2018-08-19 孙小北

二进制部署k8s集群方案之高可用kube-controller-manager 集群

养浩然之气,做博学之人

部署高可用 kube-controller-manager 集群,该集群包含 3 个节点,启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点,其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后,剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点,从而保证服务的可用性。

为保证通信安全,先生成 x509 证书和私钥,kube-controller-manager 在如下两种情况下使用该证书:

(1)与 kube-apiserver 的安全端口通信时;

(2)在安全端口(https,10252) 输出 prometheus 格式的 metrics;

准备工作

下载最新版本的二进制文件、安装和配置 flanneld 参考:06-0.部署master节点.md

创建 kube-controller-manager 证书和私钥

创建证书签名请求:

cat> kube-controller-manager-csr.json<< EOF
{
    "CN": "system:kube-controller-manager",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
     },
     "hosts": [
           "127.0.0.1",
           "192.168.1.110",
           "192.168.1.111"
      ],
      "names": [
            {
                "C": "CN",
                "ST": "BeiJing",
                "L": "BeiJing",
                "O": "system:kube-controller-manager",
                "OU": "xiaowangyun"
             }
     ]
}
EOF

#hosts 列表包含所有 kube-controller-manager 节点 IP;

#CN 为 system:kube-controller-manager、O 为 system:kube-controller-manager,kubernetes 内置的 ClusterRoleBindings system:kube-controller-manager 赋予 kube-controller-manager 工作所需的权限。

生成证书和私钥:

cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/cert/ca.pem   -ca-key=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem   -config=/etc/kubernetes/cert/ca-config.json   -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager

将生成的证书和私钥分发到所有 master 节点:

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
      echo ">>> ${node_ip}"
      scp kube-controller-manager*.pem k8s@${node_ip}:/etc/kubernetes/cert/
  done

创建和分发 kubeconfig 文件

kubeconfig 文件包含访问 apiserver 的所有信息,如 apiserver 地址、CA 证书和自身使用的证书;

source /opt/k8s/bin/environment.sh
kubectl config set-cluster kubernetes   --certificate-authority=/etc/kubernetes/cert/ca.pem   --embed-certs=true   --server=${KUBE_APISERVER}   --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig

kubectl config set-credentials system:kube-controller-manager   --client-certificate=kube-controller-manager.pem   --client-key=kube-controller-manager-key.pem   --embed-certs=true   --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
kubectl config set-context system:kube-controller-manager   --cluster=kubernetes   --user=system:kube-controller-manager   --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig
  
kubectl config use-context system:kube-controller-manager --kubeconfig=kube-controller-manager.kubeconfig

分发 kubeconfig 到所有 master 节点:

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    scp kube-controller-manager.kubeconfig k8s@${node_ip}:/etc/kubernetes/
  done

创建和分发 kube-controller-manager systemd unit 文件

source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > kube-controller-manager.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes

[Service]
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-controller-manager \  --port=0 \  --secure-port=10252 \  --bind-address=127.0.0.1 \  --kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-controller-manager.kubeconfig \  --service-cluster-ip-range=${SERVICE_CIDR} \  --cluster-name=kubernetes \  --cluster-signing-cert-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \  --cluster-signing-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem \  --experimental-cluster-signing-duration=8760h \  --root-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \  --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/ca-key.pem \  --leader-elect=true \  --feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true \  --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner \  --horizontal-pod-autoscaler-use-rest-clients=true \  --horizontal-pod-autoscaler-sync-period=10s \  --tls-cert-file=/etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager.pem \  --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/cert/kube-controller-manager-key.pem \  --use-service-account-credentials=true \  --alsologtostderr=true \  --logtostderr=false \  --log-dir=/var/log/kubernetes \  --v=2
Restart=on
Restart=on-failure
RestartSec=5
User=k8s
  
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

#--port=0:关闭监听 http /metrics 的请求,同时 --address 参数无效,--bind-address 参数有效;

#--secure-port=10252、--bind-address=0.0.0.0: 在所有网络接口监听 10252 端口的 https /metrics 请求;

#--kubeconfig:指定 kubeconfig 文件路径,kube-controller-manager 使用它连接和验证 kube-apiserver;

#--cluster-signing-*-file:签名 TLS Bootstrap 创建的证书;

#--experimental-cluster-signing-duration:指定 TLS Bootstrap 证书的有效期;

#--root-ca-file:放置到容器 ServiceAccount 中的 CA 证书,用来对 kube-apiserver 的证书进行校验;

#--service-account-private-key-file:签名 ServiceAccount 中 Token 的私钥文件,必须和 kube-apiserver 的 --service-account-key-file 指定的公钥文件配对使用;

#--service-cluster-ip-range :指定 Service Cluster IP 网段,必须和 kube-apiserver 中的同名参数一致;

#--leader-elect=true:集群运行模式,启用选举功能;被选为 leader 的节点负责处理工作,其它节点为阻塞状态;

#--feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true:开启 kublet server 证书的自动更新特性;

#--controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner:启用的控制器列表,tokencleaner 用于自动清理过期的 Bootstrap token;

#--horizontal-pod-autoscaler-*:custom metrics 相关参数,支持 autoscaling/v2alpha1;

#--tls-cert-file、--tls-private-key-file:使用 https 输出 metrics 时使用的 Server 证书和秘钥;

#--use-service-account-credentials=true:

#User=k8s:使用 k8s 账户运行;

##kube-controller-manager 不对请求 https metrics 的 Client 证书进行校验,故不需要指定 --tls-ca-file 参数,而且该参数已被淘汰。

分发 systemd unit 文件到所有 master 节点:

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
      echo ">>> ${node_ip}"
      scp kube-controller-manager.service root@${node_ip}:/etc/systemd/system/
  done

kube-controller-manager 的权限

ClusteRole: system:kube-controller-manager 的权限很小,只能创建 secret、serviceaccount 等资源对象,各 controller 的权限分散到 ClusterRole system:controller:XXX 中。

需要在 kube-controller-manager 的启动参数中添加 --use-service-account-credentials=true 参数,这样 main controller 会为各 controller 创建对应的 ServiceAccount XXX-controller。

内置的 ClusterRoleBinding system:controller:XXX 将赋予各 XXX-controller ServiceAccount 对应的 ClusterRole system:controller:XXX 权限。

启动 kube-controller-manager 服务

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "mkdir -p /var/log/kubernetes && chown -R k8s /var/log/kubernetes"
    ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-controller-manager && systemctl restart kube-controller-manager"
  done

#必须先创建日志目录;

检查服务运行状态

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${MASTER_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh k8s@${node_ip} "systemctl status kube-controller-manager|grep Active"
  done

确保状态为 active (running),否则查看日志,确认原因:journalctl -u kube-controller-manager

查看输出的 metric

#注意:以下命令在 kube-controller-manager 节点上执行。

#kube-controller-manager 监听 10252 端口,接收 https 请求:

sudo netstat -lnpt|grep kube-controll
#tcp        0      0 127.0.0.1:10252         0.0.0.0:*               LISTEN      7402/kube-controlle
curl -s --cacert /etc/kubernetes/cert/ca.pem https://127.0.0.1:10252/metrics |head

输出:

# HELP ClusterRoleAggregator_adds Total number of adds handled by workqueue: ClusterRoleAggregator

# TYPE ClusterRoleAggregator_adds counter

ClusterRoleAggregator_adds 3

# HELP ClusterRoleAggregator_depth Current depth of workqueue: ClusterRoleAggregator

# TYPE ClusterRoleAggregator_depth gauge

ClusterRoleAggregator_depth 0

# HELP ClusterRoleAggregator_queue_latency How long an item stays in workqueueClusterRoleAggregator before being requested.

# TYPE ClusterRoleAggregator_queue_latency summary

ClusterRoleAggregator_queue_latency{quantile="0.5"} 19720

ClusterRoleAggregator_queue_latency{quantile="0.9"} 20032

curl --cacert CA 证书用来验证 kube-controller-manager https server 证书;

测试 kube-controller-manager 集群的高可用

查看当前的 leader

kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system  -o yaml

当前leader是dokcer110:"holderIdentity":"docker110_8065545f-9ddc-11e8-a04b-000c2931fef9"

停掉一个或两个节点的 kube-controller-manager 服务,观察其它节点的日志,看是否获取了 leader 权限。

systemctl stop kube-controller-manager

再次查看leader可见,当前的 leader 为 docker112 :"holderIdentity":"docker112_81cc39d8-9ddc-11e8-885f-000c29761448"



二进制部署k8s和Docker集群方案详细步骤【置顶】

参考:

https://www.kubernetes.org.cn/3063.html

https://www.kubernetes.org.cn/3096.html

https://github.com/opsnull/follow-me-install-kubernetes-cluster

http://www.imooc.com/article/23355

https://www.docker.com/


编辑:孙小北

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最新评论

2017-10-06

一辈子不长,只有珍惜了,才不至于后悔。

2017-10-06

懂得感恩,才能走得更远。

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