一、k8s项目架构

集群名称	IP地址	安装软件
k8s集群master01	192.168.44.80	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群master02	192.168.44.70	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群node01	192.168.44.10	kubelet kube-proxy docker
k8s集群node02	192.168.44.40	kubelet kube-proxy docker
etcd集群节点1	192.168.44.80	etcd
etcd集群节点2	192.168.44.10	etcd
etcd集群节点3	192.168.44.40	etcd
负载均衡nginx+keepalive01（master）	192.168.44.50	nginx keepalive
负载均衡nginx+keepalive02（backup）	192.168.10.60	nginx keepalive

etcd集群在企业里是单独的服务器，因为博主机器能力有限，所以做到了k8s集群中

二、二进制搭建 Kubernetes v1.20 （单master节点）

集群名称	IP地址	安装软件
k8s集群master01	192.168.44.80	kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群node01	192.168.44.10	kubelet kube-proxy docker
k8s集群node02	192.168.44.40	kubelet kube-proxy docker
etcd集群节点1	192.168.44.80	etcd
etcd集群节点2	192.168.44.10	etcd
etcd集群节点3	192.168.44.40	etcd

1.操作系统初始化配置

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

关闭selinux

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

关闭swap

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

根据规划设置主机名

hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

在master添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.44.80 master01
192.168.44.70 master02
192.168.44.40 node01
192.168.44.10 node02
EOF

调整内核参数

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOFsysctl --system                     #刷新内核参数

时间同步

vim /etc/resolv.conf
nameserver 218.2.135.1              #更改域名服务器yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

2.部署 docker引擎

所有 node 节点部署docker引擎

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
#设置阿里云镜像源
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
#安装 Docker-CE并设置为开机自动启动
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

添加自己的加速器

vi /etc/docker/daemon.json
{"registry-mirrors": [ "https://8a15142ab6504da8a767986da6e1ce1a.mirror.swr.myhuaweicloud.com" ]
}
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service 

3. etcd的概念

etcd是一个高可用的分布式键值（key-value）数据库。etcd内部采用raft协议作为一致性算法，etcd是go语言编写的。

etcd 作为服务发现系统，有以下的特点：
简单：安装配置简单，而且提供了HTTP API进行交互，使用也很简单
安全：支持SSL证书验证
快速：单实例支持每秒2k+读操作
可靠：采用raft算法，实现分布式系统数据的可用性和一致性

etcd 目前默认使用2379端口提供HTTP API服务， 2380端口和peer通信(这两个端口已经被IANA(互联网数字分配机构)官方预留给etcd)。 即etcd默认使用2379端口对外为客户端提供通讯，使用2380端口来进行服务器间内部通讯。

etcd 在生产环境中一般推荐集群方式部署。由于etcd 的leader选举机制，要求至少为3台或以上的奇数台。

准备签发证书环境（安全认证）

CFSSL 是 CloudFlare 公司开源的一款 PKI/TLS 工具。 CFSSL 包含一个命令行工具和一个用于签名、验证和捆绑 TLS 证书的 HTTP API 服务。使用Go语言编写。
CFSSL 使用配置文件生成证书，因此自签之前，需要生成它识别的 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 用来为 etcd 提供 TLS 证书，它支持签三种类型的证书：
1、client 证书，服务端连接客户端时携带的证书，用于客户端验证服务端身份，如 kube-apiserver 访问 etcd；
2、server 证书，客户端连接服务端时携带的证书，用于服务端验证客户端身份，如 etcd 对外提供服务；
3、peer 证书，相互之间连接时使用的证书，如 etcd 节点之间进行验证和通信。
这里全部都使用同一套证书认证。

4. 证书认证

在 master01 节点上操作（192.168.44.10）
准备cfssl证书生成工具

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-certinfochmod +x /usr/local/bin/cfssl*

cfssl：证书签发的工具命令
cfssljson：将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书
cfssl-certinfo：验证证书的信息
cfssl-certinfo -cert <证书名称>			#查看证书的信息

生成Etcd证书

mkdir /opt/k8s
cd /opt/k8s/

上传 etcd-cert.sh 和 etcd.sh 到 /opt/k8s/ 目录中

chmod +x etcd-cert.sh etcd.sh

配置文件说明（etcd-cert.sh）：

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
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：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；
#后续在签名证书时会使用某个 profile；此实例只有一个 www 模板。
#expiry：指定了证书的有效期，87600h 为10年，如果用默认值一年的话，证书到期后集群会立即宕掉
#signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
#key encipherment：表示使用非对称密钥加密，如 RSA 加密；
#server auth：表示client可以用该 CA 对 server 提供的证书进行验证；
#client auth：表示server可以用该 CA 对 client 提供的证书进行验证；
#注意标点符号，最后一个字段一般是没有逗号的。#-----------------------
#生成CA证书和私钥（根证书和私钥）
#特别说明： cfssl和openssl有一些区别，openssl需要先生成私钥，然后用私钥生成请求文件，最后生成签名的证书和私钥等，但是cfssl可以直接得到请求文件。
cat > ca-csr.json <<EOF
{"CN": "etcd","key": {"algo": "rsa","size": 2048},"names": [{"C": "CN","L": "Beijing","ST": "Beijing"}]
}
EOF#CN：Common Name，浏览器使用该字段验证网站或机构是否合法，一般写的是域名 
#key：指定了加密算法，一般使用rsa（size：2048）
#C：Country，国家
#ST：State，州，省
#L：Locality，地区,城市
#O: Organization Name，组织名称，公司名称
#OU: Organization Unit Name，组织单位名称，公司部门cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca#生成的文件：
#ca-key.pem：根证书私钥
#ca.pem：根证书
#ca.csr：根证书签发请求文件#cfssl gencert -initca <CSRJSON>：使用 CSRJSON 文件生成生成新的证书和私钥。如果不添加管道符号，会直接把所有证书内容输出到屏幕。
#注意：CSRJSON 文件用的是相对路径，所以 cfssl 的时候需要 csr 文件的路径下执行，也可以指定为绝对路径。
#cfssljson 将 cfssl 生成的证书（json格式）变为文件承载式证书，-bare 用于命名生成的证书文件。#-----------------------
#生成 etcd 服务器证书和私钥
cat > server-csr.json <<EOF
{"CN": "etcd","hosts": ["192.168.44.80","192.168.44.10","192.168.44.40"],"key": {"algo": "rsa","size": 2048},"names": [{"C": "CN","L": "BeiJing","ST": "BeiJing"}]
}
EOF#hosts：将所有 etcd 集群节点添加到 host 列表，需要指定所有 etcd 集群的节点 ip 或主机名不能使用网段，新增 etcd 服务器需要重新签发证书。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：服务器的证书请求文件
#server-key.pem：服务器的私钥
#server.pem：服务器的数字签名证书#-config：引用证书生成策略文件 ca-config.json
#-profile：指定证书生成策略文件中的的使用场景，比如 ca-config.json 中的 www

创建用于生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥的目录

mkdir /opt/k8s/etcd-cert
mv etcd-cert.sh etcd-cert/
cd /opt/k8s/etcd-cert/
./etcd-cert.sh			       #生成CA证书、etcd 服务器证书以及私钥

上传 etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s 目录中，启动etcd服务

cd /opt/k8s/
https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.9/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
ls etcd-v3.4.9-linux-amd64etcd就是etcd 服务的启动命令，后面可跟各种启动参数
etcdctl主要为etcd 服务提供了命令行操作

创建用于存放 etcd 配置文件，命令文件，证书的目录

mkdir -p /opt/etcd/{cfg,bin,ssl}cd /opt/k8s/etcd-v3.4.9-linux-amd64/
mv etcd etcdctl /opt/etcd/bin/
cp /opt/k8s/etcd-cert/*.pem /opt/etcd/ssl/         #把证书移到ssl目录下cd /opt/k8s/
./etcd.sh etcd01 192.168.44.80 etcd02=https://192.168.44.10:2380,etcd03=https://192.168.44.40:2380进入卡住状态等待其他节点加入，这里需要三台etcd服务同时启动，如果只启动其中一台后，服务会卡在那里，
直到集群中所有etcd节点都已启动，可忽略这个情况

etcd.sh脚本

#!/bin/bash
#example: ./etcd.sh etcd01 192.168.44.80 etcd02=https://192.168.44.10:2380,etcd03=https://192.168.44.40:2380#创建etcd配置文件/opt/etcd/cfg/etcd
ETCD_NAME=$1
ETCD_IP=$2
ETCD_CLUSTER=$3WORK_DIR=/opt/etcdcat > $WORK_DIR/cfg/etcd  <<EOF
#[Member]
ETCD_NAME="${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:成员配置
#ETCD_NAME：节点名称，集群中唯一。成员名字，集群中必须具备唯一性，如etcd01
#ETCD_DATA_DIR：数据目录。指定节点的数据存储目录，这些数据包括节点ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定-wal-dir，还会存储WAL文件；如果不指定会用缺省目录
#ETCD_LISTEN_PEER_URLS：集群通信监听地址。用于监听其他member发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口
#ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS：客户端访问监听地址。用于监听etcd客户发送信息的地址。ip为全0代表监听本机所有接口#Clustering：集群配置
#ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS：集群通告地址。其他member使用，其他member通过该地址与本member交互信息。一定要保证从其他member能可访问该地址。静态配置方式下，该参数的value一定要同时在--initial-cluster参数中存在
#ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS：客户端通告地址。etcd客户端使用，客户端通过该地址与本member交互信息。一定要保证从客户侧能可访问该地址
#ETCD_INITIAL_CLUSTER：集群节点地址。本member使用。描述集群中所有节点的信息，本member根据此信息去联系其他member
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN：集群Token。用于区分不同集群。本地如有多个集群要设为不同
#ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE：加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群。#创建etcd.service服务管理文件
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 \
--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 \
--logger=zap \
--enable-v2
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF#--enable-v2：开启 etcd v2 API 接口。当前 flannel 版本不支持 etcd v3 通信
#--logger=zap：使用 zap 日志框架。zap.Logger 是go语言中相对日志库中性能最高的
#--peer开头的配置项用于指定集群内部TLS相关证书（peer 证书），这里全部都使用同一套证书认证
#不带--peer开头的的参数是指定 etcd 服务器TLS相关证书（server 证书），这里全部都使用同一套证书认证systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl restart etcd

把etcd相关证书文件、命令文件和服务管理文件全部拷贝到另外两个etcd集群节点

scp -r /opt/etcd/ root@192.168.44.10:/opt/
scp -r /opt/etcd/ root@192.168.44.40:/opt/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.44.10:/usr/lib/systemd/system/
scp /usr/lib/systemd/system/etcd.service root@192.168.44.40:/usr/lib/systemd/system/

5. node01 节点操作（192.168.44.10）

vim /opt/etcd/cfg/etcd#[Member]
ETCD_NAME="etcd02"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.44.10:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.44.10:2379"		#修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.44.10:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.44.10:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.10.80:2380,etcd02=https://192.168.10.18:2380,etcd03=https://192.168.10.19:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

启动etcd服务

systemctl start etcd
systemctl enable etcd     ##systemctl enable --now etcd
systemctl在enable、disable、mask子命令里面增加了--now选项，可以激活同时启动服务，激活同时停止服务等。systemctl status etcd

6. node02 节点操作（192.168.44.40）

vim /opt/etcd/cfg/etcd#[Member]
ETCD_NAME="etcd03"											#修改
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.10.19:2380"			#修改
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.10.19:2379"		#修改#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.10.19:2380"		#修改
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.10.19:2379"				#修改
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.10.80:2380,etcd02=https://192.168.10.18:2380,etcd03=https://192.168.10.19:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

启动etcd服务

systemctl start etcd
systemctl enable etcd
systemctl status etcd

检查 etcd 集群中各个成员节点的健康状态

ETCDCTL_API=3   /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.44.80:2379,https://192.168.44.10:2379,https://192.168.44.40:2379" endpoint health --write-out=table

检查 etcd 集群中各个成员节点的状态

ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.44.80:2379,https://192.168.44.10:2379,https://192.168.44.40:2379" endpoint status --write-out=table------------------------------------------------------------------------------------------
--cert-file：识别HTTPS端使用SSL证书文件
--key-file：使用此SSL密钥文件标识HTTPS客户端
--ca-file：使用此CA证书验证启用https的服务器的证书
--endpoints：集群中以逗号分隔的机器地址列表
cluster-health：检查etcd集群的运行状况

查看etcd集群成员列表

ETCDCTL_API=3 /opt/etcd/bin/etcdctl --cacert=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert=/opt/etcd/ssl/server.pem --key=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.44.80:2379,https://192.168.44.10:2379,https://192.168.44.40:2379" --write-out=table member list

7.master组件签发证书

在 master01 节点上操作
上传 master.zip 和 k8s-cert.sh 到 /opt/k8s 目录中，解压 master.zip 压缩包

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

创建kubernetes工作目录

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

创建用于生成CA证书、相关组件的证书和私钥的目录

mkdir /opt/k8s/k8s-cert
mv /opt/k8s/k8s-cert.sh /opt/k8s/k8s-cert
cd /opt/k8s/k8s-cert/
./k8s-cert.sh				#生成CA证书、相关组件的证书和私钥

k8s-cert.sh脚本（IP后面的注释要删掉）

#!/bin/bash
#配置证书生成策略，让 CA 软件知道颁发有什么功能的证书，生成用来签发其他组件证书的根证书
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证书和私钥（根证书和私钥）
cat > ca-csr.json <<EOF
{"CN": "kubernetes","key": {"algo": "rsa","size": 2048},"names": [{"C": "CN","L": "Beijing","ST": "Beijing","O": "k8s","OU": "System"}]
}
EOFcfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -#-----------------------
#生成 apiserver 的证书和私钥（apiserver和其它k8s组件通信使用）
#hosts中将所有可能作为 apiserver 的 ip 添加进去，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","192.168.44.80",		#master01"192.168.44.70",		#master02"192.168.44.100",		#vip，后面 keepalived 使用"192.168.44.50",		#load balancer01（master）"192.168.44.70",		#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"}]
}
EOFcfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes apiserver-csr.json | cfssljson -bare apiserver#-----------------------
#生成 kubectl 连接集群的证书和私钥，具有admin权限
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"}]
}
EOFcfssl 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 的证书和私钥
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"}]
}
EOFcfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

ls *pem

复制CA证书、apiserver相关证书和私钥到 kubernetes工作目录的 ssl 子目录中

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

上传 kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 到 /opt/k8s/ 目录中，解压 kubernetes 压缩包
下载地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/release-1.20/CHANGELOG/CHANGELOG-1.20.md
注：打开链接你会发现里面有很多包，下载一个server包就够了，包含了Master和Worker Node二进制文件。

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

复制master组件的关键命令文件到 kubernetes工作目录的 bin 子目录中

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

创建 bootstrap token 认证文件，apiserver 启动时会调用，然后就相当于在集群内创建了一个这个用户，接下来就可以用 RBAC 给他授权

cd /opt/k8s/

用于在 kubelet（运行在集群中每个节点上的组件）加入集群时进行身份认证

vim token.sh#!/bin/bash
#获取随机数前16个字节内容，以十六进制格式输出，并删除其中空格
BOOTSTRAP_TOKEN=$(head -c 16 /dev/urandom | od -An -t x | tr -d ' ') 
#生成 token.csv 文件，按照 Token序列号,用户名,UID,用户组 的格式生成
cat > /opt/kubernetes/cfg/token.csv <<EOF
${BOOTSTRAP_TOKEN},kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
EOF

二进制文件、token、证书都准备好后，开启 apiserver 服务

cd /opt/k8s/
chmod +x *.sh
./apiserver.sh 192.168.44.80 https://192.168.44.80:2379,https://192.168.44.10:2379,https://192.168.44.40:2379

apiserver.sh脚本

#!/bin/bash
#example: apiserver.sh 192.168.44.80 https://192.168.44.80:2379,https://192.168.44.10:2379,https://192.168.44.40:2379
#创建 kube-apiserver 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1
ETCD_SERVERS=$2cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver <<EOF
KUBE_APISERVER_OPTS="--logtostderr=false  \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--etcd-servers=${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 \\
--enable-bootstrap-token-auth=true \\
--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv \\
--service-node-port-range=30000-50000 \\
--kubelet-client-certificate=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\
--kubelet-client-key=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--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 \\
--service-account-issuer=api \\
--service-account-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem \\
--etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem \\
--etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \\
--requestheader-client-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--proxy-client-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver.pem \\
--proxy-client-key-file=/opt/kubernetes/ssl/apiserver-key.pem \\
--requestheader-allowed-names=kubernetes \\
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- \\
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group \\
--requestheader-username-headers=X-Remote-User \\
--enable-aggregator-routing=true \\
--audit-log-maxage=30 \\
--audit-log-maxbackup=3 \\
--audit-log-maxsize=100 \\
--audit-log-path=/opt/kubernetes/logs/k8s-audit.log"
EOF#--logtostderr=true：启用日志。输出日志到标准错误控制台，不输出到文件
#--v=4：日志等级。指定输出日志的级别，v=4为调试级别详细输出
#--etcd-servers：etcd集群地址。指定etcd服务器列表（格式：//ip:port），逗号分隔
#--bind-address：监听地址。指定 HTTPS 安全接口的监听地址，默认值0.0.0.0
#--secure-port：https安全端口。指定 HTTPS 安全接口的监听端口，默认值6443
#--advertise-address：集群通告地址。通过该 ip 地址向集群其他节点公布 api server 的信息，必须能够被其他节点访问
#--allow-privileged=true：启用授权。允许拥有系统特权的容器运行，默认值false
#--service-cluster-ip-range：Service虚拟IP地址段。指定 Service Cluster IP 地址段
#--enable-admission-plugins：准入控制模块。kuberneres集群的准入控制机制，各控制模块以插件的形式依次生效，集群时必须包含ServiceAccount，运行在认证（Authentication）、授权（Authorization）之后，Admission Control是权限认证链上的最后一环， 对请求API资源对象进行修改和校验
#--authorization-mode：认证授权，启用RBAC授权和节点自管理。在安全端口使用RBAC,Node授权模式，未通过授权的请求拒绝，默认值AlwaysAllow。RBAC是用户通过角色与权限进行关联的模式；Node模式（节点授权）是一种特殊用途的授权模式，专门授权由kubelet发出的API请求，在进行认证时，先通过用户名、用户分组验证是否是集群中的Node节点，只有是Node节点的请求才能使用Node模式授权
#--enable-bootstrap-token-auth：启用TLS bootstrap机制。在apiserver上启用Bootstrap Token 认证
#--token-auth-file=/opt/kubernetes/cfg/token.csv：指定bootstrap token认证文件路径
#--service-node-port-range：指定 Service  NodePort 的端口范围，默认值30000-32767
#–-kubelet-client-xxx：apiserver访问kubelet客户端证书
#--tls-xxx-file：apiserver https证书
#1.20版本必须加的参数：–-service-account-issuer，–-service-account-signing-key-file
#--etcd-xxxfile：连接Etcd集群证书
#–-audit-log-xxx：审计日志
#启动聚合层相关配置：–requestheader-client-ca-file，–proxy-client-cert-file，–proxy-client-key-file，–requestheader-allowed-names，–requestheader-extra-headers-prefix，–requestheader-group-headers，–requestheader-username-headers，–enable-aggregator-routing#创建 kube-apiserver.service 服务管理文件
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
EOFsystemctl daemon-reload
systemctl enable kube-apiserver
systemctl restart kube-apiserver

检查进程是否启动成功

ps aux | grep kube-apiserver
netstat -natp | grep 6443

启动 scheduler 服务

cd /opt/k8s/
chmod +x *.sh
./scheduler.sh
ps aux | grep kube-scheduler

scheduler.sh脚本

#!/bin/bash
##创建 kube-scheduler 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler <<EOF
KUBE_SCHEDULER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig \\
--bind-address=127.0.0.1"
EOF#-–kubeconfig：连接 apiserver 用的配置文件，用于识别 k8s 集群
#--leader-elect=true：当该组件启动多个时，自动启动 leader 选举
#k8s中Controller-Manager和Scheduler的选主逻辑：k8s中的etcd是整个集群所有状态信息的存储，涉及数据的读写和多个etcd之间数据的同步，对数据的一致性要求严格，所以使用较复杂的 raft 算法来选择用于提交数据的主节点。而 apiserver 作为集群入口，本身是无状态的web服务器，多个 apiserver 服务之间直接负载请求并不需要做选主。Controller-Manager 和 Scheduler 作为任务类型的组件，比如 controller-manager 内置的 k8s 各种资源对象的控制器实时的 watch apiserver 获取对象最新的变化事件做期望状态和实际状态调整，调度器watch未绑定节点的pod做节点选择，显然多个这些任务同时工作是完全没有必要的，所以 controller-manager 和 scheduler 也是需要选主的，但是选主逻辑和 etcd 不一样的，这里只需要保证从多个 controller-manager 和 scheduler 之间选出一个 leader 进入工作状态即可，而无需考虑它们之间的数据一致和同步。##生成kube-scheduler证书
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#创建证书请求文件
cat > kube-scheduler-csr.json << EOF
{"CN": "system:kube-scheduler","hosts": [],"key": {"algo": "rsa","size": 2048},"names": [{"C": "CN","L": "BeiJing","ST": "BeiJing","O": "system:masters","OU": "System"}]
}
EOF#生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-scheduler-csr.json | cfssljson -bare kube-scheduler#生成kubeconfig文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.44.80:6443"kubectl config set-cluster kubernetes \--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \--embed-certs=true \--server=${KUBE_APISERVER} \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-scheduler \--client-certificate=./kube-scheduler.pem \--client-key=./kube-scheduler-key.pem \--embed-certs=true \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \--cluster=kubernetes \--user=kube-scheduler \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}##创建 kube-scheduler.service 服务管理文件
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
EOFsystemctl daemon-reload
systemctl enable kube-scheduler
systemctl restart kube-scheduler

启动 controller-manager 服务

chmod +x *.sh
./controller-manager.sh
ps aux | grep kube-controller-manager

controller-manager.sh脚本

#!/bin/bash
##创建 kube-controller-manager 启动参数配置文件
MASTER_ADDRESS=$1cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager <<EOF
KUBE_CONTROLLER_MANAGER_OPTS="--logtostderr=false \\
--v=2 \\
--log-dir=/opt/kubernetes/logs \\
--leader-elect=true \\
--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig \\
--bind-address=127.0.0.1 \\
--allocate-node-cidrs=true \\
--cluster-cidr=10.244.0.0/16 \\
--service-cluster-ip-range=10.0.0.0/24 \\
--cluster-signing-cert-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--cluster-signing-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem  \\
--root-ca-file=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \\
--service-account-private-key-file=/opt/kubernetes/ssl/ca-key.pem \\
--cluster-signing-duration=87600h0m0s"
EOF#––leader-elect：当该组件启动多个时，自动选举（HA）
#-–kubeconfig：连接 apiserver 用的配置文件，用于识别 k8s 集群
#--cluster-signing-cert-file/–-cluster-signing-key-file：自动为kubelet颁发证书的CA，与apiserver保持一致。指定签名的CA机构根证书，用来签名为 TLS BootStrapping 创建的证书和私钥
#--root-ca-file：指定根CA证书文件路径，用来对 kube-apiserver 证书进行校验，指定该参数后，才会在 Pod 容器的 ServiceAccount 中放置该 CA 证书文件
#--experimental-cluster-signing-duration：设置为 TLS BootStrapping 签署的证书有效时间为10年，默认为1年##生成kube-controller-manager证书
cd /opt/k8s/k8s-cert/
#创建证书请求文件
cat > kube-controller-manager-csr.json << EOF
{"CN": "system:kube-controller-manager","hosts": [],"key": {"algo": "rsa","size": 2048},"names": [{"C": "CN","L": "BeiJing", "ST": "BeiJing","O": "system:masters","OU": "System"}]
}
EOF#生成证书
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-controller-manager-csr.json | cfssljson -bare kube-controller-manager#生成kubeconfig文件
KUBE_CONFIG="/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager.kubeconfig"
KUBE_APISERVER="https://192.168.44.80:6443"kubectl config set-cluster kubernetes \--certificate-authority=/opt/kubernetes/ssl/ca.pem \--embed-certs=true \--server=${KUBE_APISERVER} \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-credentials kube-controller-manager \--client-certificate=./kube-controller-manager.pem \--client-key=./kube-controller-manager-key.pem \--embed-certs=true \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config set-context default \--cluster=kubernetes \--user=kube-controller-manager \--kubeconfig=${KUBE_CONFIG}
kubectl config use-context default --kubeconfig=${KUBE_CONFIG}##创建 kube-controller-manager.service 服务管理文件
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
EOFsystemctl daemon-reload
systemctl enable kube-controller-manager
systemctl restart kube-controller-manager

生成kubectl连接集群的kubeconfig文件

chmod +x *.sh
./admin.sh

admin.sh脚本（同样注意路径和IP）

#!/bin/bash
mkdir /root/.kube
KUBE_CONFIG="/root/.kube/config"
KUBE_APISERVER="https://192.168.44.80:6443"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}

通过kubectl工具查看当前集群组件状态

kubectl get cs

查看版本信息

kubectl version

三、总结

Etcd安装步骤：

1.准备ca证书和私钥文件，ca证书签发服务端证书和私钥文件
2.使用ca证书，服务端证书和私钥文件加上Etcd集群的配置文件去启动Etcd服务
3.复制Etcd工作目录和管理文件到另外几个节点上，修改Etcd集群配置文件并且启动Etcd服务
4.使用V3版本的接口执行Etcdctl和证书选项查看Etcd集群和节点状态

master组件安装步骤：

1.先安装API server，准备组件的相关证书和私钥文件，准备bootstarp token认证文件（kubectl启动要使用签发的证书），准备启动配置文件，启动API server服务端口 6443
2.启动controller-manager和scheduler，准备启动配置文件，准备证书和私钥文件生成kubeconfig文件（用于指定对接哪个API server，使用的证书路径，启动服务）
3.检查集群组件状态，需要准备kubeconfig文件把kubectl加入到集群中（用于指定对接哪个API server，使用的证书路径），kubectl get cs