本文介绍基于二进制方式，进行单Master、多Master的K8S集群搭建全过程。
经本人手动测试无误后整理成下文，建议先查看目录详情了解整体流程，后进行实操。
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4.4 部署 kube-controller-manager
7.2 部署 Nginx+Keepalived 高可用负载均衡器
1 环境要求、节点规划、配置
1.1 环境要求
- 操作系统：CentOS7.8_x64 （mini）
- 系统配置（每台虚拟机）：2G内存、2个CPU、每个CPU上1个核心、20G硬盘
- 网络要求：每台虚拟机可访问外网，机器之间可相互访问
- Docker 版本：19-ce
- Kubernetes 版本：1.18
1.2 节点规划
由于我只有一台笔记本电脑（WIN10，16G内存），为了在VMWare中少开启几台虚拟机，就把ETCD集群分别放到仅有的3个节点中，单Master节点的K8S集群部署架构及组件安装如下图：
因此，本次环境搭建，一共用到3台虚拟机（单Master节点、双Node节点，1+2=3台）
单Master的K8S集群节点规划如下 ：
| 节点 | ip | 需要安装的组件 |
| 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 操作系统初始化配置
如下的8个步骤，需要在三台主机上分别执行一遍：
# 1、关闭防火墙
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
# 2、关闭selinux（我选择永久关闭，需要重启机器）
永久关闭：sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
临时关闭：setenforce 0
# 3、关闭swap（我选择永久关闭）
永久关闭：sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
临时关闭：swapoff -a
# 4、根据规划设置主机名（更改后命令行输入：bash 直接生效）
hostnamectl set-hostname k8s-master1
hostnamectl set-hostname k8s-node1
hostnamectl set-hostname k8s-node2
# 5、在master节点中添加集群中各个节点的主机名与ip的对应关系
#只有这个部分是只在Master中执行，其他的指令需要在3台机器上都执行一遍
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.200.200 k8s-master
192.168.200.201 k8s-node1
192.168.200.202 k8s-node2
EOF
# 6、将桥接的IPv4流量传递到iptables的链
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、时间同步
yum install ntpdate -y && ntpdate time.windows.com2 ETCD集群部署
Etcd 是一个分布式键值存储系统，Kubernetes使用Etcd进行数据存储，所以先准备一个Etcd数据库，为解决Etcd单点故障，应采用集群方式部署，这里使用3台组建集群，可容忍1台机器故障。为了节省机器，这里把3个ETCD实例分别部署在一个Matser节点和两个Node节点上。
| ETCD实例 | IP |
| etcd-1 | 192.168.200.200 |
| etcd-2 | 192.168.200.201 |
| etcd-3 | 192.168.200.202 |
2.1 准备cfssl证书生成工具
#1、安装cfssl证书生成工具（如果下载不了，可尝试换成http协议）
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-certinfo2.2 生成ETCD证书
#2、生成自签证书的根证书：创建文件夹
mkdir -p ~/TLS/{etcd,k8s}
cd TLS/etcd#3、生成自签证书的根证书：文件夹中写入配置文件2个
#配置文件1
cat > ca-config.json << EOF
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"www": {
"expiry": "87600h",
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
]
}
}
}
}
EOF
#配置文件2
cat > ca-csr.json << EOF
{
"CN": "etcd CA",
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"L": "Beijing",
"ST": "Beijing"
}
]
}
EOF#4、执行如下指令生成证书
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
接下来，使用自签的根证书签发ETCD HTTPS证书：
#5、创建证书申请文件
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：上面配置文件中hosts字段中的IP为所有etcd节点的集群内部通信IP，为了方便后期扩容可以多写几个预留IP（我没有预留）。
#6、生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server到目前为止，已经基于ETCD的根证书，生成了两个域名证书如下，用于ETCD集群使用HTTPS进行通信 ：
2.3 下载ETCD的二进制文件
浏览器输入地址直接下载，下载之后把压缩包拖动到root目录下。
https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz2.4 部署ETCD集群
以下操作只在节点1（Master）上进行一遍，至于节点2、3，直接从节点1中把结果拷贝过去即可。
- step1：创建工作目录并解压二进制包
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：创建ETCD配置文件
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
配置文件中各个参数含义如下：
#ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一
#ETCD_DATA_DIR：数据目录
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，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：拷贝证书到配置文件路径下
cp ~/TLS/etcd/ca*pem ~/TLS/etcd/server*pem /opt/etcd/ssl/- step5：启动，并设置开机启动
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd注意：systemctl start etcd 指令执行之后会“卡住”因为其他的ETCD节点还没部署呢。输入以下的指令可以查看日志：
#把和etcd有关的日志保存到a文件中，再从a中检索和ip相关的内容，下图截取了其中的一部分
#注意：本步骤不是必须要执行的
journalctl -u etcd > a
cat a grep|192.168.200
- step6：将上述节点1所有生成的文件拷贝到节点2和节点3
#分别拷贝etcd的工作目录、管理服务的配置文件到另外两台主机
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配置文件参数（共5处修改点），分别修改另外2个ETCD的参数
vi /opt/etcd/cfg/etcd.conf
#[Member]
ETCD_NAME="etcd-1" # 修改1，节点2改为etcd-2，节点3改为etcd-3
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380" # 修改2 当前服务器IP
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改3 当前服务器IP
#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.200.201:2380" # 修改4 当前服务器IP
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.200.201:2379" # 修改5 当前服务器IP
启动并设置开机启动（同上）：
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd- step7：查看集群状态
在任意一个ETCD节点上输入如下指令，可以查看集群状态情况true表示健康（保证IP正确）
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 安装Docker
其实，我这三台虚拟机上本来就安装好了Docker，如果没有安装Docker，可以参考该教程，当然，如果虚拟机本来就安装了Docker，我也会把修改点指出来。
如果虚拟机上本来就没安装Docker，安装步骤分为如下5步：
- step1：下载Docker的安装包（二级制安装，yum也可以）浏览器输入如下指令就能下载：
https://download.docker.com/linux/static/stable/x86_64/docker-19.03.9.tgz- step2：解压，移动
tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin
- step3：设置systemd管理docker的配置文件（指定了docker守护进程启动的命令）
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：设置镜像加速
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <
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