详解 K8S 高可用部署，超详细！之基础环境部署

• 一、前言

• 二、基础环境部署

• 1）前期准备（所有节点）

• 2）安装容器 docker（所有节点）

• 3）配置 k8s yum 源（所有节点）

• 4）将 sandbox_image 镜像源设置为阿里云 google_containers 镜像源（所有节点）

• 5）配置 containerd cgroup 驱动程序 systemd（所有节点）

• 6）开始安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl（master 节点）

• 7）使用 kubeadm 初始化集群（master 节点）

• 8）安装 Pod 网络插件（CNI：Container Network Interface）(master)

• 9）node 节点加入 k8s 集群

• 10）配置 IPVS

• 11）集群高可用配置

• 12）部署 Nginx+Keepalived 高可用负载均衡器

• 三、k8s 管理平台 dashboard 环境部署

• 1）dashboard 部署

• 2）创建登录用户

• 3）配置 hosts 登录 dashboard web

• 四、k8s 镜像仓库 harbor 环境部署

• 1）安装 helm

• 2）配置 hosts

• 3）创建 stl 证书

• 4）安装 ingress

• 5）安装 nfs

• 6）创建 nfs provisioner 和持久化存储 SC

• 7）部署 Harbor（Https 方式）

一、前言

官网：https://kubernetes.io/
官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/home/

二、基础环境部署

1）前期准备（所有节点）

1、修改主机名和配置 hosts

先部署 1master 和 2node 节点，后面再加一个 master 节点

# 在192.168.0.113执行
hostnamectl set-hostname  k8s-master-168-0-113
# 在192.168.0.114执行
hostnamectl set-hostname k8s-node1-168-0-114
# 在192.168.0.115执行
hostnamectl set-hostname k8s-node2-168-0-115

配置 hosts

cat >> /etc/hosts<<EOF
192.168.0.113 k8s-master-168-0-113
192.168.0.114 k8s-node1-168-0-114
192.168.0.115 k8s-node2-168-0-115
EOF

2、配置 ssh 互信

# 直接一直回车就行
ssh-keygen

ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-master-168-0-113
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-node1-168-0-114
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-node2-168-0-115

3、时间同步

yum install chrony -y
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
chronyc sources

4、关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

5、关闭 swap

# 临时关闭；关闭swap主要是为了性能考虑
swapoff -a
# 可以通过这个命令查看swap是否关闭了
free
# 永久关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

6、禁用 SELinux

# 临时关闭
setenforce 0
# 永久禁用
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

7、允许 iptables 检查桥接流量（可选，所有节点）

若要显式加载此模块，请运行 sudo modprobe br_netfilter，通过运行 lsmod | grep br_netfilter 来验证 br_netfilter 模块是否已加载，

sudo modprobe br_netfilter
lsmod | grep br_netfilter

为了让 Linux 节点的 iptables 能够正确查看桥接流量，请确认 sysctl 配置中的 net.bridge.bridge-nf-call-iptables 设置为 1。例如：

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

# 设置所需的 sysctl 参数，参数在重新启动后保持不变
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

# 应用 sysctl 参数而不重新启动
sudo sysctl --system

2）安装容器 docker（所有节点）

提示：v1.24 之前的 Kubernetes 版本包括与 Docker Engine 的直接集成，使用名为 dockershim 的组件。这种特殊的直接整合不再是 Kubernetes 的一部分 （这次删除被作为 v1.20 发行版本的一部分宣布）。你可以阅读检查 Dockershim 弃用是否会影响你 以了解此删除可能会如何影响你。要了解如何使用 dockershim 进行迁移，请参阅从 dockershim 迁移。

# 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
# centos8
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-8.repo

# 安装yum-config-manager配置工具
yum -y install yum-utils
# 设置yum源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装docker-ce版本
yum install -y docker-ce
# 启动
systemctl start docker
# 开机自启
systemctl enable docker
# 查看版本号
docker --version
# 查看版本具体信息
docker version

# Docker镜像源设置
# 修改文件 /etc/docker/daemon.json，没有这个文件就创建
# 添加以下内容后，重启docker服务：
cat >/etc/docker/daemon.json<<EOF
{
   "registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}
EOF
# 加载
systemctl reload docker

# 查看
systemctl status docker containerd

【温馨提示】dockerd 实际真实调用的还是 containerd 的 api 接口，containerd 是 dockerd 和 runC 之间的一个中间交流组件。所以启动 docker 服务的时候，也会启动 containerd 服务的。

3）配置 k8s yum 源（所有节点）

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

4）将 sandbox_image 镜像源设置为阿里云 google_containers 镜像源（所有节点）

# 导出默认配置，config.toml这个文件默认是不存在的
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
grep sandbox_image  /etc/containerd/config.toml
sed -i "s#k8s.gcr.io/pause#registry.aliyuncs.com/google_containers/pause#g"       /etc/containerd/config.toml
grep sandbox_image  /etc/containerd/config.toml

5）配置 containerd cgroup 驱动程序 systemd（所有节点）

kubernets 自ｖ 1.24.0 后，就不再使用 docker.shim，替换采用 containerd 作为容器运行时端点。因此需要安装 containerd（在 docker 的基础下安装），上面安装 docker 的时候就自动安装了 containerd 了。这里的 docker 只是作为客户端而已。容器引擎还是 containerd。

sed -i 's#SystemdCgroup = false#SystemdCgroup = true#g' /etc/containerd/config.toml
# 应用所有更改后,重新启动containerd
systemctl restart containerd

6）开始安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl（master 节点）

# 不指定版本就是最新版本，当前最新版就是1.24.1
yum install -y kubelet-1.24.1  kubeadm-1.24.1  kubectl-1.24.1 --disableexcludes=kubernetes
# disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库
# 设置为开机自启并现在立刻启动服务 --now：立刻启动服务
systemctl enable --now kubelet

# 查看状态，这里需要等待一段时间再查看服务状态，启动会有点慢
systemctl status kubelet

查看日志，发现有报错，报错如下：

kubelet.service: Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE kubelet.service: Failed with result 'exit-code'.

【解释】重新安装（或第一次安装）k8s，未经过 kubeadm init 或者 kubeadm join 后，kubelet 会不断重启，这个是正常现象……，执行 init 或 join 后问题会自动解决，对此官网有如下描述，也就是此时不用理会 kubelet.service。

查看版本

kubectl version
yum info kubeadm

7）使用 kubeadm 初始化集群（master 节点）

最好提前把镜像下载好，这样安装快

docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.24.1
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.24.1
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.24.1
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.24.1
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.3-0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.6

集群初始化

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.0.113 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
  --kubernetes-version v1.24.1 \
  --service-cidr=10.1.0.0/16 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --v=5
# –image-repository string：    这个用于指定从什么位置来拉取镜像（1.13版本才有的），默认值是k8s.gcr.io，我们将其指定为国内镜像地址：registry.aliyuncs.com/google_containers
# –kubernetes-version string：  指定kubenets版本号，默认值是stable-1，会导致从https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt下载最新的版本号，我们可以将其指定为固定版本（v1.22.1）来跳过网络请求。
# –apiserver-advertise-address  指明用 Master 的哪个 interface 与 Cluster 的其他节点通信。如果 Master 有多个 interface，建议明确指定，如果不指定，kubeadm 会自动选择有默认网关的 interface。这里的ip为master节点ip，记得更换。
# –pod-network-cidr             指定 Pod 网络的范围。Kubernetes 支持多种网络方案，而且不同网络方案对  –pod-network-cidr有自己的要求，这里设置为10.244.0.0/16 是因为我们将使用 flannel 网络方案，必须设置成这个 CIDR。
# --control-plane-endpoint     cluster-endpoint 是映射到该 IP 的自定义 DNS 名称，这里配置hosts映射：192.168.0.113   cluster-endpoint。 这将允许你将 --control-plane-endpoint=cluster-endpoint 传递给 kubeadm init，并将相同的 DNS 名称传递给 kubeadm join。 稍后你可以修改 cluster-endpoint 以指向高可用性方案中的负载均衡器的地址。

【温馨提示】kubeadm 不支持将没有 --control-plane-endpoint 参数的单个控制平面集群转换为高可用性集群。

重置再初始化

kubeadm reset
rm -fr ~/.kube/  /etc/kubernetes/* var/lib/etcd/*
kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.0.113  \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
  --kubernetes-version v1.24.1 \
  --service-cidr=10.1.0.0/16 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --v=5
# –image-repository string：    这个用于指定从什么位置来拉取镜像（1.13版本才有的），默认值是k8s.gcr.io，我们将其指定为国内镜像地址：registry.aliyuncs.com/google_containers
# –kubernetes-version string：  指定kubenets版本号，默认值是stable-1，会导致从https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt下载最新的版本号，我们可以将其指定为固定版本（v1.22.1）来跳过网络请求。
# –apiserver-advertise-address  指明用 Master 的哪个 interface 与 Cluster 的其他节点通信。如果 Master 有多个 interface，建议明确指定，如果不指定，kubeadm 会自动选择有默认网关的 interface。这里的ip为master节点ip，记得更换。
# –pod-network-cidr             指定 Pod 网络的范围。Kubernetes 支持多种网络方案，而且不同网络方案对  –pod-network-cidr有自己的要求，这里设置为10.244.0.0/16 是因为我们将使用 flannel 网络方案，必须设置成这个 CIDR。
# --control-plane-endpoint     cluster-endpoint 是映射到该 IP 的自定义 DNS 名称，这里配置hosts映射：192.168.0.113   cluster-endpoint。 这将允许你将 --control-plane-endpoint=cluster-endpoint 传递给 kubeadm init，并将相同的 DNS 名称传递给 kubeadm join。 稍后你可以修改 cluster-endpoint 以指向高可用性方案中的负载均衡器的地址。

配置环境变量

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 临时生效（退出当前窗口重连环境变量失效）
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
# 永久生效（推荐）
echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
source  ~/.bash_profile

发现节点还是有问题，查看日志 /var/log/messages

"Container runtime network not ready" networkReady="NetworkReady=false reason:NetworkPluginNotReady message:Network plugin returns error: cni plugin not initialized"

接下来就是安装 Pod 网络插件

8）安装 Pod 网络插件（CNI：Container Network Interface）(master)

你必须部署一个基于 Pod 网络插件的 容器网络接口 (CNI)，以便你的 Pod 可以相互通信。

# 最好提前下载镜像（所有节点）
docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.14.0
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

如果上面安装失败，则下载我百度里的，离线安装

链接：https://pan.baidu.com/s/1HB9xuO3bssAW7v5HzpXkeQ
提取码：8888

再查看 node 节点，就已经正常了

9）node 节点加入 k8s 集群

先安装 kubelet

yum install -y kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
# 设置为开机自启并现在立刻启动服务 --now：立刻启动服务
systemctl enable --now kubelet
systemctl status kubelet

如果没有令牌，可以通过在控制平面节点上运行以下命令来获取令牌：

kubeadm token list

默认情况下，令牌会在24小时后过期。如果要在当前令牌过期后将节点加入集群， 则可以通过在控制平面节点上运行以下命令来创建新令牌：

kubeadm token create
# 再查看
kubeadm token list

如果你没有 –discovery-token-ca-cert-hash 的值，则可以通过在控制平面节点上执行以下命令链来获取它：

openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

如果执行 kubeadm init 时没有记录下加入集群的命令，可以通过以下命令重新创建（推荐）一般不用上面的分别获取 token 和 ca-cert-hash 方式，执行以下命令一气呵成：

kubeadm token create --print-join-command

这里需要等待一段时间，再查看节点节点状态，因为需要安装 kube-proxy 和 flannel。另外，搜索公众号技术社区后台回复“Linux”，获取一份惊喜礼包。

kubectl get pods -A
kubectl get nodes

10）配置 IPVS

【问题】集群内无法 ping 通 ClusterIP（或 ServiceName）

1、加载 ip_vs 相关内核模块

modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr

所有节点验证开启了 ipvs：

lsmod |grep ip_vs

2、安装 ipvsadm 工具

yum install ipset ipvsadm -y

3、编辑 kube-proxy 配置文件，mode 修改成 ipvs

kubectl edit  configmap -n kube-system  kube-proxy

4、重启 kube-proxy

# 先查看
kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy
# 再delete让它自拉起
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

5、查看 ipvs 转发规则

ipvsadm -Ln

11）集群高可用配置

配置高可用（HA）Kubernetes 集群实现的两种方案：

• 使用堆叠（stacked）控制平面节点，其中 etcd 节点与控制平面节点共存（本章使用），架构图如下：

• 使用外部 etcd 节点，其中 etcd 在与控制平面不同的节点上运行，架构图如下：

这里新增一台机器作为另外一个 master 节点：192.168.0.116 配置跟上面 master 节点一样。只是不需要最后一步初始化了。

1、修改主机名和配置 hosts

所有节点都统一如下配置：

# 在192.168.0.113执行
hostnamectl set-hostname  k8s-master-168-0-113
# 在192.168.0.114执行
hostnamectl set-hostname k8s-node1-168-0-114
# 在192.168.0.115执行
hostnamectl set-hostname k8s-node2-168-0-115
# 在192.168.0.116执行
hostnamectl set-hostname k8s-master2-168-0-116

配置 hosts

cat >> /etc/hosts<<EOF
192.168.0.113 k8s-master-168-0-113 cluster-endpoint
192.168.0.114 k8s-node1-168-0-114
192.168.0.115 k8s-node2-168-0-115
192.168.0.116 k8s-master2-168-0-116
EOF

2、配置 ssh 互信

# 直接一直回车就行
ssh-keygen

ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-master-168-0-113
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-node1-168-0-114
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-node2-168-0-115
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@k8s-master2-168-0-116

3、时间同步

yum install chrony -y
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
chronyc sources

7、关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

4、关闭 swap

# 临时关闭；关闭swap主要是为了性能考虑
swapoff -a
# 可以通过这个命令查看swap是否关闭了
free
# 永久关闭
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

5、禁用 SELinux

# 临时关闭
setenforce 0
# 永久禁用
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

6、允许 iptables 检查桥接流量（可选，所有节点）

若要显式加载此模块，请运行 sudo modprobe br_netfilter，通过运行 lsmod | grep br_netfilter 来验证 br_netfilter 模块是否已加载，

sudo modprobe br_netfilter
lsmod | grep br_netfilter

为了让 Linux 节点的 iptables 能够正确查看桥接流量，请确认 sysctl 配置中的 net.bridge.bridge-nf-call-iptables 设置为 1。例如：

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

# 设置所需的 sysctl 参数，参数在重新启动后保持不变
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

# 应用 sysctl 参数而不重新启动
sudo sysctl --system

7、安装容器 docker（所有节点）

提示：v1.24 之前的 Kubernetes 版本包括与 Docker Engine 的直接集成，使用名为 dockershim 的组件。这种特殊的直接整合不再是 Kubernetes 的一部分 （这次删除被作为 v1.20 发行版本的一部分宣布）。你可以阅读检查 Dockershim 弃用是否会影响你 以了解此删除可能会如何影响你。要了解如何使用 dockershim 进行迁移，请参阅从 dockershim 迁移。

# 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
# centos8
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-8.repo

# 安装yum-config-manager配置工具
yum -y install yum-utils
# 设置yum源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装docker-ce版本
yum install -y docker-ce
# 启动
systemctl start docker
# 开机自启
systemctl enable docker
# 查看版本号
docker --version
# 查看版本具体信息
docker version

# Docker镜像源设置
# 修改文件 /etc/docker/daemon.json，没有这个文件就创建
# 添加以下内容后，重启docker服务：
cat >/etc/docker/daemon.json<<EOF
{
   "registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}
EOF
# 加载
systemctl reload docker

# 查看
systemctl status docker containerd

【温馨提示】dockerd 实际真实调用的还是 containerd 的 api 接口，containerd 是 dockerd 和 runC 之间的一个中间交流组件。所以启动 docker 服务的时候，也会启动 containerd 服务的。

8、配置 k8s yum 源（所有节点）

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

9、将 sandbox_image 镜像源设置为阿里云 google_containers 镜像源（所有节点）

# 导出默认配置，config.toml这个文件默认是不存在的
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
grep sandbox_image  /etc/containerd/config.toml
sed -i "s#k8s.gcr.io/pause#registry.aliyuncs.com/google_containers/pause#g"       /etc/containerd/config.toml
grep sandbox_image  /etc/containerd/config.toml

10、配置 containerd cgroup 驱动程序 systemd

kubernets 自ｖ 1.24.0 后，就不再使用 docker.shim，替换采用 containerd 作为容器运行时端点。因此需要安装 containerd（在 docker 的基础下安装），上面安装 docker 的时候就自动安装了 containerd 了。这里的 docker 只是作为客户端而已。容器引擎还是 containerd。

sed -i 's#SystemdCgroup = false#SystemdCgroup = true#g' /etc/containerd/config.toml
# 应用所有更改后,重新启动containerd
systemctl restart containerd

11、开始安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl（master 节点）

# 不指定版本就是最新版本，当前最新版就是1.24.1
yum install -y kubelet-1.24.1  kubeadm-1.24.1  kubectl-1.24.1 --disableexcludes=kubernetes
# disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库
# 设置为开机自启并现在立刻启动服务 --now：立刻启动服务
systemctl enable --now kubelet

# 查看状态，这里需要等待一段时间再查看服务状态，启动会有点慢
systemctl status kubelet

# 查看版本

kubectl version
yum info kubeadm

12、加入 k8s 集群

# 证如果过期了，可以使用下面命令生成新证书上传，这里会打印出certificate key，后面会用到
kubeadm init phase upload-certs --upload-certs
# 你还可以在 【init】期间指定自定义的 --certificate-key，以后可以由 join 使用。 要生成这样的密钥，可以使用以下命令（这里不执行，就用上面那个自命令就可以了）：
kubeadm certs certificate-key

kubeadm token create --print-join-command

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token wswrfw.fc81au4yvy6ovmhh --discovery-token-ca-cert-hash sha256:43a3924c25104d4393462105639f6a02b8ce284728775ef9f9c30eed8e0abc0f --control-plane --certificate-key 8d2709697403b74e35d05a420bd2c19fd8c11914eb45f2ff22937b245bed5b68

# --control-plane 标志通知 kubeadm join 创建一个新的控制平面。加入master必须加这个标记
# --certificate-key ... 将导致从集群中的 kubeadm-certs Secret 下载控制平面证书并使用给定的密钥进行解密。这里的值就是上面这个命令（kubeadm init phase upload-certs --upload-certs）打印出的key。

根据提示执行如下命令：

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

kubectl get nodes
kubectl get pods -A -owide

虽然现在已经有两个 master 了，但是对外还是只能有一个入口的，所以还得要一个负载均衡器，如果一个 master 挂了，会自动切到另外一个 master 节点。

12）部署 Nginx+Keepalived 高可用负载均衡器

1、安装 Nginx 和 Keepalived

# 在两个master节点上执行
yum install nginx keepalived -y

2、Nginx 配置

在两个 master 节点配置

cat > /etc/nginx/nginx.conf << "EOF"
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
    worker_connections 1024;
}
# 四层负载均衡，为两台Master apiserver组件提供负载均衡
stream {
    log_format  main  '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';
    access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;
    upstream k8s-apiserver {
    # Master APISERVER IP:PORT
       server 192.168.0.113:6443;
    # Master2 APISERVER IP:PORT
       server 192.168.0.116:6443;
    }
    server {
       listen 16443;
       proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    sendfile            on;
    tcp_nopush          on;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;
    include             /etc/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;
    server {
        listen       80 default_server;
        server_name  _;

        location / {
        }
    }
}
EOF

【温馨提示】如果只保证高可用，不配置 k8s-apiserver 负载均衡的话，可以不装 nginx，但是最好还是配置一下 k8s-apiserver 负载均衡。

3、Keepalived 配置（master）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from fage@qq.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_MASTER
}
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
    priority 100    # 优先级，备服务器设置 90
    advert_int 1    # 指定VRRP 心跳包通告间隔时间，默认1秒
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    # 虚拟IP
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.120/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}
EOF

• vrrp_script：指定检查 nginx 工作状态脚本（根据 nginx 状态判断是否故障转移）
• virtual_ipaddress：虚拟 IP（VIP）

检查 nginx 状态脚本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ps -ef |grep nginx |egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    exit 1
else
    exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

4、Keepalived 配置（backup）

cat > /etc/keepalived/keepalived.conf << EOF
global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from fage@qq.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_BACKUP
}
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51 # VRRP 路由 ID实例，每个实例是唯一的
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.120/24
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}
EOF

检查 nginx 状态脚本：

cat > /etc/keepalived/check_nginx.sh  << "EOF"
#!/bin/bash
count=$(ps -ef |grep nginx |egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    exit 1
else
    exit 0
fi
EOF
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

5、启动并设置开机启动

systemctl daemon-reload
systemctl restart nginx && systemctl enable nginx && systemctl status nginx
systemctl restart keepalived && systemctl enable keepalived && systemctl status keepalived

查看 VIP

ip a

6、修改 hosts（所有节点）

将 cluster-endpoint 之前执行的 ip 修改执行现在的 VIP

192.168.0.113 k8s-master-168-0-113
192.168.0.114 k8s-node1-168-0-114
192.168.0.115 k8s-node2-168-0-115
192.168.0.116 k8s-master2-168-0-116
192.168.0.120 cluster-endpoint

7、测试验证

查看版本（负载均衡测试验证）

curl -k https://cluster-endpoint:16443/version

高可用测试验证，将 k8s-master-168-0-113 节点关机

shutdown -h now
curl -k https://cluster-endpoint:16443/version
kubectl get nodes -A
kubectl get pods -A

【温馨提示】堆叠集群存在耦合失败的风险。如果一个节点发生故障，则 etcd 成员和控制平面实例都将丢失， 并且冗余会受到影响。你可以通过添加更多控制平面节点来降低此风险。