使用 kubeadm 创建一个高可用 etcd 集群

注意：

在本指南中，当 kubeadm 用作为外部 etcd 节点管理工具，请注意 kubeadm 不计划支持此类节点的证书更换或升级。对于长期规划是使用 etcdadm 增强工具来管理这方面。

默认情况下，kubeadm 运行单成员的 etcd 集群，该集群由控制面节点上的 kubelet 以静态 Pod 的方式进行管理。由于 etcd 集群只包含一个成员且不能在任一成员不可用时保持运行，所以这不是一种高可用设置。本任务，将告诉您如何在使用 kubeadm 创建一个 kubernetes 集群时创建一个外部 etcd：有三个成员的高可用 etcd 集群。

准备开始

  • 三个可以通过 2379 和 2380 端口相互通信的主机。本文档使用这些作为默认端口。不过，它们可以通过 kubeadm 的配置文件进行自定义。

  • 每个主机必须 安装有 docker、kubelet 和 kubeadm。

  • 一些可以用来在主机间复制文件的基础设施。例如 ssh 和 scp 就可以满足需求。

建立集群

一般来说，是在一个节点上生成所有证书并且只分发这些*必要*的文件到其它节点上。

注意：

kubeadm 包含生成下述证书所需的所有必要的密码学工具；在这个例子中，不需要其他加密工具。

  1. 将 kubelet 配置为 etcd 的服务管理器。

    由于 etcd 是首先创建的，因此您必须通过创建具有更高优先级的新文件来覆盖 kubeadm 提供的 kubelet 单元文件。

    1. cat << EOF > /etc/systemd/system/kubelet.service.d/20-etcd-service-manager.conf
    2. [Service]
    3. ExecStart=
    4. #  Replace "systemd" with the cgroup driver of your container runtime. The default value in the kubelet is "cgroupfs".
    5. ExecStart=/usr/bin/kubelet --address=127.0.0.1 --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/manifests --cgroup-driver=systemd
    6. Restart=always
    7. EOF
    9. systemctl daemon-reload
    10. systemctl restart kubelet

  2. 为 kubeadm 创建配置文件。

    使用以下脚本为每个将要运行 etcd 成员的主机生成一个 kubeadm 配置文件。

    1. # 使用 IP 或可解析的主机名替换 HOST0、HOST1 和 HOST2
    2. export HOST0=10.0.0.6
    3. export HOST1=10.0.0.7
    4. export HOST2=10.0.0.8
    6. # 创建临时目录来存储将被分发到其它主机上的文件
    7. mkdir -p /tmp/${HOST0}/ /tmp/${HOST1}/ /tmp/${HOST2}/
    9. ETCDHOSTS=(${HOST0} ${HOST1} ${HOST2})
    10. NAMES=("infra0" "infra1" "infra2")
    12. for i in "${!ETCDHOSTS[@]}"; do
    13. HOST=${ETCDHOSTS[$i]}
    14. NAME=${NAMES[$i]}
    15. cat << EOF > /tmp/${HOST}/kubeadmcfg.yaml
    16. apiVersion: "kubeadm.k8s.io/v1beta2"
    17. kind: ClusterConfiguration
    18. etcd:
    19.     local:
    20.         serverCertSANs:
    21.         - "${HOST}"
    22.         peerCertSANs:
    23.         - "${HOST}"
    24.         extraArgs:
    25.             initial-cluster: infra0=https://${ETCDHOSTS[0]}:2380,infra1=https://${ETCDHOSTS[1]}:2380,infra2=https://${ETCDHOSTS[2]}:2380
    26.             initial-cluster-state: new
    27.             name: ${NAME}
    28.             listen-peer-urls: https://${HOST}:2380
    29.             listen-client-urls: https://${HOST}:2379
    30.             advertise-client-urls: https://${HOST}:2379
    31.             initial-advertise-peer-urls: https://${HOST}:2380
    32. EOF
    33. done

  3. 生成证书颁发机构

    如果您已经拥有 CA，那么唯一的操作是复制 CA 的 crt 和 key 文件到 etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt 和 /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key。复制完这些文件后继续下一步，“为每个成员创建证书”。

    如果您还没有 CA，则在 $HOST0（您为 kubeadm 生成配置文件的位置）上运行此命令。

    1. kubeadm init phase certs etcd-ca

    创建了如下两个文件

    • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key

  4. 为每个成员创建证书

    1. kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
    2. kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
    3. kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
    4. kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
    5. cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST2}/
    6. # 清理不可重复使用的证书
    7. find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete
    9. kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
    10. kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
    11. kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
    12. kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
    13. cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST1}/
    14. find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete
    16. kubeadm init phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
    17. kubeadm init phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
    18. kubeadm init phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
    19. kubeadm init phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
    20. # 不需要移动 certs 因为它们是给 HOST0 使用的
    22. # 清理不应从此主机复制的证书
    23. find /tmp/${HOST2} -name ca.key -type f -delete
    24. find /tmp/${HOST1} -name ca.key -type f -delete

  5. 复制证书和 kubeadm 配置

    证书已生成，现在必须将它们移动到对应的主机。

    1. USER=ubuntu
    2. HOST=${HOST1}
    3. scp -r /tmp/${HOST}/* ${USER}@${HOST}:
    4. ssh ${USER}@${HOST}
    5. USER@HOST $ sudo -Es
    6. root@HOST $ chown -R root:root pki
    7. root@HOST $ mv pki /etc/kubernetes/

  6. 确保已经所有预期的文件都存在

    $HOST0 所需文件的完整列表如下：

    1. /tmp/${HOST0}
    2. └── kubeadmcfg.yaml
    3. ---
    4. /etc/kubernetes/pki
    5. ├── apiserver-etcd-client.crt
    6. ├── apiserver-etcd-client.key
    7. └── etcd
    8.     ├── ca.crt
    9.     ├── ca.key
    10.     ├── healthcheck-client.crt
    11.     ├── healthcheck-client.key
    12.     ├── peer.crt
    13.     ├── peer.key
    14.     ├── server.crt
    15.     └── server.key

    在 $HOST1:

    1. $HOME
    2. └── kubeadmcfg.yaml
    3. ---
    4. /etc/kubernetes/pki
    5. ├── apiserver-etcd-client.crt
    6. ├── apiserver-etcd-client.key
    7. └── etcd
    8.     ├── ca.crt
    9.     ├── healthcheck-client.crt
    10.     ├── healthcheck-client.key
    11.     ├── peer.crt
    12.     ├── peer.key
    13.     ├── server.crt
    14.     └── server.key

    在 $HOST2

    1. $HOME
    2. └── kubeadmcfg.yaml
    3. ---
    4. /etc/kubernetes/pki
    5. ├── apiserver-etcd-client.crt
    6. ├── apiserver-etcd-client.key
    7. └── etcd
    8.     ├── ca.crt
    9.     ├── healthcheck-client.crt
    10.     ├── healthcheck-client.key
    11.     ├── peer.crt
    12.     ├── peer.key
    13.     ├── server.crt
    14.     └── server.key

  7. 创建静态 Pod 清单

    既然证书和配置已经就绪，是时候去创建清单了。在每台主机上运行 kubeadm 命令来生成 etcd 使用的静态清单。

    1. root@HOST0 $ kubeadm init phase etcd local --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
    2. root@HOST1 $ kubeadm init phase etcd local --config=/home/ubuntu/kubeadmcfg.yaml
    3. root@HOST2 $ kubeadm init phase etcd local --config=/home/ubuntu/kubeadmcfg.yaml

  8. 可选：检查群集运行状况

    1. docker run --rm -it \
    2. --net host \
    3. -v /etc/kubernetes:/etc/kubernetes k8s.gcr.io/etcd:${ETCD_TAG} etcdctl \
    4. --cert /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt \
    5. --key /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key \
    6. --cacert /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
    7. --endpoints https://${HOST0}:2379 endpoint health --cluster
    8. ...
    9. https://[HOST0 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 16.283339ms
    10. https://[HOST1 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 19.44402ms
    11. https://[HOST2 IP]:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 35.926451ms
    • 将 ${ETCD_TAG} 设置为你的 etcd 镜像的版本标签，例如 3.4.3-0。要查看 kubeadm 使用的 etcd 镜像和标签，请执行 kubeadm config images list --kubernetes-version ${K8S_VERSION}，其中 ${K8S_VERSION} 是 v1.17.0 作为例子。
    • 将 ${HOST0} 设置为要测试的主机的 IP 地址

接下来

一旦拥有了一个正常工作的 3 成员的 etcd 集群，你就可以基于使用 kubeadm 的外部 etcd 方法，继续部署一个高可用的控制平面。