2 二進制方式搭建K8S集群-有解無憂

本文介紹單/多Master的K8S集群搭建全程序，

1 環境要求、節點規劃、配置

1.1 環境要求

1.2 節點規劃

1.3 作業系統初始化配置

2 ETCD集群部署

2.1 準備cfssl證書生成工具

2.2 生成ETCD證書

2.3 下載ETCD的二進制檔案

2.4 部署ETCD集群

3 安裝Docker

4 部署 Master-Node

4.1 生成kube-apiserver證書

4.2 下載并解壓二進制檔案

4.3 部署 kube-apiserver

4.4 部署 kube-controller-manager

4.5 部署 kube-scheduler

5 部署 Work-Node

5.1 創建作業目錄并拷貝二進制檔案

5.2 部署kubelet

5.3 批準 kubelet 證書申請并加入集群

5.4 部署 kube-proxy

5.5 部署網路組件

5.6 授權 apiserver 訪問 kubelet

5.7 新增加 Worker-Node

6 部署 DashBoard 和 CoreDNS

6.1 部署 DashBoard

6.2 部署 CoreDNS

7 擴容多 Master（高可用架構）

7.1 部署 Master2 Node

7.2 部署 Nginx+Keepalived 高可用負載均衡器

1 環境要求、節點規劃、配置

1.1 環境要求

作業系統：CentOS7.8_x64 （mini）
系統配置（每臺虛擬機）：2G記憶體、2個CPU、每個CPU上1個核心、20G硬碟
網路要求：每臺虛擬機可訪問外網，機器之間可相互訪問
Docker 版本：19-ce
Kubernetes 版本：1.18

1.2 節點規劃

由于我只有一臺筆記本電腦（WIN10，16G記憶體），為了在VMWare中少開啟幾臺虛擬機，就把ETCD集群分別放到僅有的3個節點中，單Master節點的K8S集群部署架構及組件安裝如下圖：

因此，本次環境搭建，一共用到3臺虛擬機（單Master節點、雙Node節點，1+2=3臺）

單Master的K8S集群節點規劃如下：

節點	ip	需要安裝的組件
k8s-master1	192.168.200.200	kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd
k8s-node1	192.168.200.201	kubelet、kube-proxy、docker、etcd
k8s-node2	192.168.200.202	kubelet、kube-proxy、docker、etcd

1.3 作業系統初始化配置

如下的8個步驟，需要在三臺主機上分別執行一遍：

# 1、關閉防火墻
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

# 2、關閉selinux（我選擇永久關閉，需要重啟機器）
永久關閉：sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
臨時關閉：setenforce 0

# 3、關閉swap（我選擇永久關閉）
永久關閉：sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
臨時關閉：swapoff -a

# 4、根據規劃設定主機名（更改后命令列輸入：bash 直接生效）
hostnamectl set-hostname k8s-master1
hostnamectl set-hostname k8s-node1
hostnamectl set-hostname k8s-node2

# 5、在master節點中添加集群中各個節點的主機名與ip的對應關系
#只有這個部分是只在Master中執行，其他的指令需要在3臺機器上都執行一遍
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.200.200 k8s-master
192.168.200.201 k8s-node1
192.168.200.202 k8s-node2
EOF

# 6、將橋接的IPv4流量傳遞到iptables的鏈
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

# 7、配置生效
sysctl --system  

# 8、時間同步
yum install ntpdate -y && ntpdate time.windows.com

2 ETCD集群部署

Etcd 是一個分布式鍵值存盤系統，Kubernetes使用Etcd進行資料存盤，所以先準備一個Etcd資料庫，為解決Etcd單點故障，應采用集群方式部署，這里使用3臺組建集群，可容忍1臺機器故障，為了節省機器，這里把3個ETCD實體分別部署在一個Matser節點和兩個Node節點上，

ETCD實體	IP
etcd-1	192.168.200.200
etcd-2	192.168.200.201
etcd-3	192.168.200.202

2.1 準備cfssl證書生成工具

#1、安裝cfssl證書生成工具（如果下載不了，可嘗試換成http協議）
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

2.2 生成ETCD證書

#2、生成自簽證書的根證書：創建檔案夾
mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd TLS/etcd

#3、生成自簽證書的根證書：檔案夾中寫入組態檔2個
#組態檔1
cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

#組態檔2
cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

#4、執行如下指令生成證書
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -

接下來，使用自簽的根證書簽發ETCD HTTPS證書：

#5、創建證書申請檔案
cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.200.200",
    "192.168.200.201",
    "192.168.200.202"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

注意：上面組態檔中hosts欄位中的IP為所有etcd節點的集群內部通信IP，為了方便后期擴容可以多寫幾個預留IP（我沒有預留），

#6、生成證書
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server

到目前為止，已經基于ETCD的根證書，生成了兩個域名證書如下，用于ETCD集群使用HTTPS進行通信：

2.3 下載ETCD的二進制檔案

瀏覽器輸入地址直接下載，下載之后把壓縮包拖動到root目錄下，

https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz

2.4 部署ETCD集群

以下操作只在節點1（Master）上進行一遍，至于節點2、3，直接從節點1中把結果拷貝過去即可，

mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} -p
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.4.9-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/

step2：創建ETCD組態檔

cat > /opt/etcd/cfg/etcd.conf << EOF
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.200.200:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.200.200:2379"
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.200.200:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.200.200:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd-1=https://192.168.200.200:2380,etcd-2=https://192.168.200.201:2380,etcd-3=https://192.168.200.202:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

組態檔中各個引數含義如下：

#ETCD_NAME：節點名稱，集群中唯一
#ETCD_DATA_DIR：資料目錄
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信監聽地址
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客戶端訪問監聽地址
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客戶端通告地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群節點地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的當前狀態，new是新集群，existing表示加入已有集群

step3：systemd管理etcd

cat > /usr/lib/systemd/system/etcd.service << EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/etcd/cfg/etcd.conf
ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \
--cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--logger=zap
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step4：拷貝證書到組態檔路徑下

cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/

step5：啟動，并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd

注意：systemctl start etcd 指令執行之后會“卡住”因為其他的ETCD節點還沒部署呢，輸入以下的指令可以查看日志：

#把和etcd有關的日志保存到a檔案中，再從a中檢索和ip相關的內容，下圖截取了其中的一部分
#注意：本步驟不是必須要執行的
journalctl -u etcd > a
cat a grep|192.168.200

step6：將上述節點1所有生成的檔案拷貝到節點2和節點3

#分別拷貝etcd的作業目錄、管理服務的組態檔到另外兩臺主機
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.200.201:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.200.201:/usr/lib/systemd/system/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.200.202:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.200.202:/usr/lib/systemd/system/

注意：需要修改ETCD組態檔引數（共5處修改點），分別修改另外2個ETCD的引數

vi /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1"   # 修改1，節點2改為etcd-2，節點3改為etcd-3
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380"   # 修改2 當前服務器IP
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改3 當前服務器IP

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380" # 修改4 當前服務器IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改5 當前服務器IP

啟動并設定開機啟動（同上）：

systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd

step7：查看集群狀態

在任意一個ETCD節點上輸入如下指令，可以查看集群狀態情況true表示健康（保證IP正確）

ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.200.200:2379,https://192.168.200.201:2379,https://192.168.200.202:2379" endpoint health --write-out=table

3 安裝Docker

其實，我這三臺虛擬機上本來就安裝好了Docker，如果沒有安裝Docker，可以參考該教程，當然，如果虛擬機本來就安裝了Docker，我也會把修改點指出來，

如果虛擬機上本來就沒安裝Docker，安裝步驟分為如下5步：

step1：下載Docker的安裝包（二級制安裝，yum也可以）瀏覽器輸入如下指令就能下載：

https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz

step2：解壓，移動

tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin

step3：設定systemd管理docker的組態檔（指定了docker守護行程啟動的命令）

cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step4：設定鏡像加速

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

step5：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

如果虛擬機上本來就安裝了Docker，只需要把修改2個組態檔即可：

step1：修改systemd管理docker的組態檔

執行上面的step3，

step2：設定鏡像加速

執行上面的step4（去掉第一行創建檔案夾的操作），

step3：啟動并設定開機啟動

執行上面的step5，最后，命令列輸入：docker info 查看docker是否成功啟動，上面所有的操作在3臺機器上分別執行，

4 部署 Master-Node

到目前為止，前期準備作業已經完成了（環境準備、部署ETCD集群、安裝Docker），接下來基于K8S中的各種組件的二進制檔案，進行組件的配置與安裝，不過，在進行配置安裝操作之前先了解一下K8S的證書機制：

K8S所有組件均采用HTTPS通信，基于兩套根證書（apiserver、etcd）
證書分為管理節點和作業節點：
管理節點：controller-manager和scheduler連接apiserver時所需要的客戶端證書
作業節點：kubelet、kube-proxy連接apiserver時所需要的客戶端證書，一般采用BootStrap TLS機制，所以kubelet的證書初次啟動會向apiserver申請頒發證書，由controller-manager組件自動頒發，如下圖：

4.1 生成kube-apiserver證書

cd TLS/k8s

step2：自簽證書頒發機構（CA）

cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF
cat > ca-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

step3：生成證書

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

step4：使用自簽CA簽發kube-apiserver HTTPS證書

注：上述檔案hosts欄位中IP為所有Master節點ip、負載均衡器LB的ip、負載均衡器的VIP，一個都不能少！為了方便后期擴容可以多寫幾個預留的IP（203是第二個Mstser、88是VIP），

cat > server-csr.json << EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.200.200",
      "192.168.200.201",
      "192.168.200.202",
      "192.168.200.203",
      "192.168.200.88",
      "kubernetes",
      "kubernetes.default",
      "kubernetes.default.svc",
      "kubernetes.default.svc.cluster",
      "kubernetes.default.svc.cluster.local"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

step5：生成證書

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

4.2 下載并解壓二進制檔案

下載

https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG/CHANGELOG-1.18.md#v1183

下載如下這個二進制壓縮包即可，

解壓

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} 
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cd kubernetes/server/bin
cp kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager /opt/kubernetes/bin
cp kubectl /usr/bin/

4.3 部署 kube-apiserver

step1：創建組態檔

etcd-servers：分別填寫3臺機器的ip，bind-address、advertise-address填寫Master節點ip

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf << EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=https://192.168.200.200:2379,https://192.168.200.201:2379,https://192.168.200.202:2379 \\
--bind-address=192.168.200.200 \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=192.168.200.200 \\
--allow-privileged=true \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \\
--authorization-mode=RBAC,Node \\
--enable-bootstrap-token-auth=true \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-32767 \\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/server.pem \\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/server.pem  \\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/server-key.pem \\
--client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF

組態檔中引數解釋如下：

logtostderr：啟用日志
v：日志等級
log-dir：日志目錄
etcd-servers：etcd集群地址
bind-address：監聽地址
secure-port：https安全埠
advertise-address：集群通告地址
allow-privileged：啟用授權
service-cluster-ip-range：Service虛擬IP地址段
enable-admission-plugins：準入控制模塊
authorization-mode：認證授權，啟用RBAC授權和節點自管理
enable-bootstrap-token-auth：啟用TLS bootstrap機制
token-auth-file：bootstrap token檔案
service-node-port-range：Service nodeport型別默認分配埠范圍
kubelet-client-xxx：apiserver訪問kubelet客戶端證書
tls-xxx-file：apiserver https證書
etcd-xxxfile：連接Etcd集群證書
audit-log-xxx：審計日志

step2：拷貝證書

把剛才生成的證書拷貝到組態檔中的路徑：

cp ~/TLS/k8s/ca*pem ~/TLS/k8s/server*pem /opt/kubernetes/ssl/

step3：啟用 TLS Bootstrapping 機制

生成token：

head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '

創建上述組態檔中token檔案（把生成的token替換，格式：token，用戶名，UID，用戶組）

cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
4ec49cd2f31388108e1c8958a805c8d4,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF

step4：systemd管理apiserver

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes API Server
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step5：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-apiserver
systemctl enable kube-apiserver

step6：授權kubelet-bootstrap用戶允許請求證書（給token中的用戶最小權限）

kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
--clusterrole=system:node-bootstrapper \
--user=kubelet-bootstrap

4.4 部署 kube-controller-manager

step1：創建組態檔

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf << EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--master=127.0.0.1:8080 \\
--bind-address=127.0.0.1 \\
--allocate-node-cidrs=true \\
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem  \\
--root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--experimental-cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF

組態檔中引數介紹如下：

#引數介紹
master：通過本地非安全本地埠8080連接apiserver，
leader-elect：當該組件啟動多個時，自動選舉（HA）
cluster-signing-cert-file/–cluster-signing-key-file：自動為kubelet頒發證書的CA，與apiserver保持一致

step2：生成kubeconfig檔案（這一步似乎不用執行）

除了為該組件創建 .conf 主組態檔之外，還需要生成一個該組件專屬的 .kubeconfig 組態檔用于連接apiserver

先生成kube-controller-manager證書

#切換作業目錄
cd ~/TLS/k8s

#創建證書請求檔案
cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-controller-manager",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

#生成controller-manager 證書
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager

再生成kubeconfig組態檔

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \
  --client-certificate=./kube-controller-manager.pem \
  --client-key=./kube-controller-manager-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-controller-manager \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

kubeconfig組態檔生成之后，可以用以下指令查看：

cat /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig

step3：systemd管理controller-manager

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step4：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-controller-manager
systemctl enable kube-controller-manager

4.5 部署 kube-scheduler

step1：創建組態檔

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf << EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \
--v=2 \
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \
--leader-elect \
--master=127.0.0.1:8080 \
--bind-address=127.0.0.1"
EOF

組態檔中引數介紹如下：

#引數介紹
master：通過本地非安全本地埠8080連接apiserver，
leader-elect：當該組件啟動多個時，自動選舉（HA）

step2：生成 kubeconfig 檔案（這一步似乎不用執行）

除了為該組件創建 .conf 主組態檔之外，還需要生成一個該組件專屬的 .kubeconfig 組態檔用于連接apiserver

先生成 kube-scheduler證書

#切換作業目錄
cd ~/TLS/k8s

#創建證書請求檔案
cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-scheduler",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

#生成 kube-scheduler 證書
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler

再生成kubeconfig組態檔

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-scheduler \
  --client-certificate=./kube-scheduler.pem \
  --client-key=./kube-scheduler-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-scheduler \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

kubeconfig組態檔生成之后，可以用以下指令查看：

cat /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig

step3：systemd管理scheduler

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-scheduler.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Scheduler
Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes
[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step4：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-scheduler
systemctl enable kube-scheduler

step5：查看集群狀態

查看集群狀態用到kubectl工具，kubectl連接集群前進行配置（生成證書+生成連接用組態檔，但是，這一步似乎不用執行）

#1、切換作業目錄
cd ~/TLS/k8s

#2、生成kubectl連接K8S集群的證書
cat > admin-csr.json << EOF
{
  "CN": "admin",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

#3、生成證書
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin

#4、生成kubeconfig組態檔（放到kubectl默認的組態檔夾/root/.kube/config下）
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials cluster-admin \
  --client-certificate=./admin.pem \
  --client-key=./admin-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=cluster-admin \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

到目前為止，Matser節點上的所有組件都已經啟動成功（scheduler、controller-manager、etcd-0），通過kubectl工具查看當前集群組件狀態：

kubectl get cs

5 部署 Work-Node

注意：Node節點所需要配置和安裝的所有操作，都會在Matser節點機器上執行一遍，即Master既作為Master節點，同時又作為作業節點（只不過不使用作業節點的功能而已），
注意：在Matser節點上還是要部署Node組件的，一方面，如果要在Master上運行Pod容器就需要部署Node組件，另一方面，如果只是想讓Matser節點單純的作為容器管理的節點，那么可以給Matser打上污點即可，這樣Pod就不會部署到Matser節點上了，此外，如果不在Matser上部署Node組件，“kubectl get node” 指令中就沒法找到Master組件了，
配置完成后，會把在Master節點上生成的所有檔案拷貝到各個Node節點中，并修改必要的配置引數資訊，

5.1 創建作業目錄并拷貝二進制檔案

在所有worker node創建作業目錄，并從master節點上把二進制檔案拷貝到Node節點作業目錄

mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg,ssl,logs} 
cd kubernetes/server/bin
cp kubelet kube-proxy /opt/kubernetes/bin   # 本地拷貝

5.2 部署kubelet

step1：創建主組態檔

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf << EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--hostname-override=k8s-master1 \\
--network-plugin=cni \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=lizhenliang/pause-amd64:3.0"
EOF

#組態檔引數解釋
hostname-override：顯示名稱，集群中唯一
network-plugin：啟用CNI
kubeconfig：空路徑，會自動生成，后面用于連接apiserver
bootstrap-kubeconfig：首次啟動向apiserver申請證書
config：配置引數檔案
cert-dir：kubelet證書生成目錄
pod-infra-container-image：管理Pod網路容器的鏡像

step2：配置引數檔案

cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet-config.yml << EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: 0.0.0.0
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- 10.0.0.2
clusterDomain: cluster.local 
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
  webhook:
    cacheTTL: 2m0s
    enabled: true
  x509:
    clientCAFile: /opt/kubernetes/ssl/ca.pem 
authorization:
  mode: Webhook
  webhook:
    cacheAuthorizedTTL: 5m0s
    cacheUnauthorizedTTL: 30s
evictionHard:
  imagefs.available: 15%
  memory.available: 100Mi
  nodefs.available: 10%
  nodefs.inodesFree: 5%
maxOpenFiles: 1000000
maxPods: 110
EOF

step3：生成kubelet初次加入集群引導kubeconfig檔案

KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443" # apiserver IP:PORT
TOKEN="4ec49cd2f31388108e1c8958a805c8d4" # 與token.csv里保持一致

# 生成 kubelet bootstrap kubeconfig 組態檔
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials "kubelet-bootstrap" \
  --token=${TOKEN} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user="kubelet-bootstrap" \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

step4：systemd管理kubelet

cat > /usr/lib/systemd/system/kubelet.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step5：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

5.3 批準 kubelet 證書申請并加入集群

查看kubelet證書請求，批準請求（請求name按實際填寫）

kubectl get csr 
kubectl certificate approve node-csr-BWueBGbAmxsFfA8nydpgvg0wEX592ppsxXVChZZGapU

查看節點

kubectl get node

查看節點時，由于網路插件還沒有部署，所以顯示NotReady狀態：

5.4 部署 kube-proxy

step1：創建主組態檔

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf << EOF
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml"
EOF

step2：配置引數檔案

cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml << EOF
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
bindAddress: 0.0.0.0
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
clientConnection:
  kubeconfig: /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig
hostnameOverride: k8s-master1
clusterCIDR: 10.244.0.0/16
EOF

step3：生成kube-proxy.kubeconfig檔案

# 1、切換作業目錄
cd ~/TLS/k8s

# 2、創建證書請求檔案
cat > kube-proxy-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

# 3、生成證書
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

# 4、生成kubeconfig檔案：
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.200.200:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=./kube-proxy.pem \
  --client-key=./kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}

step4：systemd 管理kube-proxy

cat > /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service << EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.conf
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \$KUBE_PROXY_OPTS
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

step5：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kube-proxy
systemctl enable kube-proxy

5.5 部署網路組件

Calico是一個純三層的資料中心網路方案，是目前Kubernetes主流的網路方案

首先把Calico的組態檔 calico.yaml 拖動到：/root/ 目錄下，并cd回到root下：cd，然后執行如下兩條指令：

#安裝calico
kubectl apply -f calico.yaml

#列出“kube-system”命名空間下的所有pod
kubectl get pods -n kube-system

當Calico Pod都Running起來后，節點網路也會準備就緒，此時查看集群中的節點資訊：

kubectl get node

5.6 授權 apiserver 訪問 kubelet

應用場景：kubectl logs

cat > apiserver-to-kubelet-rbac.yaml << EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
rules:
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - nodes/proxy
      - nodes/stats
      - nodes/log
      - nodes/spec
      - nodes/metrics
      - pods/log
    verbs:
      - "*"
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: system:kube-apiserver
  namespace: ""
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-apiserver-to-kubelet
subjects:
  - apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
    kind: User
    name: kubernetes
EOF

kubectl apply -f apiserver-to-kubelet-rbac.yaml

到目前為止，在Matser節點中要部署的所有組件都已經安裝配置到Matser節點中了
（1）Matser組件：apiserver、controller-manager、scheduler
（2）Node組件：kubelet、kube-proxy
當然，Node作業節點中的組件可以不部署在Matser節點中，但是本案例還是這樣做了，無傷大雅，接下來就把在Master節點中所部署的Node組件直接拷貝到各個Node節點上來，并修改必要的配置資訊，Node節點的部署就輕松很多了，

5.7 新增加 Worker-Node

step1：拷貝已部署好的Node相關檔案到新節點

在Master節點中，將Worker Node涉及檔案拷貝到另外2個新節點192.168.200.201/202

#拷貝作業目錄（連帶Master的內容一起拷貝了，沒關系，反正也用不到）
scp -r /opt/kubernetes root@192.168.200.201:/opt/

#拷貝組態檔
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.200.201:/usr/lib/systemd/system

#拷貝證書檔案
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.200.201:/opt/kubernetes/ssl

#對202機器同樣執行一遍
scp -r /opt/kubernetes root@192.168.200.202:/opt/
scp -r /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.200.202:/usr/lib/systemd/system
scp /opt/kubernetes/ssl/ca.pem root@192.168.200.202:/opt/kubernetes/ssl

step2：洗掉 kubelet 證書和 kubeconfig 檔案

由于這幾個檔案是證書申請審批后自動生成的，每個Node不同，因此必須洗掉

#在node1、node2兩個節點上分別執行如下命令
rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig 
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

step3：修改主機名

在兩臺機器上分別打開2個組態檔，并修改主機名

#修改kubelet組態檔
vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-node1

#修改kube-proxy組態檔
vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-node1

#名稱換成：k8s-node2再執行一遍

step4：啟動并設定開機啟動

systemctl daemon-reload
systemctl start kubelet kube-proxy
systemctl enable kubelet kube-proxy

step5：在Master上批準新的Node kubelet證書申請

注意：該操作在Master節點上完成！

先查看證書請求：

kubectl get csr

在兩臺node機器上分別執行完前4步操作之后（node節點中啟動kubelet后就會有請求資訊），查看證書請求會看到2條資訊：

根據證書請求name進行授權

#授權ndoe1
kubectl certificate approve node-csr-MYWfZXy8o2n8Gb6dZ-fVKw1qVFkmgEkSFdg7m1VL56w
#授權node2
kubectl certificate approve node-csr-XAp5v8JU6qlAkDwzXPiN0DkJ9xlqsq4KbMekUFqBwKM

step6：查看Node狀態

kubectl get node

6 部署 DashBoard 和 CoreDNS

dashboard是k8s官方的UI工具，可以通過可視化界面的方式查看、操作k8s集群，但是功能較弱，
CoreDNS用于集群內部Service名稱決議

6.1 部署 DashBoard

step1：把 DashBoard 的yaml檔案拷貝到Master節點的 /root/路徑下

step2：安裝 DashBoard

kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml

step3：查看 DashBoard 部署情況

kubectl get pods,svc -n kubernetes-dashboard

step4：訪問地址 https://192.168.200.200:30001

此時需要一個token，生成token步驟如下（Master主機下操作）：

#創建service account
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
#將service account系結到集群角色，具備管理員權限
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
#獲取token
kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

輸入token后進入DashBoard界面：

6.2 部署 CoreDNS

step1：把 CoreDNS 的yaml檔案拷貝到Master節點的 /root/路徑下
step2：安裝

kubectl apply -f coredns.yaml

step3：查看部署情況

kubectl get pods -n kube-system

到目前為止，一個單Master集群就搭建完成了，接下來進行多Master集群擴容，

如果你的機器配置不夠用，到這里就已經可以進行后續的K8S學習了，

但是如果追求K8S集群的高可用的話，就再搞一臺虛擬機作為第二個Matser-Node，操作如下，

7 擴容多 Master（高可用架構）

Kubernetes作為容器集群系統，通過健康檢查+重啟策略實作了Pod故障自我修復能力，通過調度演算法實作將Pod分布式部署，并保持預期副本數，根據Node失效狀態自動在其他Node拉起Pod，實作了應用層的高可用性，
針對Kubernetes集群，高可用性還應包含以下兩個層面的考慮：Etcd資料庫的高可用性和Kubernetes Master組件的高可用性，而Etcd我們已經采用3個節點組建集群實作高可用，本節將對Master節點高可用進行說明和實施，
Master節點扮演著總控中心的角色，通過不斷與作業節點上的Kubelet和kube-proxy進行通信來維護整個集群的健康作業狀態，如果Master節點故障，將無法使用kubectl工具或者API做任何集群管理，
Master節點主要有三個服務kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，其中kube-controller-manager和kube-scheduler組件自身通過選擇機制已經實作了高可用，所以Master高可用主要針對kube-apiserver組件，而該組件是以HTTP API提供服務，因此對他高可用與Web服務器類似，增加負載均衡器對其負載均衡即可，并且可水平擴容，

7.1 部署 Master2 Node

現在需要再增加一臺新服務器（虛擬機），作為Master2 Node，IP是192.168.200.203，
Master2 與已部署的Master1所有操作一致，只需將Master1所有K8s檔案拷貝過來，再修改下服務器IP和主機名啟動即可，

step1：安裝Docker

##在Matser1節點上進行如下拷貝操作，拷貝到Master2節點
scp /usr/bin/docker* root@192.168.200.203:/usr/bin
scp /usr/bin/runc root@192.168.200.203:/usr/bin
scp /usr/bin/containerd* root@192.168.200.203:/usr/bin
scp /usr/lib/systemd/system/docker.service root@192.168.200.203:/usr/lib/systemd/system
scp -r /etc/docker root@192.168.200.203:/etc

# 在Master2中啟動Docker
systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

step2：在Matser2中創建ETCD證書目錄

mkdir -p /opt/etcd/ssl

step3：拷貝Master1上所有K8s檔案和etcd證書到Master2

scp -r /opt/kubernetes root@192.168.200.203:/opt
scp -r /opt/etcd/ssl root@192.168.200.203:/opt/etcd
scp /usr/lib/systemd/system/kube* root@192.168.200.203:/usr/lib/systemd/system
scp /usr/bin/kubectl  root@192.168.200.203:/usr/bin
scp -r ~/.kube root@192.168.200.203:~

step4：洗掉kubelet證書和kubeconfig檔案

rm -f /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig 
rm -f /opt/kubernetes/ssl/kubelet*

step5：修改組態檔ip與主機名

修改apiserver、kubelet和kube-proxy組態檔為本地IP及主機名：

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver.conf 
...
--bind-address=192.168.200.203 \
--advertise-address=192.168.200.203 \
...

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig
server: https://192.168.200.203:6443

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig
server: https://192.168.200.203:6443

vi /opt/kubernetes/cfg/kubelet.conf
--hostname-override=k8s-master2

vi /opt/kubernetes/cfg/kube-proxy-config.yml
hostnameOverride: k8s-master2

vi ~/.kube/config
...
server: https://192.168.200.203:6443

step6：設定開機啟動

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

step7：查看集群狀態

kubectl get cs

step8：批準kubelet證書申請

查看證書請求：

kubectl get csr

授權請求：

kubectl certificate approve node-csr-pt7afV7SOLIx5F-CMdAhzoes2hbVL7E-NmipvtcEEy8

查看node（如果狀態沒變成 Ready 就多等幾分鐘）：

kubectl get node

7.2 部署 Nginx+Keepalived 高可用負載均衡器

kube-apiserver高可用架構圖如下：

Nginx是一個主流Web服務和反向代理服務器，這里用四層實作對apiserver的負載均衡，
Keepalived是一個主流高可用軟體，基于VIP系結實作服務器雙機熱備，基于上圖，Keepalived主要根據Nginx運行狀態判斷是否需要故障轉移（漂移VIP），例如當Nginx主節點掛掉，VIP會自動系結在Nginx備節點，從而保證VIP一直可用，實作Nginx高可用，
為了節省機器，這里與K8s Master節點機器復用，也可以獨立于k8s集群之外部署，只要nginx與apiserver能通信就行，
如果你是在公有云上，一般都不支持keepalived，那么你可以直接用它們的負載均衡器產品，直接負載均衡多臺Master kube-apiserver，架構同上，

在兩臺Master節點上分別進行如下操作：

step1：安裝軟體包（主備一樣）

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

step2：修改Nginx組態檔（主備一樣）

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;
}

# 四層負載均衡，為兩臺Master apiserver組件提供負載均衡
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 192.168.200.200:6443;   # Master1 APISERVER IP:PORT
       server 192.168.200.203:6443;   # Master2 APISERVER IP:PORT
    }
    
    server {
       listen 16443; # 由于nginx與master節點復用，這個監聽埠不能是6443，否則會沖突
       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

step3：修改keepalived組態檔（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  # 修改為實際網卡名
    virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID實體，每個實體是唯一的 
    priority 100    # 優先級，備服務器設定 90 
    advert_int 1    # 指定VRRP 心跳包通告間隔時間，默認1秒 
    authentication { 
        auth_type PASS      
        auth_pass 1111 
    }  
    # 虛擬IP
    virtual_ipaddress { 
        192.168.200.88/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

此外，需要準備上述組態檔中檢查nginx運行狀態的腳本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")

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

step4：修改keepalived組態檔（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實體，每個實體是唯一的 
    priority 90
    advert_int 1
    authentication { 
        auth_type PASS      
        auth_pass 1111 
    }  
    virtual_ipaddress { 
        192.168.200.88/24
    } 
    track_script {
        check_nginx
    } 
}
EOF

此外，需要準備上述組態檔中檢查nginx運行狀態的腳本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")

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

step5：修改，讓所有Worker Node連接LB VIP（Matser也是Worker-Node）

#左邊的ip是Nginx-Master的ip(200)，右邊的ip是VIP(88)
sed -i 's#192.168.200.200:6443#192.168.200.88:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
systemctl restart kubelet kube-proxy

之前我們是讓Matser1節點和其他各個Node節點進行直連，而現在，斷開了這個連接（而是讓node連接VIP），由于目前Nginx還沒有啟動，所以執行kubectl get node 指令時會出現如下無法連接的情況：

step6：啟動并設定開機啟動

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

注意：如果在任何環節出現作業系統軟死鎖的問題，如下：

這個bug沒有讓系統徹底死機，但是會讓Nginx被鎖死在了某個狀態，而造成死鎖的原因我估計是因為虛擬機的CPU太忙了或者CPU電壓不穩定，請輸入如下幾行指令解決：

#查看引數 watchdog_thresh（結果應該是10）
tail -1 /proc/sys/kernel/watchdog_thresh
#把這個引數改為30
echo 30 > /proc/sys/kernel/watchdog_thresh
#臨時生效
sysctl -w kernel.watchdog_thresh=30

step7：查看keepalived作業狀態（Master1）

此時，在ens33網卡系結了192.168.200.88 虛擬IP，說明Nginx-Master作業正常，

現在訪問192.168.200.88這個虛擬ip實際上就是在訪問K8S-Matser集群中某個實體的apiserver，

（vip->Nginx-Master->K8S-Matser-apiserver，vip是Nginx的虛擬ip，與K8S-Matser節點無關）

step8：測驗

(1) Nginx代理測驗

在K8s集群中選擇任意節點，使用curl查看K8s版本測驗，此時使用VIP進行訪問：

curl -k https://192.168.200.88:16443/version

如果能夠獲得k8s資訊，說明Nginx搭建正常，且curl->vip(nginx)->apiserver(k8s-matser) 的鏈路被打通了，

當然，通過Nginx日志也可以看到轉發apiserver Ip：

tail /var/log/nginx/k8s-access.log -f

（2）K8S創建容器后訪問測驗

在Matser節點上創建一個容器，然后訪問該容器，測驗是否能成功訪問：

#創建容器，訪問該容器的ip就是node1或者node2的ip，因為node1和node2完全一樣，用來部署容器應用，實作高可用
kubectl create deployment web --image=nginx
#暴露埠80
kubectl expose deployment web --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
#查看service（獲取埠號）
kubectl get svc

到這里就算結束了，實際上還有個測驗沒做，就是：Nginx+Keepalived的高可用測驗，

為什么沒做這個測驗呢？是因為我的電腦在一次系統內核軟死鎖之后，Nginx的啟動總是失敗，網路上的方法不能很好的解決我的問題，然而當我使用了step6中的方法之后，在matser1中部署的ngxin可以正常啟動了，然而master2中的nginx仍不能正常啟動，很奇怪，哭唧唧，后續針對這個問題再研究一下吧，這篇文章寫得蠻長，mark一下，

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