k8s: A Shell repository from zhenghuaHe

使用Ansible Playbook进行生产级别高可用kubernetes集群部署，包含初始化系统配置、自动签发集群证书、安装配置etcd集群、安装配置haproxy及keepalived等，并使用bootstrap方式认证以及kubernetes组件健康检查。另外支持集群节点扩容、替换集群证书、kubernetes版本升级等。本Playbook使用二进制方式部署。

一、准备文件服务器

1.1、下载二进制包

wget https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.16.10/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz

url中v1.16.10替换为需要下载的版本即可。

1.2、配置文件服务器

安装nginx

yum -y install nginx

将文件拷贝nginx目录

tar zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
cp kubernetes/server/bin/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler,kubectl,kubelet,kube-proxy} /usr/share/nginx/html/

启动服务

systemctl start nginx

二、配置Playbook

2.1、拉取Playbook代码

git clone https://github.com/k8sre/k8s.git

2.2、配置inventory

请按照inventory模板格式修改对应资源

#本组内填写etcd服务器及主机名
[etcd]
172.16.100.201 hostname=etcd-01
172.16.100.202 hostname=etcd-02
172.16.100.203 hostname=etcd-03

#本组内填写master服务器及主机名
[master]
172.16.100.204 hostname=master-01
172.16.100.205 hostname=master-02
172.16.100.206 hostname=master-03

[haproxy]
172.16.100.198 hostname=haproxy-01 type=MASTER priority=100
172.16.100.199 hostname=haproxy-02 type=BACKUP priority=90
[all:vars]
lb_port=6443
vip=172.16.100.200

#本组内填写node服务器及主机名
[node]
172.16.100.207 hostname=node-01
172.16.100.208 hostname=node-02
172.16.100.209 hostname=node-03

当haproxy和kube-apiserver部署在同一台服务器时，请将lb_port修改为其他不冲突的端口。

2.3、配置集群安装信息

编辑group_vars/all.yml文件，填入自己的配置

配置项	说明
ssl_dir	签发ssl证书保存路径，ansible控制端机器上的路径。默认签发10年有效期的证书
kubernetes_url	kubernetes 二进制文件下载链接，请修改为自己的下载服务器地址
docker_version	可通过查看版本yum list docker-ce --showduplicates\|sort -rn
apiserver_domain_name	kube-apiserver的访问域名，需提前配置解析。不使用域名时，可以指定为负载均衡的IP（本Playbook需指定为haproxy的VIP）
service_ip_range	指定k8s集群service的网段
pod_ip_range	指定k8s集群pod的网段
calico_ipv4pool_ipip	指定k8s集群使用calico的ipip模式或者bgp模式，Always为ipip模式，off为bgp模式。注意bgp模式不适用于公有云环境。当值为off的时候，切记使用引号`""`引起来。

请将etcd安装在独立的服务器上，不建议跟master安装在一起。数据盘尽量使用SSD盘。
Pod 和Service IP网段建议使用保留私有IP段，建议（Pod IP不与Service IP重复，也不要与主机IP段重复，同时也避免与docker0网卡的网段冲突。）：
- Pod 网段
  - A类地址：10.0.0.0/8
  - B类地址：172.16-31.0.0/12-16
  - C类地址：192.168.0.0/16
- Service网段
  - A类地址：10.0.0.0/16-24
  - B类地址：172.16-31.0.0/16-24
  - C类地址：192.168.0.0/16-24

三、安装步骤

3.1、安装Ansible

在单独的Ansible机器或者master-01执行以下命令安装Ansible

yum -y install ansible
pip install netaddr -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

3.2、格式化并挂载数据盘

如已经自行格式化并挂载目录完成，可以跳过此步骤。

etcd数据盘

ansible-playbook fdisk.yml -i inventory -l etcd -e "disk=sdb dir=/var/lib/etcd"

docker数据盘

ansible-playbook fdisk.yml -i inventory -l master,node -e "disk=sdb dir=/var/lib/docker"

3.3、部署集群

ansible-playbook k8s.yml -i inventory

成功执行结束后，既kubernetes集群部署成功。
后续部署其他基础插件可以参考部署集群插件。

如是公有云环境，使用公有云的负载均衡即可，无需安装haproxy和keepalived，则执行：

ansible-playbook k8s.yml -i inventory --skip-tags=install_haproxy,install_keepalived

⚠️：默认使用calico ipip网络，部署成功后，可以自行修改。

四、扩容节点

4.1、扩容master节点

扩容master前，请将{{ssl_dir}}目录中的kube-apiserver的证书备份并移除。

扩容时，请不要在inventory文件master组中保留旧服务器信息。

格式化挂载数据盘

ansible-playbook fdisk.yml -i inventory -l master -e "disk=sdb dir=/var/lib/docker"

执行节点初始化

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l master -t init

执行节点扩容

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l master -t cert,install_master,install_docker,install_node,install_ceph --skip-tags=bootstrap,cni

4.2、扩容node节点

扩容时，请不要在inventory文件node组中保留旧服务器信息。

格式化挂载数据盘

ansible-playbook fdisk.yml -i inventory -l node -e "disk=sdb dir=/var/lib/docker"

执行节点初始化

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l node -t init

执行节点扩容

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l node -t install_docker,install_node,install_ceph --skip-tags=create_label,cni

五、替换集群证书

先备份并删除证书目录{{ssl_dir}}，然后执行以下步骤重新生成证书并分发证书。

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -t cert,dis_certs

然后依次重启每个节点。

重启etcd

ansible -i inventory etcd -m systemd -a "name=etcd state=restarted"

验证etcd

ETCDCTL_API=3 etcdctl \
  --endpoints=https://172.16.100.201:2379,https://172.16.100.202:2379,https://172.16.100.203:2379 \
  --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd-ca.pem \
  --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd-client.pem \
  --key=/etc/kubernetes/pki/etcd-client.key \
  endpoint health

逐个删除旧的kubelet证书

ansible -i inventory master,node -l master-01 -m shell -a "rm -rf /etc/kubernetes/pki/kubelet-*"

-l参数更换为具体节点IP。

逐个重启节点

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l master-01 -t restart_apiserver,restart_controller,restart_scheduler,restart_kubelet,restart_proxy,healthcheck,approve_node

如calico、metrics-server等服务也使用了etcd，请记得一起更新相关证书。
-l参数更换为具体节点IP。

六、升级kubernetes版本

请先将kubernetes_url修改为新版本下载链接。

安装kubernetes组件

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -t kube_master,kube_node

然后依次重启每个kubernetes组件。

ansible-playbook k8s.yml -i inventory -l master-01 -t restart_apiserver,restart_controller,restart_scheduler,restart_kubelet,restart_proxy,healthcheck

-l参数更换为具体节点IP。

zhenghuaHe/k8s