# salt-k8s-ha **Repository Path**: devopssec/salt-k8s-ha ## Basic Information - **Project Name**: salt-k8s-ha - **Description**: No description available - **Primary Language**: Unknown - **License**: MIT - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2021-11-26 - **Last Updated**: 2021-11-26 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # SaltStack自动化部署HA-Kubernetes - 本项目在GitHub上，会不定期更新，大家也可以提交ISSUE，地址为：`https://github.com/skymyyang/salt-k8s-ha` - SaltStack自动化部署Kubernetes v1.15.4版本（支持HA、TLS双向认证、RBAC授权、Flannel网络、ETCD集群、Kuber-Proxy使用LVS等）。 ## 版本明细：Release-v1.18.2 - 测试通过系统：CentOS 8.1 - Kernel Version: 4.18.0-147.8.1.el8_1.x86_64 - salt-ssh: 3000.3-1.el8 - Kubernetes： v1.18.2 - Etcd: v3.4.9 - Docker-ce: v18.09.2 - Calico： v3.14.0 - CNI-Plugins： v0.8.6 - nginx: v1.18.0 建议部署节点：最少三个Master节点，请配置好主机名解析（必备）。以下是最小配置，否则可能不成功。 IP地址 | Hostname | 最小配置 | Kernel Version ---|--- | --- | --- | 192.168.200.181 | c8-node1 | Centos8.1 8G 4CPU | 4.18.0-147.8.1.el8_1.x86_64 192.168.200.182 | c8-node2 | Centos8.1 8G 4CPU | 4.18.0-147.8.1.el8_1.x86_64 192.168.200.183 | c8-node3 | Centos8.1 8G 4CPU | 4.18.0-147.8.1.el8_1.x86_64 192.168.200.184 | c8-node4 | Centos8.1 8G 4CPU | 4.18.0-147.8.1.el8_1.x86_64 ## 架构介绍 1. 使用Salt Grains进行角色定义，增加灵活性。 2. 使用Salt Pillar进行配置项管理，保证安全性。 3. 使用Salt SSH执行状态，不需要安装Agent，保证通用性。 4. 使用Kubernetes当前最新版本v1.18.2，体验新特性。 5. 使用nginx来保证集群的高可用。 6. KeepAlive+VIP的形式完成高可用的缺点 - 受限于使用者的网络，无法适用于SDN网络，比如Aliyun的VPC - 虽然是高可用的，但是流量还是单点的，所有node的的网络I/O都会高度集中于一台机器上（VIP)，一旦集群节点增多，pod增多，单机的网络I/O迟早是网络隐患。 7. 本文的高可用可通用于任何云上的SDN环境和自建机房环境，列如阿里云的VPC环境中 8. 本架构ETCD集群使用的是HTTP协议。 ## 关于ETCD要不要使用TLS？ 1. 首先TLS的目的是为了鉴权为了防止别人任意的连接上你的etcd集群。其实意思就是说如果你要放到公网上的ETCD集群，并开放端口，我建议你一定要用TLS。 2. 如果你的ETCD集群跑在一个内网环境比如（VPC环境），而且你也不会开放ETCD端口，你的ETCD跑在防火墙之后，一个安全的局域网中，那么你用不用TLS，都行。 - 本教程的来源于以下教程而生成，在此特别感谢两位作者。 1. 和我一步步部署 kubernetes 集群 `https://github.com/opsnull/follow-me-install-kubernetes-cluster` 2. SaltStack自动化部署Kubernetes `https://github.com/unixhot/salt-kubernetes` ## 案例架构图 ![架构图](images/k8s4.png) ## 0.系统初始化(必备) 1. 设置主机名！！！ ```bash [root@c8-node1 ~]# cat /etc/hostname c8-node1.example.com [root@c8-node2 ~]# cat /etc/hostname c8-node2.example.com [root@c8-node3 ~]# cat /etc/hostname c8-node3.example.com [root@c8-node4 ~]# cat /etc/hostname c8-node4.example.com ``` 2. 设置/etc/hosts保证主机名能够解析 ```bash [root@c8-node1 ~]# cat /etc/hosts 192.168.200.181 c8-node1 c8-node1.example.com 192.168.200.182 c8-node2 c8-node2.example.com 192.168.200.183 c8-node3 c8-node3.example.com 192.168.200.184 c8-node4 c8-node4.example.com 127.0.0.1 server.k8s.local ``` 3. 关闭SELinux和防火墙，并配置chrony进行确保时间同步,由于centos8 默认使用NetworkManager，这里不能禁用。 ```bash shell> systemctl disable --now firewalld shell> setenforce 0 shell> sed -ri '/^[^#]*SELINUX=/s#=.+$#=disabled#' /etc/selinux/config shell> yum install chrony -y shell> systemctl enable chronyd && systemctl restart chronyd ``` 4. 以上必备条件必须严格检查，否则，一定不会部署成功！ ## 1.设置部署节点到其它所有节点的SSH免密码登录（包括本机） ```bash [root@c8-node1 ~]# ssh-keygen -t rsa [root@c8-node1 ~]# ssh-copy-id c8-node1 [root@c8-node1 ~]# ssh-copy-id c8-node2 [root@c8-node1 ~]# ssh-copy-id c8-node3 [root@c8-node1 ~]# ssh-copy-id c8-node4 [root@c8-node1 ~]# scp /etc/hosts c8-node2:/etc/ [root@c8-node1 ~]# scp /etc/hosts c8-node3:/etc/ [root@c8-node1 ~]# scp /etc/hosts c8-node4:/etc/ ``` ## 2.安装Salt-SSH并克隆本项目代码。 2.1 安装Salt SSH（注意：老版本的Salt SSH不支持Roster定义Grains，需要2017.7.4以上版本），因此此salt版本基于Python3，所以以下命令需要在所有的节点上执行。 ```bash [root@linux-node1 ~]# yum install https://repo.saltstack.com/py3/redhat/salt-py3-repo-latest.el8.noarch.rpm -y [root@linux-node1 ~]# sed -i "s/repo.saltstack.com/mirrors.aliyun.com\/saltstack/g" /etc/yum.repos.d/salt-py3-latest.repo [root@linux-node1 ~]# yum install -y salt-ssh git unzip ``` 2.2 获取本项目 `master` 分支代码，并放置在 `/srv` 目录 ```bash [root@linux-node1 ~]# git clone https://github.com/skymyyang/salt-k8s-ha.git [root@linux-node1 ~]# cd salt-k8s-ha/ [root@linux-node1 ~]# mv * /srv/ [root@linux-node1 srv]# /bin/cp /srv/roster /etc/salt/roster [root@linux-node1 srv]# /bin/cp /srv/master /etc/salt/master ``` 2.4 下载二进制文件，也可以自行官方下载，为了方便国内用户访问，请在百度云盘下载,下载 `k8s-v1.18.2-auto.7z` 。 下载完成后，将文件移动到 `/srv/salt/k8s/` 目录下，并解压，注意是 `files` 目录在 `/srv/salt/k8s/`目录下。 Kubernetes二进制文件下载地址： 链接：`https://pan.baidu.com/s/1I_3PI8gsY1lvfd96zn7Zsg&shfl=sharepset` 提取码：`lfwq` ```bash [root@linux-node1 ~]# cd /srv/salt/k8s/ [root@linux-node1 k8s]# 7za x k8s-v1.15.4-auto.7z -r -o./ [root@linux-node1 k8s]# rm -f k8s-v1.15.4-auto.7z [root@linux-node1 k8s]# ls -l files/ total 0 drwx------ 2 root root 94 Mar 18 13:41 cfssl-1.2 drwx------ 2 root root 195 Mar 18 13:41 cni-plugins-amd64-v0.7.4 drwx------ 3 root root 123 Mar 18 13:41 etcd-v3.3.13-linux-amd64 drwx------ 2 root root 47 Mar 18 13:41 flannel-v0.11.0-linux-amd64 drwx------ 3 root root 17 Mar 18 13:41 k8s-v1.15.4 drwx------ 2 root root 33 Mar 18 20:17 nginx-1.16.1 ``` ## 3.Salt SSH管理的机器以及角色分配 - k8s-role: 用来设置K8S的角色 - etcd-role: 用来设置etcd的角色，如果只需要部署一个etcd，只需要在一台机器上设置即可 - etcd-name: 如果对一台机器设置了etcd-role就必须设置etcd-name - worker-role: 所有节点均为worker节点 - ca-file-role: 定义c8-node1为证书生成节点 - kubelet-bootstrap-role: 在c8-node1上生成kubelet-bootstrap的kubeconfig配置文件，然后再拷贝至各个节点 - kubelet-role: 所有的节点都需要安装kubelet - calico-role: 在c8-node1的管理节点上安装并配置calico网络 [root@linux-node1 ~]# vim /etc/salt/roster ```yaml c8-node1: host: 192.168.200.181 user: root priv: /root/.ssh/id_rsa minion_opts: grains: worker-role: node k8s-role: master etcd-role: node etcd-name: etcd-node1 admin-role: admin calico-role: admin c8-node2: host: 192.168.200.182 user: root priv: /root/.ssh/id_rsa minion_opts: grains: k8s-role: master etcd-role: node etcd-name: etcd-node2 worker-role: node c8-node3: host: 192.168.200.183 user: root priv: /root/.ssh/id_rsa minion_opts: grains: k8s-role: master etcd-role: node etcd-name: etcd-node3 worker-role: node c8-node4: host: 192.168.200.184 user: root priv: /root/.ssh/id_rsa minion_opts: grains: k8s-role: node worker-role: node ``` ## 4.修改对应的配置参数，本项目使用Salt Pillar保存配置 ```bash #设置Master的IP地址(必须修改) MASTER_IP_M1: "192.168.200.181" MASTER_IP_M2: "192.168.200.182" MASTER_IP_M3: "192.168.200.183" #设置Master的HOSTNAME完整的FQDN名称(必须修改) MASTER_H1: "c8-node1.example.com" MASTER_H2: "c8-node2.example.com" MASTER_H3: "c8-node3.example.com" #KUBE-APISERVER的反向代理地址端口 #KUBE_APISERVER: "https://127.0.0.1:8443" KUBE_APISERVER: "https://server.k8s.local:8443" KUBE_APISERVER_DNS_NAME: "server.k8s.local" #设置ETCD集群访问地址（必须修改） ETCD_ENDPOINTS: "http://192.168.200.181:2379,http://192.168.200.182:2379,http://192.168.200.183:2379" FLANNEL_ETCD_PREFIX: "/kubernetes/network" #设置ETCD集群初始化列表（必须修改） ETCD_CLUSTER: "etcd-node1=http://192.168.200.181:2380,etcd-node2=http://192.168.200.182:2380,etcd-node3=http://192.168.200.183:2380" #通过Grains FQDN自动获取本机IP地址，请注意保证主机名解析到本机IP地址 NODE_IP: {{ grains['fqdn_ip4'][0] }} HOST_NAME: {{ grains['fqdn'] }} #设置BOOTSTARP的TOKEN，可以自己生成 BOOTSTRAP_TOKEN: "be8dad.da8a699a46edc482" TOKEN_ID: "be8dad" TOKEN_SECRET: "da8a699a46edc482" ENCRYPTION_KEY: "8eVtmpUpYjMvH8wKZtKCwQPqYRqM14yvtXPLJdhu0gA=" #配置Service IP地址段 SERVICE_CIDR: "10.96.0.0/16" #Kubernetes服务 IP (从 SERVICE_CIDR 中预分配) CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP: "10.96.0.1" #Kubernetes DNS 服务 IP (从 SERVICE_CIDR 中预分配) CLUSTER_DNS_SVC_IP: "10.96.0.2" #设置Node Port的端口范围 NODE_PORT_RANGE: "30000-32767" #设置POD的IP地址段,在kube-controller-manager中定义cluster-cidr POD_CIDR: "10.244.0.0/16" CLUSTER_CIDR: "10.244.0.0/16" #设置集群的DNS域名 CLUSTER_DNS_DOMAIN: "cluster.local." #已注释不在需要 #设置Docker Registry地址 #DOCKER_REGISTRY: "https://192.168.150.135:5000" #设置Master的VIP地址(必须修改) #MASTER_VIP: "192.168.150.253" #设置网卡名称，一定要改 VIP_IF: "ens192" ``` ## 5.执行SaltStack状态 5.1 测试Salt SSH联通性以及基础设置 ```bash [root@k8s-m1 ~]# salt-ssh '*' test.ping ``` 执行高级状态，会根据定义的角色再对应的机器部署对应的服务 ```bash [root@c8-node1 ~]# salt-ssh -L '*' state.sls k8s.baseset ``` 5.2 部署Etcd，由于Etcd是基础组建，需要先部署，目标为部署etcd的节点。 增加etcd参数的优化。 - `--auto-compaction-retention` 由于ETCD数据存储多版本数据，随着写入的主键增加历史版本需要定时清理，默认的历史数据是不会清理的，数据达到2G就不能写入，必须要清理压缩历史数据才能继续写入;所以根据业务需求，在上生产环境之前就提前确定，历史数据多长时间压缩一次;推荐一小时压缩一次数据这样可以极大的保证集群稳定，减少内存和磁盘占用 - `--max-request-bytes` etcd Raft消息最大字节数，ETCD默认该值为1.5M; 但是很多业务场景发现同步数据的时候1.5M完全没法满足要求，所以提前确定初始值很重要;由于1.5M导致我们线上的业务无法写入元数据的问题，我们紧急升级之后把该值修改为默认32M，但是官方推荐的是10M，大家可以根据业务情况自己调整 - `--quota-backend-bytes` ETCD db数据大小，默认是2G，当数据达到2G的时候就不允许写入，必须对历史数据进行压缩才能继续写入;参加1里面说的，我们启动的时候就应该提前确定大小，官方推荐是8G，这里我们也使用8G的配置 ```bash [root@linux-node1 ~]# salt-ssh -L 'c8-node1,c8-node2,c8-node3' state.sls k8s.etcd ``` 注：如果执行失败，新手建议推到重来，请检查各个节点的主机名解析是否正确（监听的IP地址依赖主机名解析）。 5.3 部署K8S集群-Master节点 这里首先安装master，由于worker节点的flannel的kubeconfig配置文件依赖API-server，所以必须先要部署master节点。 ```bash #1. 先生成master相关的证书 [root@c8-node1 ~]# salt-ssh -L 'c8-node1' state.sls k8s.modules.ca-file-generate #2. 部署master节点 [root@c8-node1 ~]# salt-ssh -L 'c8-node1,c8-node2,c8-node3' state.sls k8s.master ``` 由于包比较大，这里执行时间较长，5分钟+，喝杯咖啡休息一下，如果执行有失败可以再次执行即可！执行过程中存在cfssl生成证书的warning，大家可以忽略。 5.4 生成kubelet-bootstrap-kubeconfig配置文件 ```bash [root@c8-node1 ~]# salt-ssh -L 'c8-node1' state.sls k8s.modules.kubelet-bootstrap-kubeconfig ``` 5.5 部署K8S集群worker节点,由于master也要安装kubelet以及kube-proxy，这里需要全部安装 ```bash [root@c8-node1 ~]# salt-ssh 'c8-node1,c8-node2,c8-node3,c8-node4' state.sls k8s.node ``` 5.6 部署calico网络以及coredns ```bash [root@c8-node1 ~]# salt-ssh -L 'c8-node1' state.sls k8s.modules.calico ``` 5.7 设置每个节点的roles ```bash #在master节点上执行,并为master节点加上污点Taint kubectl label node c8-node1 node-role.kubernetes.io/master="" kubectl label node c8-node2 node-role.kubernetes.io/master="" kubectl label node c8-node3 node-role.kubernetes.io/master="" kubectl taint nodes c8-node1 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule kubectl taint nodes c8-node2 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule kubectl taint nodes c8-node3 node-role.kubernetes.io/master="":NoSchedule #在node节点上执行 kubectl label node c8-node4 node-role.kubernetes.io/worker=worker ``` ## 6.测试Kubernetes安装 ```bash #先验证etcd [root@linux-node1 ~]# source /etc/profile [root@linux-node1 ~]# etcdctl --endpoints=http://192.168.200.181:2379 cluster-health member 1b59c715892a07 is healthy: got healthy result from http://192.168.200.183:2379 member 5a23180c9f872e86 is healthy: got healthy result from http://192.168.200.182:2379 member edf2d8c54db4c5e1 is healthy: got healthy result from http://192.168.200.181:2379 cluster is healthy [root@linux-node1 ~]# etcdctl --endpoints=http://192.168.200.181:2379 member list 1b59c715892a07: name=etcd-node3 peerURLs=http://192.168.200.183:2380 clientURLs=http://192.168.200.183:2379 isLeader=true 5a23180c9f872e86: name=etcd-node2 peerURLs=http://192.168.200.182:2380 clientURLs=http://192.168.200.182:2379 isLeader=false edf2d8c54db4c5e1: name=etcd-node1 peerURLs=http://192.168.200.181:2380 clientURLs=http://192.168.200.181:2379 isLeader=false [root@linux-node1 ~]# kubectl get cs NAME STATUS MESSAGE ERROR controller-manager Healthy ok scheduler Healthy ok etcd-2 Healthy {"health":"true"} etcd-1 Healthy {"health":"true"} etcd-0 Healthy {"health":"true"} [root@linux-node1 ~]# kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION linux-node1 Ready master 17m v1.15.4 linux-node2 Ready master 16m v1.15.4 linux-node3 Ready master 16m v1.15.4 linux-node4 Ready worker 9m39s v1.15.4 ``` ## 7.测试Kubernetes集群和Flannel网络 ```bash [root@linux-node1 ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx:alpine deployment.apps/nginx created 需要等待拉取镜像，可能稍有的慢，请等待。 [root@linux-node1 ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES nginx-54458cd494-zp9zp 1/1 Running 0 69s 10.244.2.2 linux-node3 测试联通性 [root@linux-node1 ~]# ping -c 1 10.244.2.2 PING 10.2.1.2 (10.2.1.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 10.2.1.2: icmp_seq=1 ttl=61 time=0.729 ms --- 10.2.1.2 ping statistics --- 1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms rtt min/avg/max/mdev = 0.729/0.729/0.729/0.000 ms [root@linux-node1 ~]# curl --head http://10.244.2.2 HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/1.15.9 Date: Tue, 19 Mar 2019 05:36:47 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 612 Last-Modified: Fri, 08 Mar 2019 03:05:13 GMT Connection: keep-alive ETag: "5c81dbe9-264" Accept-Ranges: bytes 测试扩容，将Nginx应用的Pod副本数量拓展到2个节点 [root@linux-node1 ~]# kubectl scale deployment nginx --replicas=2 deployment.extensions/nginx scaled [root@linux-node1 ~]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-54458cd494-nf946 1/1 Running 0 13s nginx-54458cd494-zp9zp 1/1 Running 0 3m57s ``` ## 8.如何新增Kubernetes节点 - 1.设置SSH无密码登录，并且在 `/etc/hosts` 中继续增加对应的解析。确保所有节点都能解析。 - 2.在 `/etc/salt/roster` 里面，增加对应的机器。 - 3.执行SaltStack状态 `salt-ssh 'linux-node5' state.highstate` ```Bash [root@linux-node5 ~]# vim /etc/salt/roster linux-node5: host: 192.168.200.185 user: root priv: /root/.ssh/id_rsa minion_opts: grains: k8s-role: node [root@linux-node1 ~]# salt-ssh 'linux-node5' state.highstate ``` ## 9.下一步要做什么？ 你可以安装Kubernetes必备的插件
必备插件 1.CoreDNS部署 2.Dashboard部署 3.heapster部署 4.Metrics Server
必备插件 5.Ingress-nginx部署 6.Ingress扩展 7.MetalLB 8.Helm部署
## 10.（可选）可以把kube-proxy按照daemonset的方式部署;按照这种方式部署的话要先停用二进制安装的kube-proxy。 PS:这里配置不一样的话需要修改yaml文件。 ```bash [root@linux-node1 ~]# systemctl disable kube-proxy [root@linux-node1 ~]# systemctl stop kube-proxy [root@linux-node1 ~]# kubectl apply -f /srv/addons/kube-proxy/kube-proxy.yml [root@linux-node1 ~]# kubectl get pod -n kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE coredns-cd7f66fdc-fxvx6 1/1 Running 2 18h coredns-cd7f66fdc-ldjnh 1/1 Running 2 18h kube-proxy-czxj9 1/1 Running 2 16h kube-proxy-pjpt5 1/1 Running 2 16h kube-proxy-wpfrh 1/1 Running 2 16h kube-proxy-zgg6t 1/1 Running 2 16h ``` ## 11. 一步一步安装kubernetes 手动安装
手动部署 1.系统初始化 2.Nginx部署 3.CA部署 4.ETCD集群部署 5.Master节点部署 6.Node节点部署 7.Flannel部署
插件安装请参考文档必备插件的部分。 ## 12. 缩短Pod重启时间 在实际应用中，想要缩短Pod重启时间，可以修改kube-controller-manager配置中的以下几个参数： ``` --node-monitor-grace-period=10s \ --node-monitor-period=3s \ --node-startup-grace-period=20s \ --pod-eviction-timeout=10s \ ``` kubernetes节点失效后pod的调度过程： 1. Master每隔一段时间和node联系一次，判定node是否失联，这个时间周期配置项为 node-monitor-period ，默认5s 2. 当node失联后一段时间后，kubernetes判定node为notready状态，这段时长的配置项为 node-monitor-grace-period ，默认40s 3. 当node失联后一段时间后，kubernetes判定node为unhealthy，这段时长的配置项为 node-startup-grace-period ，默认1m0s 4. 当node失联后一段时间后，kubernetes开始删除原node上的pod，这段时长配置项为 pod-eviction-timeout ，默认5m0s ## 13. kubectl命令自动补全功能 在管理k8s集群的时候，kubectl是我们经常使用的命令工具，由于本身kubectl的复杂性和api选项的过多，都给我们日常工作带来了不小的挑战，故这里介绍一下kubectl命令补全工具的安装 1. 安装bash-completion ```bash $yum install -y bash-completion $source /usr/share/bash-completion/bash_completion ``` 2. 应用kubectl的completion到系统环境中 ```bash $echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc $source ~/.bashrc ``` 接下来就可以愉快的进行命令补全了。 ## 捐赠 如果觉得本项目对您有帮助，请小小鼓励下项目作者，谢谢！ 支付宝码(左)和微信钱包码(右) ![支付宝支付](images/zfb.png) ![微信支付](images/wx.png)