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前段時間，我們在 ?「使用 Kind 在 5 分鐘內快速部署一個 Kubernetes 高可用集群」一文中介紹了如何使用 Kind 這個開箱即可快速部署 Kubernetes 高可用集群的神器，相信不少同學用上這個神器后大大的降低了 Kubernetes 集群的部署難度和提高了 Kubernetes 集群的部署速度，不過有一點比較遺憾的是 Kind 當前僅僅支持在本地快速構建一個開發或者測驗環境，目前暫時還是不支持在生產環境中部署 Kubernetes 高可用集群的，
今天，我們就要給大家介紹另一款可以支持在生產環境中部署 Kubernetes 高可用集群的利器 Sealos，
什么是 Sealos ？
Sealos 是一個 Go 語言開發的簡單干凈且輕量的 Kubernetes 集群部署工具，Sealos 能很好的支持在生產環境中部署高可用的 Kubernetes 集群，
Sealos 架構圖
Sealos 特性與優勢
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支持離線安裝，工具與部署資源包分離，方便不同版本間快速升級，
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證書有效期默認延期至 99 年，
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工具使用非常簡單，
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支持使用自定義組態檔，可靈活完成集群環境定制，
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使用內核進行本地負載，穩定性極高，故障排查也極其簡單，
Sealos 設計原則和作業原理
1. 為什么不使用 Ansilbe 實作
Sealos 1.0 版本時是使用 Ansible 實作的，這樣在使用時就必須先安裝 Ansible 及一些 Python 的依賴包和進行一些必須的相關環境配置，使用起來還是比較復雜的，
為了解決這個問題，目前新版本的 Sealos 采用二進制檔案方式提供，新版本 Sealos 沒有任何依賴，開箱即用，
檔案分發與遠程命令都通過呼叫對應
SDK實作，不依賴其它任何環境，
2. 為什么不用 KeepAlived 和 HAProxy 實作集群高可用
無論是通過 KeepAlived 還是 HAProxy 進行高可用集群調度都會存在以下一些劣勢，
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軟體源不一致可能導致容器中安裝的軟體版本也不一致，進而會引起相應檢查腳本不生效等故障，
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可能因為系統依賴庫問題，在某些特定環境下就直接無法完成安裝，
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只依靠檢測
HAProxy行程是否存活是無法保證集群高可用的，正確的檢測方式應該是判斷ApiServer是否healthz狀態， -
Keepalived可能存在Cpu占滿的情況，
3. 本地負載為什么不使用 Envoy 或者 Nginx 實作
Sealos 高可用實作是通過本地負載方式完成的，本地負載實作方式有多種，比如：IPVS、Envoy、Nginx 等，而 Sealos 采用的是通過內核 IPVS 來實作的，
本地負載：在每個
Node節點上都啟動一個負載均衡，同時監聽集群中的多個Master節點，
Sealos 選擇通過內核 IPVS 來實作主要有以下幾個原因：
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如果使用
Envoy等需要在每個節點上都跑一個行程，消耗更多資源，雖然IPVS實際上也會多跑一個lvscare行程 ，但是lvscare只是負責管理IPVS規則，原理和Kube-Proxy類似，真正的流量直接從內核層面走，不需要把資料包先走到用戶態中去處理， -
使用
Envoy存在啟動優先級的問題，比如：Join 集群時，如果負載均衡沒有建立，Kubelet 就會啟動失敗，使用IPVS則不會存在這樣的問題，因為我們可以在 Join 集群前先建立好轉發規則，
3.1 本地內核負載作業原理
Sealos 通過本地內核負載的方式實作每個 Node 節點負載均衡訪問所有 Master 節點，具體參見下圖，
+----------+ +---------------+ virturl server: 127.0.0.1:6443
| mater0 |<----------------------| ipvs nodes | real servers:
+----------+ |+---------------+ 10.103.97.200:6443
| 10.103.97.201:6443
+----------+ | 10.103.97.202:6443
| mater1 |<---------------------+
+----------+ |
|
+----------+ |
| mater2 |<---------------------+
+----------+
在所有 Node 節點上啟動一個包含 lvscare 行程的 Static Pod 對 IPVS 進行守護， 如果檢測到 ApiServer 不可用時，Sealos 會自動清理掉所有 Node 節點上對應的主節點 IPVS 轉發規則，直到 Master 節點恢復正常時，再自動生成對應規則，為了實作以上功能，我們在 Node 節點上增加了下面這些內容，
# 增加了一個 lvscare 的 Static Pod
$ cat /etc/kubernetes/manifests
# 自動創建的一些 IPVS 規則
$ ipvsadm -Ln
# 增加了對虛擬 IP 的地址決議
$ cat /etc/hosts
4. 為什么要定制 Kubeadm
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解決默認證書有效期只有一年的問題，
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更方便的實作本地負載，
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核心的功能均集成到 Kubeadm 中了，Sealos 只管分發和執行上層命令，相對就更輕量了，
5. Sealos 執行流程
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通過
SFTP或者Wget命令把離線安裝包拷貝到目標機器上，包括所有Master和Node節點， -
在
Master 0節點上執行kubeadm init命令， -
在其它
Master節點上執行kubeadm join命令并設定控制面，這個程序中多個Master節點上的Etcd會自動組成一個Etcd集群，并啟動相應控制組件， -
所有
Node節點都加入到集群中，這個程序中會在Node節點上進行IPVS轉發規則和/etc/hosts配置，
Node節點對ApiServer的訪問均是通過域名進行的，因為Node節點需要通過虛擬 IP連接到多個Master上，但是每個Node節點的Kubelet與Kube-Proxy訪問ApiServer的地址是不同的，所以這里使用域名來決議每個節點上ApiServer不同的IP地址，
使用 Sealos 部署高可用 Kubernetes 集群
1. 安裝相關環境依賴
通過 Sealos 進行 Kubernetes 集群部署，你需要先準備好以下環境，
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在所有要部署的機器上，先完成
Docker的安裝和啟動， -
下載
Kubernetes離線安裝包， -
下載最新版本
Sealos， -
對所有服務器進行時間同步，
Sealos 專案地址：https://github.com/fanux/sealos/releases
Kubernetes 離線安裝包：https://github.com/sealstore/cloud-kernel/releases/
2. 通過 Sealos 部署高可用 Kubernetes 集群
目前 Sealos 已經支持最新版本 Kubernetes 1.16.0 的高可用集群安裝，
2.1 Sealos 常用引數說明
--master Master 節點服務器地址串列
--node Node 節點服務器地址串列
--user 服務器 SSH 用戶名
--passwd 服務器 SSH 用戶密碼
--pkg-url 離線包所在位置，可以是本地目錄，也可以是一個 HTTP 地址
--version 指定需要部署的 Kubernetes 版本
--pk 指定 SSH 私鑰所在位置，默認為 /root/.ssh/id_rsa
Other flags:
--kubeadm-config string kubeadm-config.yaml 用于指定自定義 kubeadm 組態檔
--vip string virtual ip (default "10.103.97.2") 本地負載時虛擬 IP ，不推薦修改，集群外不可訪問
2.2 部署一個單主節點的 Kubernetes 集群
通過 Sealos 部署 Kubernetes 集群是非常簡單的 ，通常只需以下兩條指令就可以完成安裝，
$ wget https://github.com/fanux/sealos/releases/download/v2.0.7/sealos && \
chmod +x sealos && mv sealos /usr/bin
$ sealos init --passwd YOUR_SERVER_PASSWD \
--master 192.168.0.2 --master 192.168.0.3 --master 192.168.0.4 \
--node 192.168.0.5 \
--pkg-url https://sealyun.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/cf6bece970f6dab3d8dc8bc5b588cc18-1.16.0/kube1.16.0.tar.gz \
--version v1.16.0
如果你的服務器已經配置了 SSH 免密登陸，你可以直接使用對應密鑰進行部署，
$ sealos init --master 192.168.0.2 \
--node 192.168.0.3 \
--pkg-url https://YOUR_HTTP_SERVER/kube1.15.0.tar.gz \
--pk /root/kubernetes.pem \
--version v1.16.0
如果你需要其它 Kubernetes 版本離線包，可到 Sealos 官網 http://store.lameleg.com/ 進行下載，
2.3 部署一個多主節點的高可用 Kubernetes 集群
$ sealos init --master 192.168.0.2 \
--master 192.168.0.3 \
--master 192.168.0.4 \
--node 192.168.0.5 \
--user root \
--passwd your-server-password \
--version v1.16.0 \
--pkg-url /root/kube1.16.0.tar.gz
2.4 驗證部署是否成功
$ kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
izj6cdqfqw4o4o9tc0q44rz Ready master 2m25s v1.16.0
izj6cdqfqw4o4o9tc0q44sz Ready master 119s v1.16.0
izj6cdqfqw4o4o9tc0q44tz Ready master 63s v1.16.0
izj6cdqfqw4o4o9tc0q44uz Ready <none> 38s v1.16.0
$ kubectl get pod --all-namespaces
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system calico-kube-controllers-5cbcccc885-9n2p8 1/1 Running 0 3m1s
kube-system calico-node-656zn 1/1 Running 0 93s
kube-system calico-node-bv5hn 1/1 Running 0 2m54s
kube-system calico-node-f2vmd 1/1 Running 0 3m1s
kube-system calico-node-tbd5l 1/1 Running 0 118s
kube-system coredns-fb8b8dccf-8bnkv 1/1 Running 0 3m1s
kube-system coredns-fb8b8dccf-spq7r 1/1 Running 0 3m1s
kube-system etcd-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44rz 1/1 Running 0 2m25s
kube-system etcd-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44sz 1/1 Running 0 2m53s
kube-system etcd-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44tz 1/1 Running 0 118s
kube-system kube-apiserver-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44rz 1/1 Running 0 2m15s
kube-system kube-apiserver-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44sz 1/1 Running 0 2m54s
kube-system kube-apiserver-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44tz 1/1 Running 1 47s
kube-system kube-controller-manager-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44rz 1/1 Running 1 2m43s
kube-system kube-controller-manager-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44sz 1/1 Running 0 2m54s
kube-system kube-controller-manager-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44tz 1/1 Running 0 63s
kube-system kube-proxy-b9b9z 1/1 Running 0 2m54s
kube-system kube-proxy-nf66n 1/1 Running 0 3m1s
kube-system kube-proxy-q2bqp 1/1 Running 0 118s
kube-system kube-proxy-s5g2k 1/1 Running 0 93s
kube-system kube-scheduler-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44rz 1/1 Running 1 2m43s
kube-system kube-scheduler-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44sz 1/1 Running 0 2m54s
kube-system kube-scheduler-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44tz 1/1 Running 0 61s
kube-system kube-sealyun-lvscare-izj6cdqfqw4o4o9tc0q44uz 1/1 Running 0 86s
2.5 最簡單粗暴的視頻教程
如果你覺得上面的教程還是不夠直觀，現在就給你一個更簡單粗暴的學習方式，猛擊這里的視頻，開始吧！
2.6 升級 Kubernetes 集群版本
Kubernetes 集群目前處于一個高速迭代期，每個新版本的發布都提供了不少新的特性，升級 Kubernetes 集群版本也就成了家常便飯，Sealos 也為大家提供非常方便的功能來幫助大家快速完成 Kubernetes 集群升級，Kubernetes 集群升級大致需要以下幾個步驟：
-
升級所有節點的
Kubeadm并匯入新的鏡像， -
升級
Master節點上的Kubelet， -
升級其它
Master節點， -
升級
Node節點， -
驗證集群狀態，
2.6.1 升級 Kubeadm
這一步主要用于更新 Kubeadm、Kubectl、Kubelet 等二進制檔案，并匯入新版本的鏡像，升級方法很簡單，只需復制離線包到所有節點并執行以下命令，
$ cd kube/shell && sh init.sh
2.6.2 升級 Master 節點上的 Kubelet
升級 Kubelet 還是很簡單的，只需要把新版本的 Kubelet 復制到 /usr/bin 目錄下替換舊版本，然后重啟 Kubelet 服務即可，
$ kubeadm upgrade plan
$ kubeadm upgrade apply v1.16.0
# 重啟 Kubelet
$ systemctl restart kubelet
其中最重要的 kubeadm upgrade apply 命令主要完成以下一些操作，
-
驗證集群是否可升級并執行版本升級策略，
-
確認離線包中相關鏡像是否可用，
-
對控制組件的容器進行升級，失敗就回滾，
-
對
Kube-DNS和Kube-Proxy進行升級， -
創建新的證書檔案并備份舊的證書檔案，
2.6.3 升級其它 Master 節點
$ kubeadm upgrade apply
2.6.4 升級 Node 節點
升級 Node 節點前，首先要驅逐節點，
$ kubectl drain $NODE --ignore-daemonsets
其次，是更新 Kubelet 的組態檔和升級 Node 節點的 Kubelet，
$ kubeadm upgrade node config --kubelet-version v1.16.0
# 同樣是替換二進制檔案并重啟 Kubelet
$ systemctl restart kubelet
最后，恢復 Node 節點為可調度狀態，
$ kubectl uncordon $NODE
2.6.5 驗證集群是否升級成功
$ kubectl get nodes
如果輸出的節點的版本資訊是和升級的版本一致的話，一切就搞定了！
3. 集群清理
如果你需要快速清理已部署的 Kubernetes 集群環境，你可以使用下面的命令快速完成，
$ sealos clean \
--master 192.168.0.2 \
--master 192.168.0.3 \
--master 192.168.0.4 \
--node 192.168.0.5 \
--user root \
--passwd your-server-password
至此，使用 Sealos 快速部署一個生產級別的 Kubernetes 高可用集群的基本方法就介紹完了，如果你對 Sealos 非常的感興趣，你還可以去官網探索更多高級功能喲！
對于在生產環境中快速部署 Kubernetes 高可用集群，你還有哪些更好用高效的方法呢？歡迎大家在留言討論喲！
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