Kubernetes V1.15 二进制部署集群

1. 架构篇

1.1 kubernetes 架构说明

1.2 Flannel网络架构图

集群功能各模块功能描述：
Master节点：
Master节点上面主要由四个模块组成，APIServer，schedule,controller-manager,etcd
APIServer: APIServer负责对外提供RESTful的kubernetes API的服务，它是系统管理指令的统一接口，任何对资源的增删该查都要交给APIServer处理后再交给etcd，如图，kubectl(kubernetes提供的客户端工具，该工具内部是对kubernetes API的调用）是直接和APIServer交互的。
schedule: schedule负责调度Pod到合适的Node上，如果把scheduler看成一个黑匣子，那么它的输入是pod和由多个Node组成的列表，输出是Pod和一个Node的绑定。 kubernetes目前提供了调度算法，同样也保留了接口。用户根据自己的需求定义自己的调度算法。
controller manager: 如果APIServer做的是前台的工作的话，那么controller manager就是负责后台的。每一个资源都对应一个控制器。而control manager就是负责管理这些控制器的，比如我们通过APIServer创建了一个Pod，当这个Pod创建成功后，APIServer的任务就算完成了。
etcd：etcd是一个高可用的键值存储系统，kubernetes使用它来存储各个资源的状态，从而实现了Restful的API。

Node节点：
每个Node节点主要由三个模板组成：kublet, kube-proxy
kube-proxy: 该模块实现了kubernetes中的服务发现和反向代理功能。kube-proxy支持TCP和UDP连接转发，默认基Round Robin算法将客户端流量转发到与service对应的一组后端pod。服务发现方面，kube-proxy使用etcd的watch机制监控集群中service和endpoint对象数据的动态变化，并且维护一个service到endpoint的映射关系，从而保证了后端pod的IP变化不会对访问者造成影响，另外，kube-proxy还支持session affinity。
kublet：kublet是Master在每个Node节点上面的agent，是Node节点上面最重要的模块，它负责维护和管理该Node上的所有容器，但是如果容器不是通过kubernetes创建的，它并不会管理。本质上，它负责使Pod的运行状态与期望的状态一致。

1.3 Kubernetes工作流程

2. 环境说明

2.1 部署节点说明

2.2 操作系统环境

# 三台机器相同
[root@k8s-1 /root] master
# uname  -r
3.10.0-957.el7.x86_64

[root@k8s-1 /root] master
# cat  /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

[root@k8s-1 /root] master
# sestatus
SELinux status:                 disabled

2.3 软件包版本

3. Kubernetes 安装及配置

3.1 初始化环境

3.1.1 设置关闭防火墙及SELINUX

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
setenforce 0
vi /etc/selinux/config
SELINUX=disabled

3.1.2 关闭swap

swapoff -a && sysctl -w vm.swappiness=0
sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

3.1.3 设置Docker所需参数

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0
vm.overcommit_memory=1
vm.panic_on_oom=0
fs.inotify.max_user_watches=89100
fs.file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
EOF
sysctl -p  /etc/sysctl.d/kubernetes.conf 

3.1.4 安装 Docker

# 配置yum源
cd  /etc/yum.repo.d/
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum clean all ;yum  repolist -y

# 安装docker ，版本 18.06.2
yum  install  docker-ce-18.06.2.ce-3.el7 -y

# 启动
systemctl start docker && systemctl enable docker

3.1.5 创建相关目录

# 创建安装包存储目录
mkdir  /data/{install,ssl_config} -p
mkdir /data/ssl_config/{etcd,kubernetes}  -p

# 创建安装目录
mkdir /cloud/k8s/etcd/{bin,cfg,ssl} -p
mkdir /cloud/k8s/kubernetes/{bin,cfg,ssl} -p

3.1.6 SSH 互信配置

ssh-keygen
ssh-copy-id  k8s-1
ssh-copy-id  k8s-2
ssh-copy-id  k8s-3

3.1.7 添加 PATH 变量

vi /etc/profile
export PATH=$PATH:/cloud/k8s/etcd/bin/:/cloud/k8s/kubernetes/bin/

3.2 创建ssl证书

3.2.1 安装及配置CFSSL

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

3.2.2 创建 ETCD 相关证书

以下操作均在/data/ssl_config/etcd/目录中
etcd证书ca配置

cd /data/ssl_config/etcd/

cat << EOF | tee ca-config.json
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
EOF

创建 ETCD CA 配置文件

cat << EOF | tee ca-csr.json
{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}
EOF

创建 ETCD Server 证书

cat << EOF | tee server-csr.json
{
    "CN