要求的，所以内核曾经要降级到 5.15.2-1.el7.elrepo.x86_64

在所有节点开启 IP 地址转发：

echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.conf.all.proxy_arp = 1" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p /etc/sysctl.conf

所有节点开启批改主机名称

# 腾讯云 1 执行
hostnamectl  set-hostname k3s-master
# 腾讯云 2 执行
hostnamectl  set-hostname k3s-node1
# 阿里云执行
hostnamectl  set-hostname k3s-node2

几个服务器默认的内核都是 3.10 的，装置WireGuard 须要吧内核降级到比拟高的版本。

先降级软件包（非必要）

yum update -y

增加 iptables 规定，容许本机的 NAT 转换：

iptables -A INPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -i wg0 -o wg0 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.1/24 -o eth0 -j MASQUERADE

留神：

wg0: 为你定义的虚构网卡

192.168.1.1: 为你的虚构 IP 地址段

eth0: 为你的物理网卡

办法 1：

间接下载 RPM 包进行装置。

如果你想装置其余内核，你也能够在这里下载

wget  http://ftp.sjtu.edu.cn/sites/elrepo.org/linux/kernel/el7/x86_64/RPMS/kernel-ml-5.15.2-1.el7.elrepo.x86_64.rpm
rpm -ivh kernel-ml-5.15.2-1.el7.elrepo.x86_64.rpm

办法 2：

利用包管理工具更新

# 载入公钥
rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
# 降级装置 elrepo
rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-5.el7.elrepo.noarch.rpm
# 载入 elrepo-kernel 元数据
yum --disablerepo=\* --enablerepo=elrepo-kernel repolist
# 装置最新版本的内核
yum --disablerepo=\* --enablerepo=elrepo-kernel install  kernel-ml.x86_64  -y
# 删除旧版本工具包
yum remove kernel-tools-libs.x86_64 kernel-tools.x86_64  -y

办法 3：

通过源码包编译装置.

这种形式可定制性强，但也比较复杂，有须要的可自行查找材料装置，上面只给出各零碎版本内核源码包的下载地址

# 查看以后理论启动程序
grub2-editenv list
# 查看内核插入程序
grep "^menuentry" /boot/grub2/grub.cfg | cut -d "'" -f2
# 设置默认启动
grub2-set-default 'CentOS Linux (5.15.2-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)'
# 从新创立内核配置
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
# 重启服务器
reboot
# 验证以后内核版本
uname -r

内核版本肯定要是比拟高的，不然启动 WireGuard 会报错。

[#] ip link add wg0 type wireguard
RTNETLINK answers: Operation not supported
Unable to access interface: Protocol not supported
[#] ip link delete dev wg0
Cannot find device "wg0"

装置流程非常简单，我这里是间接将 CentOS 内核更新到目前最新的 5.15.2 版本，其中就曾经蕴含了 WireGuard 的内核模块，只须要装置 wireguard-tools 这个 yum 包就行了。

yum install epel-release https://www.elrepo.org/elrepo-release-7.el7.elrepo.noarch.rpm
yum install yum-plugin-elrepo kmod-wireguard wireguard-tools -y

wireguard-tools 包提供了咱们所需的工具 wg 和 wg-quick，能够应用它们来别离实现手动部署和主动部署。

先依照官网文档形容的模式，生成 腾讯云 1 用于加密解密的密钥

wg genkey | tee privatekey | wg pubkey > publickey

而后在当前目录下就生成了 privatekey 和 publickey 两个文件

留神：

密钥是配置到本机的，而公钥是配置到其它机器里的。

cat privatekey publickey
EMWcI01iqM4zkb7xfbaaxxxxxxxxDo2GJUA=
0ay8WfGOIHndWklSIVBqrsp5LDWxxxxxxxxxxxxxxQ=

当初咱们须要与上述主机对等联网的 腾讯云 2 阿里云，其公网 IP（这边须要填写的是能与主机通信的 IP）是 122.xx.xxx.111，122.xx.xx.155

咱们首先按照下面的流程装置 WireGuard 并生成好 腾讯云 2 阿里云 的密钥。

而后编写 腾讯云 1 残缺的配置文件，以供 wg-quick 应用，在主机 A 的 /etc/wireguard/wg0.conf 中写入

[Interface]
PrivateKey = EMWcI01iqM4zkb7xfbaaxxxxxxxxDo2GJUA=
Address = 192.168.1.1
ListenPort = 5418

[Peer]
PublicKey = 腾讯云 2 publickey
EndPoint = 122.xx.xxx.111:5418
AllowedIPs = 192.168.1.2/32

[Peer]
PublicKey = 阿里云 publickey
EndPoint = 122.xx.xx.155:5418
AllowedIPs = 192.168.1.3/32

Interface: 大节是属于 腾讯云 1 （也就是本机）的配置.

Address: 是调配给 腾讯云 1 虚构 IP，

ListenPort: 是主机之间通信应用的端口，是 UDP 协定的。

Peer: 是属于须要通信的 腾讯云 2 、阿里云 的信息，有多少须要通信的主机，就增加多少个 Peer 大节。

EndPoint: 是 腾讯云 2 、阿里云 的公网 IP 与 WireGuard 监听的 UDP 端口，这个 IP 不肯定是公网，

留神

如果你的机器通过内网也能通信，间接用内网 IP 也能够，当然要留神这个 IP 须要所有退出局域网的主机都能通信才行。

AllowedIPs: 是指本机发动连贯的哪些 IP 应该将流量转发到这个节点去，比方咱们给主机 B 调配了内网 IP 192.168.1.2，那么在主机 A 上发送到 192.168.1.2 的数据包，都应该转发到这个 EndPoint 上，它其实起的是一个过滤作用。而且多个 Peer 时，这里配置的 IP 地址不能有抵触。

各个节点生产的 privatekey 和publickey 别离如下

# master 节点
[root@k3s-master ~]# cat privatekey publickey
EMWcI01iqM4zkb7xfbaaxxxxxxxxDo2GJUA=
0ay8WfGOIHndWklSIVBqrsp5LDWxxxxxxxxxxxxxxQ=
# node1 节点
[root@k3s-node1 ~]# cat privatekey publickey
QGdNkzpnIkuvUU+00C6XYxxxxxxxxxK0D82qJVc=
3izpVbZgPhlM+S5szOogTDTxxxxxxxxxuKuDGn4=
# node2 节点
[root@k3s-node2 ~]# cat privatekey publickey
WOOObkWINkW/hqaAME9r+xxxxxxxxxm+r2Q=
0f0dn60+tBUfYgzw7rIihKbqxxxxxxxxa6Wo=

各个节点配置文件如下

# master 节点
cat /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
PrivateKey = EMWcI01iqM4zkb7xfbaaxxxxxxxxDo2GJUA=
Address = 192.168.1.1
ListenPort = 5418

[Peer]
PublicKey = 3izpVbZgPhlM+S5szOogTDTxxxxxxxxxuKuDGn4=
EndPoint = 122.xx.xxx.111:5418
AllowedIPs = 192.168.1.2/32

[Peer]
PublicKey = 0f0dn60+tBUfYgzw7rIihKbqxxxxxxxxa6Wo=
EndPoint = 122.xx.xx.155:5418
AllowedIPs = 192.168.1.3/32

# node1 节点
cat /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
PrivateKey = QGdNkzpnIkuvUU+00C6XYxxxxxxxxxK0D82qJVc=
Address = 192.168.1.2
ListenPort = 5418

[Peer]
PublicKey = 0ay8WfGOIHndWklSIVBqrsp5LDWxxxxxxxxxxxxxxQ=
EndPoint = 42.xx.xx.12:5418
AllowedIPs = 192.168.1.1/32

[Peer]
PublicKey = 0f0dn60+tBUfYgzw7rIihKbqxxxxxxxxa6Wo=
EndPoint = 122.xx.xx.155:5418
AllowedIPs = 192.168.1.3/32

# node2 节点
cat /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
PrivateKey = WOOObkWINkW/hqaAME9r+xxxxxxxxxm+r2Q=
Address = 192.168.1.3
ListenPort = 5418

[Peer]
PublicKey = 0ay8WfGOIHndWklSIVBqrsp5LDWxxxxxxxxxxxxxxQ=
EndPoint = 42.xx.xx.12:5418
AllowedIPs = 192.168.1.1/32

[Peer]
PublicKey = 3izpVbZgPhlM+S5szOogTDTxxxxxxxxxuKuDGn4=
EndPoint = 122.xx.xx.155:5418
AllowedIPs = 192.168.1.2/32

配置文件写好后，应用 wg-quick 工具来创立虚构网卡，

wg-quick up wg0

下面命令中的 wg0 对应的是 /etc/wireguard/wg0.conf 这个配置文件，其主动创立的网卡设施，名字就是 wg0，这对应关系自不用多言。

将 腾讯云 2 、阿里云 的网卡设施都装置配置好后，就能应用 wg 命令来察看组网状况了

[root@k3s-master ~]# wg
interface: wg0
  public key: 0ay8WfGOIHndWklSIVBqrsp5LDWxxxxxxxxxxxxxxQ=
  private key: (hidden)
  listening port: 5418

peer: 0f0dn60+tBUfYgzw7rIihKbqxxxxxxxxa6Wo=
  endpoint: 122.xx.xx.155:5418
  allowed ips: 192.168.1.3/32
  latest handshake: 3 minutes, 3 seconds ago
  transfer: 35.40 KiB received, 47.46 KiB sent

peer: 3izpVbZgPhlM+S5szOogTDTxxxxxxxxxuKuDGn4=
  endpoint: 122.xx.xxx.111:5418
  allowed ips: 192.168.1.2/32
  latest handshake: 5 minutes, 6 seconds ago
  transfer: 24.84 KiB received, 35.21 KiB sent

能够看到列出了对等联网的节点信息，还有通信测量数据。而后能够通过 ping 其余主机的虚构 IP 或者 ssh 其余主机的 IP 地址，来查看网络通信是否失常。

零碎重启后，WireGuard 创立的网卡设施就会失落，有自动化的脚本

systemctl enable wg-quick@wg0

应用上述命令生成 systemd 守护脚本，开机会主动运行 up 指令。

wg-quick 并未提供重载相干的指令，然而提供了 strip 指令，能够将 conf 文件转换为 wg 指令能够辨认的格局。

wg syncconf wg0 <(wg-quick strip wg0)

即可实现热重载。

实现 WireGuard 的装置配置当前，咱们就能够接下来装置 k3s 的集群了。

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh  -s -  --node-external-ip 42.xx.xx.12 --advertise-address 42.xx.xx.12 --node-ip 192.168.1.1 --flannel-iface wg0

参数阐明：

--node-external-ip 42.xx.xx.12 为节点设置内部 IP，阿里云 VPC 的外网 IP 并未间接绑定到虚拟机网卡上，所以我要设置这个参数，防止 k3s 组件在设置 loadbalance 时，将内网 IP 当作公网 IP 应用。
--advertise-address 42.xx.xx.12 用于设置 kubectl 工具以及子节点进行通信应用的地址，能够是 IP，也能够是域名，在创立 apiserver 证书时会将此设置到无效域中。
--node-ip 10.20.30.1 如果不设置这个参数，那么第一张网卡设施上的 IP 就会被选中，所以这个 IP 常是内网 IP。但我自行组建了虚构局域网，所以须要指定虚构局域网的 IP（也就是 WireGuard 的 IP）。
--flannel-iface wg0 wg0 是 WireGuard 创立的网卡设施，我须要应用虚构局域网来进行节点间的通信，所以这里须要指定为 wg0。

另外就是，因为 WireGuard 的所有流量都是加密传输的，通过它来进行节点间的通信，就曾经可能保障通信安全，也就没有必要改用其它的 CNI 驱动，应用默认的就能够了。

在主节点执行上述命令后，一分钟不到就能够看到脚本提醒装置实现。通过命令查看下主控端的运行状况

systemctl status k3s

如果运行失常，那么就看看容器的运行状态是否失常

kubectl get pods -A

-A 参数用于查看所有命名空间，如果容器都处于 running 状态，那么装置就胜利了，接下来要能够增加被控节点。

有了上述装置主控的教训，装置 work 节点更加简略，参数须要肯定的调整

腾讯云 2 执行

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_URL=https://192.168.1.1:6443 K3S_TOKEN=K10720eda8a278bdc7b9b6d787c9676a92119bb2cf95048d6a3cd85f15717edfbe5::server:e98b986e8202885cb54da1b7e701f67e sh -s - --node-external-ip 122.xx.xxx.111 --node-ip 192.168.1.2 --flannel-iface wg0

阿里云执行

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_URL=https://192.168.1.1:6443 K3S_TOKEN=K10720eda8a278bdc7b9b6d787c9676a92119bb2cf95048d6a3cd85f15717edfbe5::server:e98b986e8202885cb54da1b7e701f67e sh -s - --node-external-ip 122.xx.xx.155 --node-ip 192.168.1.3 --flannel-iface wg0

参数不用过多解释

K3S_Token 依据文档阐明，去 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 获取即可。
K3S_URL 须要设置主控的通信地址端口，端口默认是 6443，IP 地址就是虚构网域的 IP，这样流量就会通过 WireGuard 加密传输。

另外两个参数也不用多说，与主控一样的逻辑。执行后稍等一会，装置胜利后，照例查看服务运行状态

systemctl status k3s-agent

如果有报错就依据报错查找解决方案。

都装置好当前在 master 节点查看。

kubectl get nodes -o wide

至此多云 K3S 集群曾经搭建结束。

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环境介绍

搭建前筹备

降级内核

降级内核前

降级内核

所有节点都要执行

批改默认内核版本

留神：

装置 WireGuard

所有节点执行

配置 WireGuard

配置阐明

启动 WireGuard

自动化

配置热重载

装置 K3S 集群

master 节点装置

Agent 装置