K8S部署（單節點master）

本文轉載自查看原文 2021-10-28 23:39 798

一、常見的K8S部署方式
二、kubernetes二進制部署
- 2.1、環境准備
- 2.2、部署etcd集群
三、部署docker引擎
- 3.1、所有node節點部署docker引擎
四、flannel網絡配置
五、部署master組件
六、部署worker node組件

一、常見的K8S部署方式

1.1、Minikube

Minikube是一個工具，可以在本地快速運行一個單節點微型K8S，僅用於學習、預覽K8S的一些特性使用
部署地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube

1.2、Kubeadmin

Kubeadmin也是一個工具，提供kubeadm init和Kubeadm join，用於快速部署K8S集群，相對簡單
https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

1.3、二進制安裝部署

生產首選，從官方下載發行版的二進制包，手動部署每個組件和自簽TLS證書，組成K8S集群，新手推薦
https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

小結：kubeadm降低部署門檻，但屏蔽了很多細節，遇到問題很難排查。如果想更容易可控，推薦使用二進制包部署kubernetes集群，雖然手動部署麻煩點，期間可以學習很多工作原理，也利於后期維護

二、kubernetes二進制部署

2.1、環境准備

K8S集群master01:192.168.80.11 kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd cfssl cfssljson cfssl-certinfo 
K8S集群node1:192.168.80.12 kubelet kube-proxy docker flannel etcd cfssl cfssljson cfssl-certinfo
K8S集群node1:192.168.80.13 kubelet kube-proxy docker flannel etcd cfssl cfssljson cfssl-certinfo

2.1.1、關閉防火牆

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2.1.2、關閉selinux

setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

2.1.3、關閉swap

swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

2.1.4、根據規划設置主機名

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2

2.1.5、在master添加hosts

cat >> /etc/hosts <<EOF
192.168.80.11 master01
192.168.80.12 node01
192.168.80.13 node02
EOF

2.1.6、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

sysctl --system

2.1.7、時間同步

yum install ntpdate -y 
ntpdate time.windows.com

2.2、部署etcd集群

2.2.1、etcd簡介

etcd是coreos團隊於2013年6月發起的開源項目，它的目標是構建一個高可用的分布式鍵值數據庫。etcd內部采用raft協議作為一致性算法，etcd是go語言編寫的

etcd作為服務發現系統，有以下的特點
簡單：安裝配置簡單，而且提供了http api進行交互，使用也很簡單
安全：支持SSL證書驗證
快速：單實例支持每秒2K+讀操作
可靠：采用raft算法，實現分布式系統數據的可用性和一致性

etcd目前默認使用2379端口提供HTTP API服務，2380端口和peer通信（這兩個端口已經被IANA（互聯網數字分配機構）官方預留給etcd）。
即etcd默認使用2379端口對外客戶端提供通訊，使用端口來進行服務器間內部通訊
etcd在生產環境中一般推薦集群方式部署。由於etcd的leader選舉機制，要求至少為3台或以上的奇數台。

2.2.2、准備簽發證書環境

CFSSL是CloudFlare 公司開源的一款PKI/TLS工具。CFSSL包含一個命令行工具和一個用於簽名、驗證和捆綁TLS證書的HTTP API服務。使用GO語言編寫
CFSSL使用配置文件生成證書，因此自簽之前，需要生成它識別的json格式的配置文件，CFSSL提供了方便的命令行生成配置文件
CFSSL用來為etcd提供TLS證書，它支持簽三種類型的證書：
1，client證書，服務端連接客戶端時攜帶的證書，用於客戶端驗證服務端身份，如kube-apiserver訪問etcd
2，server證書，客戶端連接服務端時攜帶的整數，用於服務端驗證客戶端身份，如etcd對外提供服務
3，peer證書，相互之間連接時使用的證書，如etcd節點之間進行驗證和通信
這里全部都使用同一套證書認證

2.2.3、下載證書制作工具並生成證書（在master節點上操作（192.168.80.11））

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -O /usr/local/bin/cfssl-certinfo
或
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssljson
curl -L https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 -o /usr/local/bin/cfssl-certinfo

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*

cfssl:證書簽發的工具命令
cfssljson：將cfssl生成的證書（json格式）變為文件承載式證書
cfssl-certinfo：驗證證書的信息
cfssl-certinfo -cert <證書名稱>	#查看證書的信息

2.2.4、創建K8S工作目錄（在master節點上操作（192.168.80.11））

mkdir /opt/k8s
cd /opt/k8s/

2.2.5、編寫etcd-cert.sh 和etcd.sh 到 /opt/k8s/目錄中並給於權限（在master節點上操作（192.168.80.11））

chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh	#etcd-cert用於簽發證書、etcd用於啟動etcd

etcd-cert.sh

cat etcd-cert.sh
#!/bin/bash
# example: ./etcd.sh etcd01 192.168.80.10 etcd02=https://192.168.80.11:2380,etcd03=https://192.168.80.12:2380

#創建etcd配置文件/opt/etcd/cfg/etcd
ETCD_NAME=$1
ETCD_IP=$2
ETCD_CLUSTER=$3

WORK_DIR=/opt/etcd

cat > $WORK_DIR/cfg/etcd  <<EOF
#[Member]
ETCD_NAME="${ETCD_NAME}"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://${ETCD_IP}:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://${ETCD_IP}:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://${ETCD_IP}:2380,${ETCD_CLUSTER}"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"
EOF

#Member:成員配置
#ETCD_NAME：節點名稱，集群中唯一。成員名字，集群中必須具備唯一性，如etcd01
#ETCD_DATA_DIR：數據目錄。指定節點的數據存儲目錄，這些數據包括節點ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定-wal-dir，還會存儲WAL文件；如果不指定會用缺省目錄
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信監聽地址。用於監聽其他member發送信息的地址。ip為全0代表監聽本機所有接口
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客戶端訪問監聽地址。用於監聽etcd客戶發送信息的地址。ip為全0代表監聽本機所有接口

#Clustering：集群配置
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址。其他member使用，其他member通過該地址與本member交互信息。一定要保證從其他member能可訪問該地址。靜態配置方式下，該參數的value一定要同時在--initial-cluster參數中存在
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客戶端通告地址。etcd客戶端使用，客戶端通過該地址與本member交互信息。一定要保證從客戶側能可訪問該地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群節點地址。本member使用。描述集群中所有節點的信息，本member根據此信息去聯系其他member
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token。用於區分不同集群。本地如有多個集群要設為不同
#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。


#創建etcd.service服務管理文件
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=${WORK_DIR}/cfg/etcd
ExecStart=${WORK_DIR}/bin/etcd \
--name=\${ETCD_NAME} \
--data-dir=\${ETCD_DATA_DIR} \
--listen-peer-urls=\${ETCD_LISTEN_PEER_URLS} \
--listen-client-urls=\${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379 \
--advertise-client-urls=\${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS} \
--initial-advertise-peer-urls=\${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS} \
--initial-cluster=\${ETCD_INITIAL_CLUSTER} \
--initial-cluster-token=\${ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN} \
--initial-cluster-state=new \
--cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem \
--key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem \
--peer-cert-file=${WORK_DIR}/ssl/server.pem \
--peer-key-file=${WORK_DIR}/ssl/server-key.pem \
--peer-trusted-ca-file=${WORK_DIR}/ssl/ca.pem
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

#--listen-client-urls：用於指定etcd和客戶端的連接端口
#--advertise-client-urls：用於指定etcd服務器之間通訊的端口，etcd有要求，如果--listen-client-urls被設置了，那么就必須同時設置--advertise-client-urls，所以即使設置和默認相同，也必須顯式設置
#--peer開頭的配置項用於指定集群內部TLS相關證書（peer 證書），這里全部都使用同一套證書認證
#不帶--peer開頭的的參數是指定 etcd 服務器TLS相關證書（server 證書），這里全部都使用同一套證書認證


systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl restart etcd

etcd.sh

cat etcd.sh
#!/bin/bash
#配置證書生成策略，讓 CA 軟件知道頒發有什么功能的證書，生成用來簽發其他組件證書的根證書
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

#ca-config.json：可以定義多個 profiles，分別指定不同的過期時間、使用場景等參數；
#后續在簽名證書時會使用某個 profile；此實例只有一個 www 模板。
#expiry：指定了證書的有效期，87600h 為10年，如果用默認值一年的話，證書到期后集群會立即宕掉
#signing：表示該證書可用於簽名其它證書；生成的 ca.pem 證書中 CA=TRUE；
#key encipherment：表示使用非對稱密鑰加密，如 RSA 加密；
#server auth：表示client可以用該 CA 對 server 提供的證書進行驗證；
#client auth：表示server可以用該 CA 對 client 提供的證書進行驗證；
#注意標點符號，最后一個字段一般是沒有逗號的。


#-----------------------
#生成CA證書和私鑰（根證書和私鑰）
#特別說明： cfssl和openssl有一些區別，openssl需要先生成私鑰，然后用私鑰生成請求文件，最后生成簽名的證書和私鑰等，但是cfssl可以直接得到請求文件。
cat > ca-csr.json <<EOF
{
    "CN": "etcd",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

#CN：Common Name，瀏覽器使用該字段驗證網站或機構是否合法，一般寫的是域名 
#key：指定了加密算法，一般使用rsa（size：2048）
#C：Country，國家
#ST：State，州，省
#L：Locality，地區,城市
#O: Organization Name，組織名稱，公司名稱
#OU: Organization Unit Name，組織單位名稱，公司部門

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

#生成的文件：
#ca-key.pem：根證書私鑰
#ca.pem：根證書
#ca.csr：根證書簽發請求文件

#cfssl gencert -initca <CSRJSON>：使用 CSRJSON 文件生成生成新的證書和私鑰。如果不添加管道符號，會直接把所有證書內容輸出到屏幕。
#注意：CSRJSON 文件用的是相對路徑，所以 cfssl 的時候需要 csr 文件的路徑下執行，也可以指定為絕對路徑。
#cfssljson 將 cfssl 生成的證書（json格式）變為文件承載式證書，-bare 用於命名生成的證書文件。


#-----------------------
#生成 etcd 服務器證書和私鑰
cat > server-csr.json <<EOF
{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.80.10",
    "192.168.80.11",
    "192.168.80.12"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}
EOF

#hosts：將所有 etcd 集群節點添加到 host 列表，需要指定所有 etcd 集群的節點 ip 或主機名不能使用網段，新增 etcd 服務器需要重新簽發證書。

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

#生成的文件：
#server.csr：服務器的證書請求文件
#server-key.pem：服務器的私鑰
#server.pem：服務器的數字簽名證書

#-config：引用證書生成策略文件 ca-config.json
#-profile：指定證書生成策略文件中的的使用場景，比如 ca-config.json 中的 www

2.2.6、創建用於生成CA證書、etcd服務器證書以及、私鑰的目錄（在master節點上操作（192.168.80.11））

mkdir /opt/k8s/etcd-cert
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
cd /opt/k8s/etcd-cert/
./etcd-cert.sh	#生成CA證書、etcd服務器證書以及私鑰

2.2.7、啟動etcd服務（在master節點上操作（192.168.80.11））

上傳 etcd-v3.3.10-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目錄中，解壓 etcd 壓縮包
cd /opt/k8s/
tar zxvf etcd-v3.3.10-1jnux-amd64.tar.gz
ls etcd-v3.3.10-1inux-amd64
#etcd就是etcd 服務的啟動命令，后面可跟各種啟動參數
#etcdctl主要為etcd 服務提供了命令行操作

2.2.8、創建用於存放etcd配置文件，命令文件，證書文件目錄（在master節點上操作（192.168.80.11））

mkdir -p /opt/etcd/{cfg,bin.ssl}
mv /opt/k8s/etcd-v3.3.10-1jnux-amd64/etcd /opt/k8s/etcd-v3.3.10-1jnux-amd64/etcdctl /opt/etcd/bin/
cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/

./etcd.sh etcd01 192.168.80.11 etcd02=https://192.168.80.12:2380,etcd03=https://192.168.8013:2380
#進入卡主狀態等待其他節點加入，這里需要三台etcd服務同時啟動，如果只啟動其中一台后，服務會卡在哪里，知道集群中所有etcd節點都已啟動，可忽略這個情況

#另外打開一個窗口查看etcd進程是否正常
ps -ef | grep etcd

2.2.9、把etcd相關證書文件和命令文件全部拷貝到另外兩個etcd集群節點（在master節點上操作（192.168.80.11））

scp -r /opt/etcd root@192.168.80.12:/opt/
scp -r /opt/etcd root@192.168.80.13:/opt/

2.2.10、把ercd服務管理文件拷貝到另外兩個etcd集群節點（在master節點上操作（192.168.80.11））

scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.80.12:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.80.13:/usr/lib/systemd/system/

2.2.11、啟動etcd服務

systemctl enable --now etcd.servcie 
systemctl status etcd.service

2.2.12、檢查集群狀態

ln -s /opt/etcd/bin/etcd* /usr/local/bin

#檢查etcd群集狀態
cd /opt/etcd/ssl
/opt/etcd/bin/etcdctl \
--ca-file=ca.pem \
--cert-file=server.pem \
--key-file=server-key.pem \
--endpoints="https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379,https://192.168.80.13:2379" \
cluster-health

--cert-file:識別https端使用ssl證書文件
--key-file：使用此ssl密鑰文件標識https客戶端
--ca-file：使用此ca證書驗證啟用https的服務器的證書
--endpoints：集群中以逗號分割的機器地址列表
cluster-health：檢查etcd集群的運行狀況

2.2.13、切換到etcd3版本查看集群節點狀態和成員列表

export ETCDCTL_API=3	#v2和v3命令略有不同，etcd2和etcd3也是不兼容的，默認是v2版本
etcdctl --write-out=table endpoint status
etcdctl --write-out=table member list
export ETCDCTL_API=2	#再切回v2版本

三、部署docker引擎

3.1、所有node節點部署docker引擎

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

systemctl enable docker 
systemctl start docker

四、flannel網絡配置

4.1、K8S中pod網絡通信

4.1.1、pod內容器與容器之間的通信

在同一個pod內的容器（pod內的容器是不會跨宿主機的）共享同一個網絡命名空間，相當於他們在同一台機器上一樣，可以用localhost地址訪問彼此的端口

4.1.2、同一個node內pod之間的通信

每個pod都有一個真實的全局IP地址，同一個node內不同pod之間可以直接采用對方pod的IP地址進行通信，pod1和pod2都是通過veth連接到同一個docker0網橋，網段相同，所以它們之間可以直接通信

4.1.3、不同node上pod之間通信

pod地址與docker0在同一網段，docker0網段與宿主機網卡是兩個不同的網段，且不同node之間的通信只能通過宿主機的物理網卡進行

要想實現不同node上pod之間的通信，就必須想辦法通過主機的物理網卡IP地址進行尋址和通信，因此要滿足兩個條件；pod的ip不能沖突；將pod的IP和所在的node的IP關聯起來，通過這個管理讓不同node上pod之間直接通過內網IP地址通信

4.2、Overlay Network

疊加網絡，在二層或者三層基礎網絡上疊加的一種虛擬網絡技術模式，該網絡中的主機通過虛擬鏈路隧道連接起來（類似於vpn）

4.3、VXLAN

將源數據包封裝到UDP中，並使用基礎網絡的IP/MAC作為外層報文頭進行封裝，然后再以太網上傳輸，到達目的地后由隧道斷點解封裝並將數據發送給目標地址

4.4、Flannel

Flannle的功能是讓集群中的不同節點主機創建的docker容器都具有全集群唯一的虛擬IP地址
Flannel是Overlay網絡中的一種，也是將TCP源數據包封裝在另一種網絡包里面進行路由轉發和通信，目前支持UDP、VXLAN、host-GW3中數據轉發方式

4.5、flannel工作原理

數據從node01上pod的源容器中發出后，經由所在主機的docker0虛擬網卡轉發到flannel1.1虛擬網卡，flanneld服務監聽在flannel1.1虛擬網卡的另外一段

flannle通過etcd服務維護了一張節點間的路由表。源主機node01的flanneld服務將原本的數據北榮封裝到UDP中后根據自己的路由表通過物理網卡投遞給目的節點node2的flanneld服務，數據到達以后被解包，然后直接進入目的節點的flannel1.1虛擬網卡，之后被轉發到目的主機的docker0虛擬網卡，最后就像本機容器通信一樣由docker0轉發到目標容器

4.6、flannel工作流程

數據從源node節點pod發出后，會經由docker0網卡轉發到flannel0網卡，在flannel0網卡有個flanneld服務會把這個數據包封裝到udp報文中，然后根據自己在etcd中維護路由表通過物理網卡轉發到目標node節點，數據包到達目標node節點后會被flanneld服務解封裝，然后經由flaanel0網卡和docker0網卡轉發到目標pod的容器

4.7、ETCD之flannel提供說明

存儲管理flannel可分配的IP地址段資源

監控ETCD中每個pod的實際地址，並在內存中建立維護pod節點路由表

4.8、flannel部署

4.8.1、添加flannel網絡配置信息，寫入分配的子網段到etcd中，供flannel使用（在master01節點上操作）

cd /opt/etcd/ssl
/opt/etcd/bin/etcdctl \
--ca-file=ca.pem \
--cert-file=server.pem \
--key-file=server-key.pem \
--endpoints="https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379,https://192.168.80.13:2379" \
set /coreos.com/network/config '{"Network":"172.17.0.0/16","Backend": {"Type": "vxlan"}}'

#查看寫入的信息
/opt/etcd/bin/etcdctl \
--ca-file=ca.pem \
--cert-file=server.pem \
--key-file=server-key.pem \
--endpoints="https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379,https://192.168.80.13:2379" \
get /coreos.com/network/config

set <key> <value>
set /coreos.com/network/config 添加一條網絡配置記錄，這個配置將用於flannel分配給每個dockeer的虛擬IP地址段
get <key>
get /coreos.com/network/config 獲取網絡配置記錄，后面不用再跟參數

Network：用於指定flannel地址池
Backend：用於指定數據包以什么方式轉發，默認為udp模式，backend為vxlan比起預設的udp性能相對好一點

4.8.2、上傳 flannel.sh 和 flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz 到/opt 目錄中，解壓 flannel 壓縮包（在所有node節點上操作）

cd /opt
tar zxvf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz 
flanneld                                                  #flanneld為主要的執行文件
mk-docker-opts.sh             #mk-docker-opts.sh腳本用於生成Docker啟動網絡環境參數
README.md

4.8.3、創建kubernetes工作目錄（在所有node節點上操作）

mkdir -p /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl}
cd /opt
mv mk-docker-opts.sh flanneld /opt/kubernetes/bin/            #將主要執行文件和docker啟動參數移動到工作目錄中

4.8.4、啟動flanneld服務，開啟flannel網絡功能（在所有node節點上操作）

cd /opt
chmod +x flannel.sh
./flannel.sh https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379,https://192.168.80.13:2379

--bip∶指定 docker 啟動時的子網
--ip-masq∶ 設置 ipmasg=false 關閉 snat 偽裝策略
--mtu=1450∶mtu 要留出50字節給外層的vxlan封包的額外開銷使用


flannel啟動后會生成一個docker網絡相關信息配置文件/run/flannel/subnet.env，包含了docker要使用flannel通訊的相關參數，子網段，空間等
cat /run/flannel/subnet.env

flannel.sh

cat flannel.sh
#!/bin/bash
#定義etcd集群的端點IP地址和對外提供服務的2379端口
#${var:-string}：若變量var為空，則用在命令行中用string來替換；否則變量var不為空時，則用變量var的值來替換，這里的1代表的是位置變量$1
ETCD_ENDPOINTS=${1:-"http://127.0.0.1:2379"}

#創建flanneld配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/flanneld <<EOF
FLANNEL_OPTIONS="--etcd-endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \\
-etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
-etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
-etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem"
EOF

#flanneld 本應使用 etcd 客戶端TLS相關證書（client 證書），這里全部都使用同一套證書認證。


#創建flanneld.service服務管理文件
cat > /usr/lib/systemd/system/flanneld.service <<EOF
[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network-online.target network.target
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/flanneld
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/flanneld --ip-masq \$FLANNEL_OPTIONS
ExecStartPost=/opt/kubernetes/bin/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/subnet.env
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

EOF

#flanneld啟動后會使用 mk-docker-opts.sh 腳本生成 docker 網絡相關配置信息
#mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS：將組合選項鍵設置為環境變量DOCKER_NETWORK_OPTIONS，docker啟動時將使用此變量
#mk-docker-opts.sh -d /run/flannel/subnet.env：指定要生成的docker網絡相關信息配置文件的路徑，docker啟動時候引用此配置

systemctl daemon-reload
systemctl enable flanneld
systemctl restart flanneld

4.8.5、進入docker啟動項中配置（在所有node節點上操作）

進入docker啟動項中添加flannel定義的相關網路參數，並將flannel添加到啟動變量中

vim /usr/lib/systemd/system/docker.service    
EnvironmentFile=/run/flannel/subnet.env
ExecStart=/usr/bin/dockerd $DOCKER_NETWORK_OPTIONS -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

systemctl daemon-reload                                       #重載后重啟服務
systemctl restart docker.service
ifconfig                                                                    #重啟后docker網段與自定義的flannel網段一致

ping -I 172.17.38.1 172.17.72.1	#測試連通性

五、部署master組件

5.1、上傳master.zip和k8s-cert.sh到 /opt/k8s目錄中，解壓master.zip壓縮包

cd /opt/k8s/
unzip master.zip
chmod +x *.sh

k8s-cert.sh

#!/bin/bash
#配置證書生成策略，讓 CA 軟件知道頒發有什么功能的證書，生成用來簽發其他組件證書的根證書
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

#生成CA證書和私鑰（根證書和私鑰）
cat > ca-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
      	    "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

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


#-----------------------
#生成 apiserver 的證書和私鑰（apiserver和其它k8s組件通信使用）
#hosts中將所有可能作為 apiserver 的 ip 添加進去，后面 keepalived 使用的 VIP 也要加入
cat > apiserver-csr.json <<EOF
{
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "10.0.0.1",
      "127.0.0.1",
      "192.168.80.10",		#master01
      "192.168.80.20",		#master02
      "192.168.80.100",		#vip，后面 keepalived 使用
      "192.168.80.14",		#load balancer01（master）
      "192.168.80.15",		#load balancer02（backup）
      "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

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


#-----------------------
#生成 kubectl 的證書和私鑰，具有admin權限
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

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


#-----------------------
#生成 kube-proxy 的證書和私鑰
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

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

5.2、創建kubernets工作目錄

mkdir -p /opt/kubernetes/{cfg,bin,ssl}

5.3、創建用於生成CA證書、相關組件的證書和私鑰的目錄

mkdir /opt/k8s/k8s-cert
mv /opt/k8s/k8s-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert
cd /opt/k8s/k8s-cert/
./k8s-cert.sh
#controller-manager 和 kube-scheduler設置為只調用當前機器的apiserver，使用127.0.0.1:8080通信，因此不需要簽發證書

5.4、復制CA證書、apiserver相關證書和私鑰到kubernetes工作目錄的ssl子目錄中

cp ca*pem apiserver*pem /opt/kubernetes/ssl/

5.5、上傳kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到/opt/k8s/ 目錄中，解壓kubernetes 壓縮包

cd /opt/k8s/
tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

5.6、復制master組件的關鍵命令文件到kubernetes工作目錄的bin子目錄

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin 
cp kube-apiserver kubectl kube-controller-manager kube-scheduler /opt/kubernetes/bin/ 
1n -s /opt/kubernetes/bin/* /usr/local/bin/

5.7、創建bootstrap token 認證文件，apiserver 啟動時會調用，然后就相當於在集群內創建了一個這個用戶，接下來就可以用RBAC給他授權

cd /opt/k8s/

token.sh

#!/bin/bash
#獲取隨機數前16個字節內容，以十六進制格式輸出，並刪除其中空格
BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -e 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ‘ ’)
#生成token.csv 文件，按照Token序列號,用戶名,UID,用戶組的格式生成
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv <<EOF
$(BOOTSTRAP_TOKEN),kubelet-bootstrap,10001,"system: kubelet-bootstrap"
EOF

chmod +x token.sh
./token.sh

5.8、二進制文件、token、證書都准備好后，開啟apiserver服務

cd /opt/k8s/
./apiserver.sh 192.168.80.11 https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379,https://192.168.80.13:2379

5.9、檢查進程是否啟動成功

ps aux | grep kube-apiserver
#k8s通過kube- apiserver這 個進程提供服務，該進程運行在單個master節點上。默認有兩個端口6443和8080
#安全端口6443用於接收HTTPS請求，用於基於Token文件或客戶端證書等認證
netstat -natp | grep 6443

#本地端口8080用於接收HTTP請求，非認證或授權的HTTP請求通過該端口訪問APIServer
netstat -natp | grep 8080

5.10、查看版本信息(必須保證apiserver啟動正常，不然無法查詢到server的版本信息)

kubctl version

apiservice.sh

#!/bin/bash
#example: apiserver.sh 192.168.80.10 https://192.168.80.10:2379,https://192.168.80.11:2379,https://192.168.80.12:2379
#創建 kube-apiserver 啟動參數配置文件
MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver <<EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--etcd-servers=${ETCD_SERVERS} \\
--bind-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--secure-port=6443 \\
--advertise-address=${MASTER_ADDRESS} \\
--allow-privileged=true \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,ResourceQuota,NodeRestriction \\
--authorization-mode=RBAC,Node \\
--kubelet-https=true \\
--enable-bootstrap-token-auth \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-50000 \\
--tls-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem  \\
--tls-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-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"
EOF

#--logtostderr=true：輸出日志到標准錯誤控制台，不輸出到文件
#--v=4：指定輸出日志的級別，v=4為調試級別詳細輸出
#--etcd-servers：指定etcd服務器列表（格式：//ip:port），逗號分隔
#--bind-address：指定 HTTPS 安全接口的監聽地址，默認值0.0.0.0
#--secure-port：指定 HTTPS 安全接口的監聽端口，默認值6443
#--advertise-address：通過該 ip 地址向集群其他節點公布 api server 的信息，必須能夠被其他節點訪問
#--allow-privileged=true：允許擁有系統特權的容器運行，默認值false
#--service-cluster-ip-range：指定 Service Cluster IP 地址段
#--enable-admission-plugins：kuberneres集群的准入控制機制，各控制模塊以插件的形式依次生效，集群時必須包含ServiceAccount，運行在認證（Authentication）、授權（Authorization）之后，Admission Control是權限認證鏈上的最后一環， 對請求API資源對象進行修改和校驗
#--authorization-mode：在安全端口使用RBAC,Node授權模式，未通過授權的請求拒絕，默認值AlwaysAllow。RBAC是用戶通過角色與權限進行關聯的模式；Node模式（節點授權）是一種特殊用途的授權模式，專門授權由kubelet發出的API請求，在進行認證時，先通過用戶名、用戶分組驗證是否是集群中的Node節點，只有是Node節點的請求才能使用Node模式授權
#--kubelet-https=true：kubelet通信使用https，默認值true
#--enable-bootstrap-token-auth：在apiserver上啟用Bootstrap Token 認證
#--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv：指定Token認證文件路徑
#--service-node-port-range：指定 NodePort 的端口范圍，默認值30000-32767


#創建 kube-apiserver.service 服務管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \$KUBE_APISERVER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-apiserver
systemctl restart kube-apiserver

5.11、啟動scheduler 服務

cd /opt/k8s/
./scheduler.sh 127.0.0.1

kube-scheduler.sh

#!/bin/bash
#創建 kube-scheduler 啟動參數配置文件
MASTER_ADDRESS=$1

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler <<EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--master=${MASTER_ADDRESS}:8080 \\
--leader-elect=true"
EOF

#--master：監聽 apiserver 的地址和8080端口
#--leader-elect=true：啟動 leader 選舉
#k8s中Controller-Manager和Scheduler的選主邏輯：k8s中的etcd是整個集群所有狀態信息的存儲，涉及數據的讀寫和多個etcd之間數據的同步，對數據的一致性要求嚴格，所以使用較復雜的 raft 算法來選擇用於提交數據的主節點。而 apiserver 作為集群入口，本身是無狀態的web服務器，多個 apiserver 服務之間直接負載請求並不需要做選主。Controller-Manager 和 Scheduler 作為任務類型的組件，比如 controller-manager 內置的 k8s 各種資源對象的控制器實時的 watch apiserver 獲取對象最新的變化事件做期望狀態和實際狀態調整，調度器watch未綁定節點的pod做節點選擇，顯然多個這些任務同時工作是完全沒有必要的，所以 controller-manager 和 scheduler 也是需要選主的，但是選主邏輯和 etcd 不一樣的，這里只需要保證從多個 controller-manager 和 scheduler 之間選出一個 leader 進入工作狀態即可，而無需考慮它們之間的數據一致和同步。


#創建 kube-scheduler.service 服務管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \$KUBE_SCHEDULER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-scheduler
systemctl restart kube-scheduler

5.12、啟動controller-manager服務

cd /opt/k8s/
./controller-manager.sh 127.0.0.1

kube-controller-manager.sh

#!/bin/bash
#創建 kube-controller-manager 啟動參數配置文件
MASTER_ADDRESS=$1

cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager <<EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--master=${MASTER_ADDRESS}:8080 \\
--leader-elect=true \\
--address=127.0.0.1 \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--cluster-name=kubernetes \\
--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

#--cluster-name=kubernetes：集群名稱，與CA證書里的CN匹配
#--cluster-signing-cert-file：指定簽名的CA機構根證書，用來簽名為 TLS BootStrapping 創建的證書和私鑰
#--root-ca-file：指定根CA證書文件路徑，用來對 kube-apiserver 證書進行校驗，指定該參數后，才會在 Pod 容器的 ServiceAccount 中放置該 CA 證書文件
#--experimental-cluster-signing-duration：設置為 TLS BootStrapping 簽署的證書有效時間為10年，默認為1年


#創建 kube-controller-manager.service 服務管理文件
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
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \$KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

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

5.13、查看master節點狀態

kubectl get componentstatuses
kubectl get cs

六、部署worker node組件

6.1、把kublet、kube-proxy拷貝到node節點（在master01節點上操作）

cd /opt/k8s/kubernetes/server/bin
scp kubelet kube-proxy root0192.168.80.12:/opt/kubernetes/bin/
scp kubelet kube-proxy root@192.168.80.13:/opt/kubernetes/bin/

6.2、上傳node.zip到/opt目錄中，解壓node.zip壓縮包，獲得kubelet.sh、proxy.sh（在node01節點上操作）

cd /opt
unzip node.zip

proxy.sh

#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1

#創建 kube-proxy 啟動參數配置文件
cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy <<EOF
KUBE_PROXY_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--cluster-cidr=172.17.0.0/16 \\
--proxy-mode=ipvs \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy.kubeconfig"
EOF

#--hostnameOverride: 參數值必須與 kubelet 的值一致，否則 kube-proxy 啟動后會找不到該 Node，從而不會創建任何 ipvs 規則
#--cluster-cidr：指定 Pod 網絡使用的聚合網段，Pod 使用的網段和 apiserver 中指定的 service 的 cluster ip 網段不是同一個網段。 kube-proxy 根據 --cluster-cidr 判斷集群內部和外部流量，指定 --cluster-cidr 選項后 kube-proxy 才會對訪問 Service IP 的請求做 SNAT，即來自非 Pod 網絡的流量被當成外部流量，訪問 Service 時需要做 SNAT。
#--proxy-mode：指定流量調度模式為 ipvs 模式
#--kubeconfig: 指定連接 apiserver 的 kubeconfig 文件	


#----------------------
#創建 kube-proxy.service 服務管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Proxy
After=network.target

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

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kube-proxy
systemctl restart kube-proxy

kubelet.sh

#!/bin/bash

NODE_ADDRESS=$1
DNS_SERVER_IP=${2:-"10.0.0.2"}

#創建 kubelet 啟動參數配置文件
cat >/opt/kubernetes/cfg/kubelet <<EOF
KUBELET_OPTS="--logtostderr=true \\
--v=4 \\
--hostname-override=${NODE_ADDRESS} \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig \\
--bootstrap-kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/bootstrap.kubeconfig \\
--config=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config \\
--cert-dir=/opt/kubernetes/ssl \\
--pod-infra-container-image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0"
EOF

#--hostname-override：指定kubelet節點在集群中顯示的主機名或IP地址，默認使用主機hostname；kube-proxy和kubelet的此項參數設置必須完全一致
#--kubeconfig：指定kubelet.kubeconfig文件位置，用於如何連接到apiserver，里面含有kubelet證書，master授權完成后會在node節點上生成 kubelet.kubeconfig 文件
#--bootstrap-kubeconfig：指定連接 apiserver 的 bootstrap.kubeconfig 文件
#--config：指定kubelet配置文件的路徑，啟動kubelet時將從此文件加載其配置
#--cert-dir：指定master頒發的客戶端證書和密鑰保存位置
#--pod-infra-container-image：指定Pod基礎容器（Pause容器）的鏡像。Pod啟動的時候都會啟動一個這樣的容器，每個pod之間相互通信需要Pause的支持，啟動Pause需要Pause基礎鏡像


#----------------------
#創建kubelet配置文件（該文件實際上就是一個yml文件，語法非常嚴格，不能出現tab鍵，冒號后面必須要有空格，每行結尾也不能有空格）
cat >/opt/kubernetes/cfg/kubelet.config <<EOF
kind: KubeletConfiguration
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
address: ${NODE_ADDRESS}
port: 10250
readOnlyPort: 10255
cgroupDriver: cgroupfs
clusterDNS:
- ${DNS_SERVER_IP} 
clusterDomain: cluster.local.
failSwapOn: false
authentication:
  anonymous:
    enabled: true
EOF

#PS：當命令行參數與此配置文件（kubelet.config）有相同的值時，就會覆蓋配置文件中的該值。


#----------------------
#創建 kubelet.service 服務管理文件
cat >/usr/lib/systemd/system/kubelet.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kubelet
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/kubelet
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \$KUBELET_OPTS
Restart=on-failure
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl enable kubelet
systemctl restart kubelet

6.3、創建kubectl管理員權限（在master01節點上操作）

cd /opt/k8s
./admin.sh

admin.sh

#!/bin/bash
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.80.11:6443"

cd /opt/k8s/k8s-cert/

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}

6.4、創建用於生成kubelet的配置文件的目錄（在master01節點操作）

mkdir /opt/k8s/kubeconfig

6.5、上傳kubeconfig.sh 文件到/opt/k8s/kubeconfig 目錄中（在master01節點操作）

#kubeconfig.sh文件包含集群參數(CA 證書、API Server 地址)，客戶端參數(上面生成的證書和私鑰)，集群context
#上下文參數(集群名稱、用戶名)。Kubenetes 組件(如kubelet、 kube-proxy) 通過啟動時指定不同的kubeconfig文件可以切換到不同的集群，連接到apiserver
cd /opt/k8s/kubeconfig
chmod +x kubeconfig.sh

kubeconfig.sh

#!/bin/bash
#example: kubeconfig 192.168.122.10 /opt/k8s/k8s-cert/
#創建bootstrap.kubeconfig文件
#該文件中內置了 token.csv 中用戶的 Token，以及 apiserver CA 證書；kubelet 首次啟動會加載此文件，使用 apiserver CA 證書建立與 apiserver 的 TLS 通訊，使用其中的用戶 Token 作為身份標識向 apiserver 發起 CSR 請求
 
BOOTSTRAP_TOKEN=$(awk -F ',' '{print $1}' /opt/kubernetes/cfg/token.csv)
APISERVER=$1
SSL_DIR=$2
 
export KUBE_APISERVER="https://$APISERVER:6443"
# 設置集群參數
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
#--embed-certs=true：表示將ca.pem證書寫入到生成的bootstrap.kubeconfig文件中
# 設置客戶端認證參數，kubelet 使用 bootstrap token 認證
kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
  --token=${BOOTSTRAP_TOKEN} \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
# 設置上下文參數
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kubelet-bootstrap \
  --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
# 使用上下文參數生成 bootstrap.kubeconfig 文件
kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig
#----------------------
#創建kube-proxy.kubeconfig文件
# 設置集群參數
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=$SSL_DIR/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
# 設置客戶端認證參數，kube-proxy 使用 TLS 證書認證
kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=$SSL_DIR/kube-proxy.pem \
  --client-key=$SSL_DIR/kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
# 設置上下文參數
kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
# 使用上下文參數生成 kube-proxy.kubeconfig 文件
kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

6.6、生成kubelet的配置文件（在master01節點操作）

cd /opt/k8a/kubeconfig
./kubeconfig.sh 192.168.80.11 /opt/k8s/k8s-cert/

6.7、把配置文件bootstrap.kubeconfig、kube-proxy.kubeconfig拷貝到node節點（在master01節點操作）

cd /opt/k8s/kubeconfig
scp bootstrap.kubeconfig kube-proxy-kubeconfig root0192.168.80.12:/opt/kubernetes/cfg/
proxy.kubeconfig root@192.168.80.13:/opt/kubernetes/cfg/

6.8RBAC授權，將預設用戶kubelet-bootatrap 與內置的ClusterRole system:node-bootatrapper 綁定到一起，使其能夠發起CSR請求（在master01節點操作）

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

kubelet采用TLS Bootstrapping 機制，自 動完成到kube -apiserver的注冊，在node節點量較大或者后期自動擴容時非常有用。
Master apiserver 啟用TLS 認證后，node 節點kubelet 組件想要加入集群，必須使用CA簽發的有效證書才能與apiserver 通信，當node節點很多時，簽署證書是一件很繁瑣的事情。因此Kubernetes 引入了TLS bootstraping 機制來自動頒發客戶端證書，kubelet會以一個低權限用戶自動向apiserver 申請證書，kubelet 的證書由apiserver 動態簽署。

kubelet首次啟動通過加載bootstrap.kubeconfig中的用戶Token 和apiserver CA證書發起首次CSR請求，這個Token被預先內置在apiserver 節點的token.csv 中，其身份為kubelet-bootstrap 用戶和system: kubelet- bootstrap用戶組:想要首次CSR請求能成功(即不會被apiserver 401拒絕)，則需要先創建一個ClusterRoleBinding， 將kubelet-bootstrap 用戶和system:node - bootstrapper內置ClusterRole 綁定(通過kubectl get clusterroles 可查詢)，使其能夠發起CSR認證請求。

TLS bootstrapping 時的證書實際是由kube-controller-manager組件來簽署的，也就是說證書有效期是kube-controller-manager組件控制的; kube-controller-manager 組件提供了一個--experimental-cluster-signing-duration
參數來設置簽署的證書有效時間:默認為8760h0m0s， 將其改為87600h0m0s， 即10年后再進行TLS bootstrapping 簽署證書即可。

也就是說kubelet 首次訪問API Server 時，是使用token 做認證，通過后，Controller Manager 會為kubelet生成一個證書，以后的訪問都是用證書做認證了。

6.9、查看角色

kubectl get clusterroles | grep system:node-bootstrapper

#查看已授權角色
kubectl get clusterrolebinding

6.10、使用kubelet.sh腳本啟動kubelet服務（在node01節點上操作）

cd /opt
chmod +x kubelet.sh
./kubelet.sh 192.168.80.12

#檢查kubelet服務啟動
ps aux | grep kubelet

#此時還沒有生成證書

6.11、檢查到node02節點的kublet發起的csr請求，pending表示等待集群給該節點簽發證書（在master01節點上操作）

kubectl get csr

#通過csr請求
kubectl certificate approve NAME

#再次查看CSR請求狀態，Approved，issued表示已授權CSR請求並簽發證書
kubectl get csr

#查看群集節點狀態，成功加入node01節點
kubectl get nodes

6.12、node01自動生成證書和kubelet.kubeconfig文件

ls /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig 
ls /opt/kubernetes/ssl

6.12、加載ip_vs模塊（在node01節點上操作）

for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i > /dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

6.13、使用proxy.sh腳本啟動proxy服務

cd /opt
chmod +x proxy.sh 
./proxy.sh 192.168.80.13
systemctl status kube-proxy.service

6.14、node02節點部署

方法一

在node01節點上將kubelet.sh、proxy.sh文件拷貝到node02節點

cd /opt/
scp kubelet.sh proxy.sh root@192.168.80.13:`pwd`

使用kubelet.sh腳本啟動kubelet服務

cd /opt
chmod +x kubelet.sh
./kubelet.sh 192.168.80.13

檢查到node02節點的kublet發起的csr請求，pending表示等待集群給該節點簽發證書

kubectl get csr

通過csr請求（master01上操作）

kubectl certificate approve NAME

再次查看CSR請求狀態，Approved，issued表示已授權CSR請求並簽發證書（master01上操作）

kubectl get csr

查看群集節點狀態，成功加入node01節點（master01上操作）

kubectl get nodes

加載ip_vs模塊（node02上操作）

for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i > /dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

使用proxy.sh腳本啟動proxy服務

cd /opt
chmod +x proxy.sh 
./proxy.sh 192.168.80.13
systemctl status kube-proxy.service

方法二

在node01節點操作

把現成的/opt/kubernetes目錄和Kubelet、kube-proxy的service服務管理文件復制到其他節點
scp -r /opt/kubernetes/ root:192.168.80.13:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/{kubelet,kube-proxy}.service root@192.168.80.13:/usr/lib/systemd/system/

在node02節點操作

cd /opt/kubernetes/ssl/
rm -rf *
#修改配置文件kubelet、kubelet.config、kube-proxy的相關IP地址配置為當前節點的IP地址

加載ipvs模塊

modeprobe ip_vs

啟動kubelet和kube-proxy服務並設置開機自啟

systemctl enable --now kubelet.service
systemctl enable --now kube-proxy.service

在master01操作

#查看CSR申請
kubectl get csr
#通過CSR申請
kubectl certificate approve NAME

6.15、 K8S單節點測試

#master01
kubectl create deployment nginx-test --image=nginx:1.14
kubectl get pod
kubectl get pod

#查看pod詳情
kubectl describe pod nginx-

#查看pod額外信息（包括IP）
kubectl get pod -o wide

#使用任意node節點訪問pod測試
curl 172.17.54.3

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