K8S 多 Maser 集群架构和 Dashboard UI 的二进制部署

一、多 Maser 集群架构的了解

____Kubernetes作为容器集群系统，通过健康检查+重启策略实现了Pod故障自我修复能力，通过调度算法实现将Pod分布式部署，并保持预期副本数，根据Node失效状态自动在其他Node拉起Pod，实现了应用层的高可用性。

____针对Kubernetes集群，高可用性还应包含以下两个层面的考虑：Etcd数据库的高可用性和Kubernetes Master组件的高可用性。而Etcd我们已经采用3个节点组建集群实现高可用，本篇博客将对Master节点高可用进行说明和实施。

____Master节点扮演着总控中心的角色，通过不断与工作节点上的Kubelet进行通信来维护整个集群的健康工作状态。如果Master节点故障，将无法使用kubectl工具或者API做任何集群管理。

____Master节点主要有三个服务kube-apiserver、kube-controller-mansger和kube-scheduler，其中kube-controller-mansger和kube-scheduler组件自身通过选择机制已经实现了高可用，所以Master高可用主要针对kube-apiserver组件，而该组件是以HTTP API提供服务，因此对他高可用与Web服务器类似，增加负载均衡器对其负载均衡即可，并且可水平扩容。

二进制单master部署可以参考上篇博客：K8S 多 Maser 集群架构和 Dashboard UI 的二进制部署

二、多 Maser 集群架构的部署

环境准备工作：（红色为新增的服务器）

所有服务器关闭防火墙和SElinux

systemctl stop firewalld
setenforce 0

2.1 加入master02 节点

1.从 master01 节点上拷贝证书文件、各master组件的配置文件和服务管理文件到 master02 节点

scp -r /opt/etcd/ root@192.168.80.70:/opt/
scp -r /opt/kubernetes/ root@192.168.80.70:/opt
scp /usr/lib/systemd/system/{ 
   kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@192.168.80.70:/usr/lib/systemd/system/

2.修改配置文件kube-apiserver中的IP master02上操作

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \
--v=4 \
--etcd-servers=https://192.168.80.40:2379,https://192.168.80.50:2379,https://192.168.80.60:2379 \
--bind-address=192.168.80.70 \				#修改
--secure-port=6443 \
--advertise-address=192.168.80.70 \			#修改
......

3.在 master02 节点上启动各服务并设置开机自启

4.查看node节点状态

2.2 lb01和lb02搭建nginx和Keepalived

配置load balancer集群双机热备负载均衡（nginx实现负载均衡，keepalived实现双机热备）

1.在lb01、lb02节点上操作

cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF

yum install nginx -y

2.修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口

vim /etc/nginx/nginx.conf
events { 
   
    worker_connections  1024;
}

#添加
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 192.168.80.40:6443;
        server 192.168.80.70:6443;
    }
    server { 
   
        listen 6443;
        proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

http { 
   
......

3.检查配置文件语法，启动nginx服务，查看已监听6443端口

nginx -t   
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
netstat -natp | grep nginx 

4.部署keepalived服务

yum install keepalived -y

5.修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs { 
   
   # 接收邮件地址（不变）
   notification_email { 
   
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1					##修改为127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_MASTER	#lb01节点的为 NGINX_MASTER，lb02节点的为 NGINX_BACKUP
}
#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx { 
   
    script "/etc/nginx/check_nginx.sh"	#指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 { 
   
    state MASTER			#lb01节点的为 MASTER，lb02节点的为 BACKUP
    interface ens33			#指定网卡名称 ens33
    virtual_router_id 51	#指定vrid，两个节点要一致
    priority 100			#lb01节点的为 100，lb02节点的为 90
    advert_int 1
    authentication { 
   
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress { 
   
        192.168.80.100/24	#指定 VIP
    }
    track_script { 
   
        check_nginx			#指定vrrp_script配置的脚本
    }
}

6.创建nginx状态检查脚本

vim /etc/nginx/check_nginx.sh
#!/bin/bash
#egrep -cv "grep|$$" 			#用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID
count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    systemctl stop keepalived
fi


chmod +x /etc/nginx/check_nginx.sh

7.启动keepalived服务（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived
ip a				#查看VIP是否生成

8.把lb01的nginx服务停止进行测试高可用

systemctl stop nginx.service
ip a

9.到lb02 上进行查看VIP是否漂移过来

10.再次开启lb01的nginx和Keepalived，测试vip是否漂移回来（注意先开启nginx，后Keepalived）

systemctl start nginx
systemctl start keepalived.service 
ip a

2.3 修改node节点上的相关配置文件

1.修改node节点上的bootstrap.kubeconfig,kubelet.kubeconfig配置文件为VIP

cd /opt/kubernetes/cfg/
vim bootstrap.kubeconfig 
server: https://192.168.80.100:6443
                      
vim kubelet.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443
                        
vim kube-proxy.kubeconfig
server: https://192.168.80.100:6443

2.重启kubelet和kube-proxy服务

systemctl restart kubelet.service 
systemctl restart kube-proxy.service

3.在lb01上查看nginx的k8s日志

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

3.4.在 master01 或 master02 节点上操作

1.创建pod测试

[root@master02 system]# kubectl run nginx --image=nginx
kubectl run --generator=deployment/apps.v1beta1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl create instead.
deployment.apps/nginx created

[root@master02 system]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-j84tz         0/1     ContainerCreating   0          4s
nginx-test-7d965f56df-rf28p   1/1     Running             0          81m

[root@master02 system]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-dbddb74b8-j84tz         1/1     Running   0          20s
nginx-test-7d965f56df-rf28p   1/1     Running   0          81m

[root@master02 system]# kubectl get pods -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE            NOMINATED NODE
nginx-dbddb74b8-j84tz         1/1     Running   0          50s   172.17.38.2   192.168.80.60   <none>
nginx-test-7d965f56df-rf28p   1/1     Running   0          81m   172.17.86.3   192.168.80.50   <none>

2.在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问

curl 172.17.38.2

3.这时在master01节点上查看nginx日志，发现没有权限查看

kubectl get pods
kubectl logs nginx-dbddb74b8-j84tz

4.在master01节点上，将cluster-admin角色授予用户system:anonymous

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cluster-system-anonymous created
##再次查看nginx日志
kubectl logs nginx-dbddb74b8-j84tz

三、部署 Dashboard UI

Dashboard 介绍
____仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源（例如部署，作业，守护进程等）。例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。

在 master01 节点上操作

1.在k8s工作目录中创建dashborad工作目录

mkdir /opt/k8s/dashboard
cd /opt/k8s/dashboard
//上传Dashboard.zip压缩包，并解压，一共有7个yaml文件，包含5个构建该界面的核心文件，一个k8s-admin.yaml文件是自己写的，用来生成待会在浏览器中登录时所用的令牌；一个dashboard-cert.sh，用来快速生成解决谷歌浏览器加密通信问题所需的证书文件

核心文件官方下载资源地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons/dashboard

dashboard-configmap.yaml   dashboard-rbac.yaml    dashboard-service.yaml	dashboard-controller.yaml
  dashboard-secret.yaml  	  k8s-admin.yaml		 dashboard-cert.sh


------------------------------------------------------------------------------------------
1、dashboard-rbac.yaml：用于访问控制设置，配置各种角色的访问控制权限及角色绑定（绑定角色和服务账户），内容中包含对应各种角色所配置的规则（rules）
2、dashboard-secret.yaml：提供令牌，访问API服务器所用（个人理解为一种安全认证机制）
3、dashboard-configmap.yaml：配置模板文件，负责设置Dashboard的文件，ConfigMap提供了将配置数据注入容器的方式，保证容器中的应用程序配置从 Image 内容中解耦
4、dashboard-controller.yaml：负责控制器及服务账户的创建，来管理pod副本
5、dashboard-service.yaml：负责将容器中的服务提供出去，供外部访问
------------------------------------------------------------------------------------------

2.通过kubectl create 命令创建resources

cd /opt/k8s/dashboard
1)、规定kubernetes-dashboard-minimal该角色的权限：例如其中具备获取更新删除等不同的权限
kubectl create -f dashboard-rbac.yaml 
//有几个kind就会有几个结果被创建，格式为kind+apiServer/name
role.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard-minimal created

//查看类型为 Role,RoleBinding 的资源对象 kubernetes-dashboard-minimal 是否生成
kubectl get role,rolebinding -n kube-system
//-n kube-system 表示查看指定命名空间中的pod，缺省值为default

2)、证书和密钥创建
kubectl create -f dashboard-secret.yaml 
secret/kubernetes-dashboard-certs created
secret/kubernetes-dashboard-key-holder created

//查看类型为 Secret 的资源对象 kubernetes-dashboard-certs,kubernetes-dashboard-key-holder 是否生成
kubectl get secret -n kube-system

3)、配置文件，对于集群dashboard设置的创建
kubectl create -f dashboard-configmap.yaml 
configmap/kubernetes-dashboard-settings created

//查看类型为 ConfigMap 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成
kubectl get configmap -n kube-system

4)、创建容器需要的控制器以及服务账户
kubectl create -f dashboard-controller.yaml 
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
deployment.apps/kubernetes-dashboard created

//查看类型为 ServiceAccount,Deployment 的资源对象 kubernetes-dashboard-settings 是否生成
kubectl get serviceaccount,deployment -n kube-system

5)、将服务提供出去
kubectl create -f dashboard-service.yaml 
service/kubernetes-dashboard created

3.dashboard分配给了node01服务器，访问的入口是30001端口，打开浏览器访问 https://nodeIP:30001 来进行测试

火狐浏览器可直接访问：https://192.168.80.50:30001
谷歌浏览器则因为缺少加密通信的认证证书，导致无法直接访问。可通过 菜单->更多工具->开发者工具->Security 查看访问失败的原因。

4.解决谷歌浏览器加密通信问题，使用的脚本 dashboard-cert.sh 来快速生成证书文件

cd /opt/k8s/dashboard/
vim dashboard-controller.yaml
......
        args:
          # PLATFORM-SPECIFIC ARGS HERE
          - --auto-generate-certificates
#在文件的第47行下面添加以下两行，指定加密（tls）的私钥和证书文件
          - --tls-key-file=dashboard-key.pem
          - --tls-cert-file=dashboard.pem


//执行脚本 
cd /opt/k8s/dashboard/
chmod +x dashboard-cert.sh
./dashboard-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert/

5.重新进行部署（注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源）

kubectl apply -f dashboard-controller.yaml

##由于可能会更换所分配的节点，所以要再次查看一下分配的节点服务器地址和端口号
kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide

6.再次进行访问测试，选择使用令牌方式登录，使用 k8s-admin.yaml 文件进行创建令牌

cd /opt/k8s/dashboard/
kubectl create -f k8s-admin.yaml

7.获取token简要信息，名称为dashboard-admin-token-xxxxx

kubectl get secrets -n kube-system
NAME                               TYPE                                  DATA   AGE
dashboard-admin-token-kpmm8        kubernetes.io/service-account-token   3      
default-token-7dhwm                kubernetes.io/service-account-token   3      
kubernetes-dashboard-certs         Opaque                                11     
kubernetes-dashboard-key-holder    Opaque                                2      
kubernetes-dashboard-token-jn94c   kubernetes.io/service-account-token   3     

8.查看令牌序列号，取 token: 后面的内容

kubectl describe secrets dashboard-admin-token-kpmm8 -n kube-system

9.将令牌序列号复制填入到浏览器页面中，点击登录

10,先通过 kubectl get pods 命令查看一下集群中是否有资源在运行，
①再在 Dashboard UI 界面中命令空间选 default，

②点击侧边栏中的“容器组”，点击容器名称，进入一个页面，点击右上方的“运行命令”或”日志“控件会弹出另一个额外页面，可在“运行命令”输入 curl 命令访问容器，再通过dashboard页面查看日志更新结果。