• 部署node节点
    • 目录和文件
    • 配置Docker
      • 启动docker
    • 安装和配置kubelet
      • 下载最新的kubelet和kube-proxy二进制文件
      • 创建kubelet的service配置文件
      • 启动kublet
      • 通过kublet的TLS证书请求
    • 配置 kube-proxy
      • 启动 kube-proxy
    • 验证测试
    • 参考

    部署node节点

    Kubernetes node节点包含如下组件：

    • Flanneld：参考我之前写的文章Kubernetes基于Flannel的网络配置，之前没有配置TLS，现在需要在service配置文件中增加TLS配置，安装过程请参考上一节安装flannel网络插件。
    • Docker1.12.5：docker的安装很简单，这里也不说了，但是需要注意docker的配置。
    • kubelet：直接用二进制文件安装
    • kube-proxy：直接用二进制文件安装

    注意：每台 node 上都需要安装 flannel，master 节点上可以不安装。

    步骤简介

    1. 确认在上一步中我们安装配置的网络插件flannel已启动且运行正常
    2. 安装配置docker后启动
    3. 安装配置kubelet、kube-proxy后启动
    4. 验证

    目录和文件

    我们再检查一下三个节点上，经过前几步操作我们已经创建了如下的证书和配置文件。

    1. $ ls /etc/kubernetes/ssl
    2. admin-key.pem  admin.pem  ca-key.pem  ca.pem  kube-proxy-key.pem  kube-proxy.pem  kubernetes-key.pem  kubernetes.pem
    3. $ ls /etc/kubernetes/
    4. apiserver  bootstrap.kubeconfig  config  controller-manager  kubelet  kube-proxy.kubeconfig  proxy  scheduler  ssl  token.csv

    配置Docker

    如果您使用yum的方式安装的flannel则不需要执行mk-docker-opts.sh文件这一步，参考Flannel官方文档中的Docker Integration。

    如果你不是使用yum安装的flannel，那么需要下载flannel github release中的tar包，解压后会获得一个mk-docker-opts.sh文件，到flannel release页面下载对应版本的安装包，该脚本见mk-docker-opts.sh，因为我们使用yum安装所以不需要执行这一步。

    这个文件是用来Generate Docker daemon options based on flannel env file。

    使用systemctl命令启动flanneld后，会自动执行./mk-docker-opts.sh -i生成如下两个文件环境变量文件：

    • /run/flannel/subnet.env
    1. FLANNEL_NETWORK=172.30.0.0/16
    2. FLANNEL_SUBNET=172.30.46.1/24
    3. FLANNEL_MTU=1450
    4. FLANNEL_IPMASQ=false
    • /run/docker_opts.env
    1. DOCKER_OPT_BIP="--bip=172.30.46.1/24"
    2. DOCKER_OPT_IPMASQ="--ip-masq=true"
    3. DOCKER_OPT_MTU="--mtu=1450"

    Docker将会读取这两个环境变量文件作为容器启动参数。

    注意：不论您用什么方式安装的flannel，下面这一步是必不可少的。

    yum方式安装的flannel

    修改docker的配置文件/usr/lib/systemd/system/docker.service，增加一条环境变量配置：

    1. EnvironmentFile=-/run/flannel/docker

    /run/flannel/docker文件是flannel启动后自动生成的，其中包含了docker启动时需要的参数。

    二进制方式安装的flannel

    修改docker的配置文件/usr/lib/systemd/system/docker.service，增加如下几条环境变量配置：

    1. EnvironmentFile=-/run/docker_opts.env
    2. EnvironmentFile=-/run/flannel/subnet.env

    这两个文件是mk-docker-opts.sh脚本生成环境变量文件默认的保存位置，docker启动的时候需要加载这几个配置文件才可以加入到flannel创建的虚拟网络里。

    所以不论您使用何种方式安装的flannel，将以下配置加入到docker.service中可确保万无一失。

    1. EnvironmentFile=-/run/flannel/docker
    2. EnvironmentFile=-/run/docker_opts.env
    3. EnvironmentFile=-/run/flannel/subnet.env
    4. EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker
    5. EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-storage
    6. EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/docker-network
    7. EnvironmentFile=-/run/docker_opts.env

    请参考docker.service中的配置。

    启动docker

    重启了docker后还要重启kubelet，这时又遇到问题，kubelet启动失败。报错：

    1. Mar 31 16:44:41 test-002.jimmysong.io kubelet[81047]: error: failed to run Kubelet: failed to create kubelet: misconfiguration: kubelet cgroup driver: "cgroupfs" is different from docker cgroup driver: "systemd"

    这是kubelet与docker的cgroup driver不一致导致的，kubelet启动的时候有个—cgroup-driver参数可以指定为”cgroupfs”或者“systemd”。

    1. --cgroup-driver string                                    Driver that the kubelet uses to manipulate cgroups on the host.  Possible values: 'cgroupfs', 'systemd' (default "cgroupfs")

    配置docker的service配置文件/usr/lib/systemd/system/docker.service，设置ExecStart中的--exec-opt native.cgroupdriver=systemd。

    安装和配置kubelet

    kubernets1.8

    相对于kubernetes1.6集群必须进行的配置有：

    对于kuberentes1.8集群，必须关闭swap，否则kubelet启动将失败。

    修改/etc/fstab将，swap系统注释掉。

    kubelet 启动时向 kube-apiserver 发送 TLS bootstrapping 请求，需要先将 bootstrap token 文件中的 kubelet-bootstrap 用户赋予 system:node-bootstrapper cluster 角色(role)，然后 kubelet 才能有权限创建认证请求(certificate signing requests)：

    1. cd /etc/kubernetes
    2. kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
    3.   --clusterrole=system:node-bootstrapper \
    4.   --user=kubelet-bootstrap
    • --user=kubelet-bootstrap 是在 /etc/kubernetes/token.csv 文件中指定的用户名，同时也写入了 /etc/kubernetes/bootstrap.kubeconfig 文件；

    kubelet 通过认证后向 kube-apiserver 发送 register node 请求，需要先将 kubelet-nodes 用户赋予 system:node cluster角色(role) 和 system:nodes 组(group)，然后 kubelet 才能有权限创建节点请求：

    1. kubectl create clusterrolebinding kubelet-nodes \
    2.   --clusterrole=system:node \
    3.   --group=system:nodes

    下载最新的kubelet和kube-proxy二进制文件

    注意请下载对应的Kubernetes版本的安装包。

    1. wget https://dl.k8s.io/v1.6.0/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
    2. tar -xzvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
    3. cd kubernetes
    4. tar -xzvf  kubernetes-src.tar.gz
    5. cp -r ./server/bin/{kube-proxy,kubelet} /usr/local/bin/

    创建kubelet的service配置文件

    文件位置/usr/lib/systemd/system/kubelet.service。

    1. [Unit]
    2. Description=Kubernetes Kubelet Server
    3. Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
    4. After=docker.service
    5. Requires=docker.service
    7. [Service]
    8. WorkingDirectory=/var/lib/kubelet
    9. EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config
    10. EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/kubelet
    11. ExecStart=/usr/local/bin/kubelet \
    12.             $KUBE_LOGTOSTDERR \
    13.             $KUBE_LOG_LEVEL \
    14.             $KUBELET_API_SERVER \
    15.             $KUBELET_ADDRESS \
    16.             $KUBELET_PORT \
    17.             $KUBELET_HOSTNAME \
    18.             $KUBE_ALLOW_PRIV \
    19.             $KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER \
    20.             $KUBELET_ARGS
    21. Restart=on-failure
    23. [Install]
    24. WantedBy=multi-user.target

    kubelet的配置文件/etc/kubernetes/kubelet。其中的IP地址更改为你的每台node节点的IP地址。

    注意：在启动kubelet之前，需要先手动创建/var/lib/kubelet目录。

    下面是kubelet的配置文件/etc/kubernetes/kubelet:

    kubernetes1.8

    相对于kubenrete1.6的配置变动：

    • 对于kuberentes1.8集群中的kubelet配置，取消了KUBELET_API_SERVER的配置，而改用kubeconfig文件来定义master地址，所以请注释掉KUBELET_API_SERVER配置。
    1. ###
    2. ## kubernetes kubelet (minion) config
    3. #
    4. ## The address for the info server to serve on (set to 0.0.0.0 or "" for all interfaces)
    5. KUBELET_ADDRESS="--address=172.20.0.113"
    6. #
    7. ## The port for the info server to serve on
    8. #KUBELET_PORT="--port=10250"
    9. #
    10. ## You may leave this blank to use the actual hostname
    11. KUBELET_HOSTNAME="--hostname-override=172.20.0.113"
    12. #
    13. ## location of the api-server
    14. ## COMMENT THIS ON KUBERNETES 1.8+
    15. KUBELET_API_SERVER="--api-servers=http://172.20.0.113:8080"
    16. #
    17. ## pod infrastructure container
    18. KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=jimmysong/pause-amd64:3.0"
    19. #
    20. ## Add your own!
    21. KUBELET_ARGS="--cgroup-driver=systemd --cluster-dns=10.254.0.2 --experimental-bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap.kubeconfig --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig --require-kubeconfig --cert-dir=/etc/kubernetes/ssl --cluster-domain=cluster.local --hairpin-mode promiscuous-bridge --serialize-image-pulls=false"
    • 如果使用systemd方式启动，则需要额外增加两个参数--runtime-cgroups=/systemd/system.slice --kubelet-cgroups=/systemd/system.slice
    • --experimental-bootstrap-kubeconfig 在1.9版本已经变成了--bootstrap-kubeconfig
    • --address 不能设置为 127.0.0.1，否则后续 Pods 访问 kubelet 的 API 接口时会失败，因为 Pods 访问的 127.0.0.1 指向自己而不是 kubelet；
    • 如果设置了 --hostname-override 选项，则 kube-proxy 也需要设置该选项，否则会出现找不到 Node 的情况；
    • "--cgroup-driver 配置成 systemd，不要使用cgroup，否则在 CentOS 系统中 kubelet 将启动失败（保持docker和kubelet中的cgroup driver配置一致即可，不一定非使用systemd）。
    • --experimental-bootstrap-kubeconfig 指向 bootstrap kubeconfig 文件，kubelet 使用该文件中的用户名和 token 向 kube-apiserver 发送 TLS Bootstrapping 请求；
    • 管理员通过了 CSR 请求后，kubelet 自动在 --cert-dir 目录创建证书和私钥文件(kubelet-client.crt 和 kubelet-client.key)，然后写入 --kubeconfig 文件；
    • 建议在 --kubeconfig 配置文件中指定 kube-apiserver 地址，如果未指定 --api-servers 选项，则必须指定 --require-kubeconfig 选项后才从配置文件中读取 kube-apiserver 的地址，否则 kubelet 启动后将找不到 kube-apiserver (日志中提示未找到 API Server），kubectl get nodes 不会返回对应的 Node 信息; --require-kubeconfig 在1.10版本被移除，参看PR；
    • --cluster-dns 指定 kubedns 的 Service IP(可以先分配，后续创建 kubedns 服务时指定该 IP)，--cluster-domain 指定域名后缀，这两个参数同时指定后才会生效；
    • --cluster-domain 指定 pod 启动时 /etc/resolve.conf 文件中的 search domain ，起初我们将其配置成了 cluster.local.，这样在解析 service 的 DNS 名称时是正常的，可是在解析 headless service 中的 FQDN pod name 的时候却错误，因此我们将其修改为 cluster.local，去掉最后面的 ”点号“ 就可以解决该问题，关于 kubernetes 中的域名/服务名称解析请参见我的另一篇文章。
    • --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig中指定的kubelet.kubeconfig文件在第一次启动kubelet之前并不存在，请看下文，当通过CSR请求后会自动生成kubelet.kubeconfig文件，如果你的节点上已经生成了~/.kube/config文件，你可以将该文件拷贝到该路径下，并重命名为kubelet.kubeconfig，所有node节点可以共用同一个kubelet.kubeconfig文件，这样新添加的节点就不需要再创建CSR请求就能自动添加到kubernetes集群中。同样，在任意能够访问到kubernetes集群的主机上使用kubectl --kubeconfig命令操作集群时，只要使用~/.kube/config文件就可以通过权限认证，因为这里面已经有认证信息并认为你是admin用户，对集群拥有所有权限。
    • KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER 是基础镜像容器，这里我用的是私有镜像仓库地址，大家部署的时候需要修改为自己的镜像。我上传了一个到时速云上，可以直接 docker pull index.tenxcloud.com/jimmy/pod-infrastructure 下载。pod-infrastructure镜像是Redhat制作的，大小接近80M，下载比较耗时，其实该镜像并不运行什么具体进程，可以使用Google的pause镜像gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0，这个镜像只有300多K，或者通过DockerHub下载jimmysong/pause-amd64:3.0。

    完整 unit 见 kubelet.service

    启动kublet

    1. systemctl daemon-reload
    2. systemctl enable kubelet
    3. systemctl start kubelet
    4. systemctl status kubelet

    通过kublet的TLS证书请求

    kubelet 首次启动时向 kube-apiserver 发送证书签名请求，必须通过后 kubernetes 系统才会将该 Node 加入到集群。

    查看未授权的 CSR 请求

    1. $ kubectl get csr
    2. NAME        AGE       REQUESTOR           CONDITION
    3. csr-2b308   4m        kubelet-bootstrap   Pending
    4. $ kubectl get nodes
    5. No resources found.

    通过 CSR 请求

    1. $ kubectl certificate approve csr-2b308
    2. certificatesigningrequest "csr-2b308" approved
    3. $ kubectl get nodes
    4. NAME        STATUS    AGE       VERSION
    5. 10.64.3.7   Ready     49m       v1.6.1

    自动生成了 kubelet kubeconfig 文件和公私钥

    1. $ ls -l /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
    2. -rw------- 1 root root 2284 Apr  7 02:07 /etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig
    3. $ ls -l /etc/kubernetes/ssl/kubelet*
    4. -rw-r--r-- 1 root root 1046 Apr  7 02:07 /etc/kubernetes/ssl/kubelet-client.crt
    5. -rw------- 1 root root  227 Apr  7 02:04 /etc/kubernetes/ssl/kubelet-client.key
    6. -rw-r--r-- 1 root root 1103 Apr  7 02:07 /etc/kubernetes/ssl/kubelet.crt
    7. -rw------- 1 root root 1675 Apr  7 02:07 /etc/kubernetes/ssl/kubelet.key

    假如你更新kubernetes的证书，只要没有更新token.csv，当重启kubelet后，该node就会自动加入到kuberentes集群中，而不会重新发送certificaterequest，也不需要在master节点上执行kubectl certificate approve操作。前提是不要删除node节点上的/etc/kubernetes/ssl/kubelet*和/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig文件。否则kubelet启动时会提示找不到证书而失败。

    注意：如果启动kubelet的时候见到证书相关的报错，有个trick可以解决这个问题，可以将master节点上的~/.kube/config文件（该文件在安装kubectl命令行工具这一步中将会自动生成）拷贝到node节点的/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig位置，这样就不需要通过CSR，当kubelet启动后就会自动加入的集群中。

    配置 kube-proxy

    安装conntrack

    1. yum install -y conntrack-tools

    创建 kube-proxy 的service配置文件

    文件路径/usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service。

    1. [Unit]
    2. Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
    3. Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
    4. After=network.target
    6. [Service]
    7. EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/config
    8. EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/proxy
    9. ExecStart=/usr/local/bin/kube-proxy \
    10.         $KUBE_LOGTOSTDERR \
    11.         $KUBE_LOG_LEVEL \
    12.         $KUBE_MASTER \
    13.         $KUBE_PROXY_ARGS
    14. Restart=on-failure
    15. LimitNOFILE=65536
    17. [Install]
    18. WantedBy=multi-user.target

    kube-proxy配置文件/etc/kubernetes/proxy。

    1. ###
    2. # kubernetes proxy config
    4. # default config should be adequate
    6. # Add your own!
    7. KUBE_PROXY_ARGS="--bind-address=172.20.0.113 --hostname-override=172.20.0.113 --kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig --cluster-cidr=10.254.0.0/16"
    • --hostname-override 参数值必须与 kubelet 的值一致，否则 kube-proxy 启动后会找不到该 Node，从而不会创建任何 iptables 规则；
    • kube-proxy 根据 --cluster-cidr 判断集群内部和外部流量，指定 --cluster-cidr 或 --masquerade-all 选项后 kube-proxy 才会对访问 Service IP 的请求做 SNAT；
    • --kubeconfig 指定的配置文件嵌入了 kube-apiserver 的地址、用户名、证书、秘钥等请求和认证信息；
    • 预定义的 RoleBinding cluster-admin 将User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限；

    完整 unit 见 kube-proxy.service

    启动 kube-proxy

    1. systemctl daemon-reload
    2. systemctl enable kube-proxy
    3. systemctl start kube-proxy
    4. systemctl status kube-proxy

    验证测试

    我们创建一个nginx的service试一下集群是否可用。

    1. $ kubectl run nginx --replicas=2 --labels="run=load-balancer-example" --image=nginx  --port=80
    2. deployment "nginx" created
    3. $ kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --name=example-service
    4. service "example-service" exposed
    5. $ kubectl describe svc example-service
    6. Name:            example-service
    7. Namespace:        default
    8. Labels:            run=load-balancer-example
    9. Annotations:        <none>
    10. Selector:        run=load-balancer-example
    11. Type:            NodePort
    12. IP:            10.254.62.207
    13. Port:            <unset>    80/TCP
    14. NodePort:        <unset>    32724/TCP
    15. Endpoints:        172.30.60.2:80,172.30.94.2:80
    16. Session Affinity:    None
    17. Events:            <none>
    18. $ curl "10.254.62.207:80"
    19. <!DOCTYPE html>
    20. <html>
    21. <head>
    22. <title>Welcome to nginx!</title>
    23. <style>
    24.     body {
    25.         width: 35em;
    26.         margin: 0 auto;
    27.         font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    28.     }
    29. </style>
    30. </head>
    31. <body>
    32. <h1>Welcome to nginx!</h1>
    33. <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
    34. working. Further configuration is required.</p>
    36. <p>For online documentation and support please refer to
    37. <a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
    38. Commercial support is available at
    39. <a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
    41. <p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
    42. </body>
    43. </html>

    访问以下任何一个地址都可以得到nginx的页面。

    • 172.20.0.113:32724
    • 172.20.0.114:32724
    • 172.20.0.115:32724

    nginx欢迎页面

    参考

    • Kubelet 的认证授权