一、概述
在前面我的文章里或者網上其它資料講高可用方案，基本上大多數使用Keepalived VIP的方案，但是這種方案并不是最佳的，還有更優的高可用方案，下面將詳細介紹。
二、架構
image.png
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三、開始部署
1）節點信息
image.png
2）前期準備（所有節點）
1、配置hosts
192.168.182.110 local-168-182-110
192.168.182.111 local-168-182-111
192.168.182.112 local-168-182-112
192.168.182.113 local-168-182-113
192.168.182.130 local-168-182-130
2、配置互信
# 直接一直回車就行
ssh-keygen
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@local-168-182-110
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@local-168-182-111
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@local-168-182-112
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@local-168-182-113
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@local-168-182-130
3、時間同步
yum install chrony -y
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
systemctl status chronyd
chronyc sources
4、關閉防火墻
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
5、禁用SELinux
# 臨時關閉
setenforce 0
# 永久禁用
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
6、關閉swap
# 臨時關閉；關閉swap主要是為了性能考慮
swapoff -a
# 可以通過這個命令查看swap是否關閉了
free
# 永久關閉
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
7、設置bridge-nf-call-iptables
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter
# 設置所需的 sysctl 參數，參數在重新啟動后保持不變
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF
# 應用 sysctl 參數而不重新啟動
sudo sysctl --system
3）安裝容器docker（所有節點
# 配置yum源
cd /etc/yum.repos.d ; mkdir bak; mv CentOS-Linux-* bak/
# centos7
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
# 安裝yum-config-manager配置工具
yum -y install yum-utils
# 設置yum源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安裝docker-ce版本
yum install -y docker-ce
# 啟動并設置開機自啟
# 設置為開機自啟并現在立刻啟動服務 --now：立刻啟動服務
systemctl enable --now docker
# 查看版本號
docker --version
# 查看版本具體信息
docker version
# Docker鏡像源設置
# 修改文件 /etc/docker/daemon.json，沒有這個文件就創建
# 配置docker cgroup 驅動程序systemd
# 添加以下內容后，重啟docker服務：
cat >/etc/docker/daemon.json<<EOF
{
"registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
# 加載
systemctl restart docker
# 查看
systemctl status docker
4）配置k8s yum源（所有節點）
cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[k8s]
name=k8s
enabled=1
gpgcheck=0
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
EOF
5）開始安裝kubeadm，kubelet和kubectl（所有節點）
# 查找所有的版本，這里選擇1.23.x版本
yum --showduplicates list kubelet
# disableexcludes=kubernetes：禁掉除了這個kubernetes之外的別的倉庫
yum install -y kubelet-1.23.6 kubeadm-1.23.6 kubectl-1.23.6 --disableexcludes=kubernetes
# 設置為開機自啟并現在立刻啟動服務 --now：立刻啟動服務
systemctl enable --now kubelet
# 查看狀態，這里需要等待一段時間再查看服務狀態，啟動會有點慢
systemctl status kubelet
# 查看版本
kubectl version
yum info kubeadm
6）使用 kubeadm 初始化集群（第一個master節點）
最好提前把鏡像下載好，這樣安裝快
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.23.6
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.23.6
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.23.6
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.23.6
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.6
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.1-0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6
集群初始化
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.182.110 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.23.6 \
--control-plane-endpoint=192.168.182.110 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--v=5
# –image-repository string： 這個用于指定從什么位置來拉取鏡像（1.13版本才有的），默認值是k8s.gcr.io，我們將其指定為國內鏡像地址：registry.aliyuncs.com/google_containers
# –kubernetes-version string： 指定kubenets版本號，默認值是stable-1，會導致從https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt下載最新的版本號，我們可以將其指定為固定版本（v1.22.1）來跳過網絡請求。
# –apiserver-advertise-address 指明用 Master 的哪個 interface 與 Cluster 的其他節點通信。如果 Master 有多個 interface，建議明確指定，如果不指定，kubeadm 會自動選擇有默認網關的 interface。這里的ip為master節點ip，記得更換。
# –pod-network-cidr 指定 Pod 網絡的范圍。Kubernetes 支持多種網絡方案，而且不同網絡方案對 –pod-network-cidr有自己的要求，這里設置為10.244.0.0/16 是因為我們將使用 flannel 網絡方案，必須設置成這個 CIDR。
# --control-plane-endpoint cluster-endpoint 是映射到該 IP 的自定義 DNS 名稱，這里配置hosts映射：127.0.0.1 cluster-endpoint。 這將允許你將 --control-plane-endpoint=cluster-endpoint 傳遞給 kubeadm init，并將相同的 DNS 名稱傳遞給 kubeadm join。 稍后你可以修改 cluster-endpoint 以指向高可用性方案中的負載均衡器的地址。
image.png
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
查看節點信息
kubectl get nodes
image.png
發現節點是NotReady狀態，查看日志是因為沒有裝CNI網絡插件，接下來就開始安裝Calico 網絡插件，當然也可以選擇其它網絡插件。
7）安裝Calico網絡插件
wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
kubectl apply -f calico.yaml
# 查看
kubectl get all -n kube-system|grep calico
# 等calico pod都正常了，再查看節點狀態
kubectl get pods -A
kubectl get nodes
image.png
8）配置IPVS（所有節點）
1、加載ip_vs相關內核模塊
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
所有節點驗證開啟了ipvs：
lsmod |grep ip_vs
2、安裝ipvsadm工具
yum install ipset ipvsadm -y
3、編輯kube-proxy配置文件，mode修改成ipvs
kubectl edit configmap -n kube-system kube-proxy
4、重啟kube-proxy
# 先查看
kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy
# 再delete讓它自拉起
kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy |awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'
# 再查看
kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy
9）master節點加入集群
【問題】
One or more conditions for hosting a new control plane instance is not satisfied. unable to add a new control plane instance to a cluster that doesn't have a stable controlPlaneEndpoint address
【解決】添加如下配置：
# controlPlaneEndpoint: 192.192.168.110
kubectl edit cm kubeadm-config -n kube-system
image.png
開始執行下面的命令將master節點加入集群
# 在第一個master節點上執行以下獲取執行命令
# 證如果過期了，可以使用下面命令生成新證書上傳，這里會打印出certificate key，后面會用到
CERT_KEY=`kubeadm init phase upload-certs --upload-certs|tail -1`
# 其中 --ttl=0 表示生成的 token 永不失效. 如果不帶 --ttl 參數, 那么默認有效時間為24小時. 在24小時內, 可以無數量限制添加 worker.
echo `kubeadm token create --print-join-command --ttl=0` " --control-plane --certificate-key $CERT_KEY --v=5"
# 拿到上面打印的命令在需要添加的節點上執行
# --control-plane 標志通知 kubeadm join 創建一個新的控制平面。加入master必須加這個標記
# --certificate-key ... 將導致從集群中的 kubeadm-certs Secret 下載控制平面證書并使用給定的密鑰進行解密。這里的值就是上面這個命令（kubeadm init phase upload-certs --upload-certs）打印出的key。
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
等網絡插件自動安裝完后，再查看節點狀態
kubectl get nodes
image.png
10）修改master節點指向自己apiserver
1、修改配置
cd /etc/kubernetes
# 修改/etc/kubernetes/admin.conf，/etc/kubernetes/kubelet.conf文件中的server ip改成127.0.0.1
vi /etc/kubernetes/admin.conf
vi /etc/kubernetes/kubelet.conf
# 覆蓋配置
cp /etc/kubernetes/admin.conf ~/.kube/config
2、刪除舊的證書,生成新證書
cd /etc/kubernetes/pki
# 先備份
mv apiserver.key apiserver.key.bak
mv apiserver.crt apiserver.crt.bak
# 使用如下命令生成，分別在三個master節點上執行
kubeadm init phase certs apiserver --apiserver-advertise-address 192.168.182.110 --apiserver-cert-extra-sans "127.0.0.1,10.1.0.1"
kubeadm init phase certs apiserver --apiserver-advertise-address 192.168.182.113 --apiserver-cert-extra-sans "127.0.0.1,10.1.0.1"
kubeadm init phase certs apiserver --apiserver-advertise-address 192.168.182.130 --apiserver-cert-extra-sans "127.0.0.1,10.1.0.1"
# --apiserver-cert-extra-sans "127.0.0.1"：設置了這個，之后加入節點驗證證書階段就不會報錯了。
3、修改apiserver
kubectl -n kube-system edit cm kubeadm-config -o yaml
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4、修改kube-prxoy配置
kubectl edit cm kube-proxy -oyaml -n kube-system
image.png
重啟
kubectl delete pod -n kube-system `kubectl get pods -n kube-system|grep kube-proxy|awk '{print $1}'`
5、重啟docker和kubelet
systemctl restart docker kubelet
11）node節點上安裝nginx
這里使用nginx四層代理
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
yum makecache
yum install epel-release
yum -y install nginx
yum -y install nginx-all-modules.noarch
配置nginx，在nginx.conf添加如下配置：
stream { #實現四層代理功能
upstream kube_apiserver { #定義集群，kube_apiserver是集群名稱，可自行定義
least_conn;# 默認調度策略是輪詢，在輪詢中，如果服務器down掉了，會自動剔除該服務器。
server local-168-182-110:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s; #集群組是三臺服務器k8s apiserver組成
server local-168-182-113:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server local-168-182-130:6443 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}
server { #定義一個服務
listen 127.0.0.1:6443; #需要監聽的端口
proxy_pass kube_apiserver; #調用集群
proxy_connect_timeout 10s; # 連接超時時間
proxy_timeout 300s; # 端口保持時間
}
}
12）node節點加入集群
# 在第一個master節點上執行以下獲取執行命令
# 證如果過期了，可以使用下面命令生成新證書上傳，這里會打印出certificate key，后面會用到
CERT_KEY=`kubeadm init phase upload-certs --upload-certs|tail -1`
# 其中 --ttl=0 表示生成的 token 永不失效. 如果不帶 --ttl 參數, 那么默認有效時間為24小時. 在24小時內, 可以無數量限制添加 worker.
echo `kubeadm token create --print-join-command --ttl=0` " --certificate-key $CERT_KEY --v=5"
# 示例如下：
kubeadm join 127.0.0.1:6443 --token esczfh.6ckynzi6wfj8jhnk --discovery-token-ca-cert-hash sha256:bc8fb85184ed235b88afdba38f0a17976d353abb10d0739d25df452745d1eed8 --certificate-key a126867ad4d91721f157660df77cdea7862ebda8371280c3025c4cc45c23b85f --v=5
image.png
修改/etc/kubernetes/kubelet.conf配置
image.png
systemctl restart kubelet
等網絡插件自動安裝完后，再查看節點狀態
kubectl get nodes
kubectl get pods -A
image.png
13）卸載
kubeadm reset
rm -rf /etc/kubernetes/*
rm -fr ~/.kube
rm -fr /var/lib/etcd
四、高可用故障模式測試
1）master節點故障模擬（一個master故障）
# 關機192.168.182.110
showdown -h now
# 在其它master節點上查看節點狀態
kubectl get nodes
image.png
2）master節點故障模擬（兩個master故障）
# 關機192.168.182.113
showdown -h now
# 在其它master節點上查看節點狀態
kubectl get nodes
image.png
無VIP穩定性更強的k8s高可用方案講解就先到這里了，也是我們目前生成環境中使用的方案，小伙伴有任何疑問，歡迎給我留言，后續會持續更新【云原生+大數據】相關的文章，請小伙伴耐心等待~
