二进制安装K8S高可用（20211220）
《部署一套完整的企业级K8s集群》
v1.20，二进制方式
单Master服务器规划：
角色 | IP | 组件 |
k8s-master | 192.168.1.16 | kube-apiserver，kube-controller-manager，kube-scheduler，etcd |
k8s-node1 | 192.168.1.50 | kubelet，kube-proxy，docker，etcd |
k8s-node2 | 192.168.1.31 | kubelet，kube-proxy，docker，etcd |
创建上述配置文件中token文件：
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv << EOF
c47ffb939f5ca36231d9e3121a252940,kubelet-bootstrap,10001,"system:node-bootstrapper"
EOF
格式：token，用户名，UID，用户组
token也可自行生成替换：
head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' '
? Nginx是一个主流Web服务和反向代理服务器，这里用四层实现对apiserver实现负载均衡。
? Keepalived是一个主流高可用软件，基于VIP绑定实现服务器双机热备，在上述拓扑中，Keepalived主要根据Nginx运行状态判断是否需要故障转移（漂移VIP），例如当Nginx主节点挂掉，VIP会自动绑定在Nginx备节点，从而保证VIP一直可用，实现Nginx高可用。
注1：为了节省机器，这里与K8s Master节点机器复用。也可以独立于k8s集群之外部署，只要nginx与apiserver能通信就行。
注2：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们的负载均衡器产品，直接负载均衡多台Master kube-apiserver，架构与上面一样。
在两台Master节点操作。
1. 安装软件包（主/备）
yum install epel-release -y
yum install nginx keepalived -y
yum install -y nginx-mod-stream
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;
}
# 四层负载均衡，为两台Master apiserver组件提供负载均衡
stream {
log_format main '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';
access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;
upstream k8s-apiserver {
server 192.168.1.16:6443; # Master1 APISERVER IP:PORT
server 192.168.1.84:6443; # Master2 APISERVER IP:PORT
}
server {
listen 16443; # 由于nginx与master节点复用，这个监听端口不能是6443，否则会冲突
proxy_pass k8s-apiserver;
}
}
http {
log_format main '$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
nginx -t
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 ens192 # 修改为实际网卡名
virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
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
}
# 虚拟IP
virtual_ipaddress {
192.168.1.81/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF
? vrrp_script：指定检查nginx工作状态脚本（根据nginx状态判断是否故障转移）
? virtual_ipaddress：虚拟IP（VIP）
准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本：
cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
4. keepalived配置文件（Nginx Backup）
cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx {
script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens192
virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.81/24
}
track_script {
check_nginx
}
}
EOF
准备上述配置文件中检查nginx运行状态的脚本：
cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ss -antp |grep 16443 |egrep -cv "grep|$$")
if [ "$count" -eq 0 ];then
exit 1
else
exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh
注：keepalived根据脚本返回状态码（0为工作正常，非0不正常）判断是否故障转移。
5. 启动并设置开机启动
两次实验这里如果启动了nginx了，集群IP改成VIP后连接不了？
systemctl daemon-reload
systemctl enable nginx keepalived
6. 查看keepalived工作状态
ip addr
1: lo:
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:
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 192.168.1.81/24 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
可以看到，在ens33网卡绑定了192.168.1.81 虚拟IP，说明工作正常。
7. Nginx+Keepalived高可用测试
关闭主节点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命令查看已成功绑定VIP。
8. 访问负载均衡器测试
找K8s集群中任意一个节点，使用curl查看K8s版本测试，使用VIP访问：
curl -k https://192.168.1.81:16443/version
{
"major": "1",
"minor": "20",
"gitVersion": "v1.20.4",
"gitCommit": "e87da0bd6e03ec3fea7933c4b5263d151aafd07c",
"gitTreeState": "clean",
"buildDate": "2021-02-18T16:03:00Z",
"goVersion": "go1.15.8",
"compiler": "gc",
"platform": "linux/amd64"
}
可以正确获取到K8s版本信息，说明负载均衡器搭建正常。该请求数据流程：curl -> vip(nginx) -> apiserver
通过查看Nginx日志也可以看到转发apiserver IP：
tail /var/log/nginx/k8s-access.log -f
192.168.1.16 192.168.1.16:6443 - [02/Apr/2021:19:17:57 +0800] 200 423
192.168.1.16 192.168.1.84:6443 - [02/Apr/2021:19:18:50 +0800] 200 423
到此还没结束，还有下面最关键的一步。
7.3 修改所有Worker Node连接LB VIP
试想下，虽然我们增加了Master2 Node和负载均衡器，但是我们是从单Master架构扩容的，也就是说目前所有的Worker Node组件连接都还是Master1 Node，如果不改为连接VIP走负载均衡器，那么Master还是单点故障。
因此接下来就是要改所有Worker Node（kubectl get node命令查看到的节点）组件配置文件，由原来192.168.1.16修改为192.168.1.81（VIP）。
在所有Worker Node执行：
sed -i 's#192.168.1.16:6443#192.168.1.81:16443#' /opt/kubernetes/cfg/*
systemctl restart kubelet kube-proxy
systemctl start nginx keepalived
检查节点状态：
kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-master1 Ready
k8s-master2 Ready
k8s-node1 Ready
k8s-node2 Ready
至此，一套完整的 Kubernetes 高可用集群就部署完成了！