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二进制搭建 K8s - 2 部署 etcd 集群

写在前面

记录和分享使用二进制搭建 K8s 集群的详细过程，由于操作比较冗长，大概会分四篇写完：

etcd 作为 K8s 的数据库，需要首先安装，为其他组件做服务基础。

etcd 是一个分布式的数据库系统，为了模拟 etcd 的高可用，我们将 etcd 部署在三台虚拟机上，正好就部署在 K8s 集群所使用的三台机器上吧。

etcd 集群，K8s 组件之间通信，为了安全可靠，我们最好启用 HTTPS 安全机制。K8s 提供了基于 CA 签名的双向数字证书认证方式和简单的基于 HTTP Base 或 Token 的认证方式，其中 CA 证书方式的安全性最高。我们使用 cfssl 为我们的 K8s 集群配置 CA 证书，此外也可以使用 openssl。

安装 cfssl

在 Master 机器执行：

cd /root/kubernetes/resources
cp cfssl_linux-amd64 /usr/bin/cfssl
cp cfssljson_linux-amd64 /usr/bin/cfssljson
cp cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo
chmod +x /usr/bin/cfssl /usr/bin/cfssljson /usr/bin/cfssl-certinfo

在所有机器执行：

mkdir /etc/etcd/ssl -p

制作 etcd 证书

在 Master 机器执行：

mkdir /root/kubernetes/resources/cert/etcd -p
cd /root/kubernetes/resources/cert/etcd

编辑 ca-config.json

vim ca-config.json

写入文件内容如下：

{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "etcd": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}

编辑 ca-csr.json：

vim ca-csr.json

写入文件内容如下：

{
    "CN": "etcd ca",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Hunan",
            "ST": "Changsha"
        }
    ]
}

生成 ca 证书和密钥：

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca

编辑 server-csr.json：

vim server-csr.json

写入文件内容如下：

{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
        "192.168.115.131",
        "192.168.115.132",
        "192.168.115.133"
        ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Hunan",
            "ST": "Changsha"
        }
    ]
}

hosts 中配置所有 Master 和 Node 的 IP 列表。

生成 etcd 证书和密钥

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=etcd server-csr.json | cfssljson -bare server
# 此时目录下会生成 7 个文件
ls
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem  server.csr  server-csr.json  server-key.pem  server.pem

拷贝证书

cp ca.pem server-key.pem  server.pem /etc/etcd/ssl
scp ca.pem server-key.pem  server.pem 192.168.115.132:/etc/etcd/ssl
scp ca.pem server-key.pem  server.pem 192.168.115.133:/etc/etcd/ssl

安装 etcd 集群

在所有机器执行：

cd /root/kubernetes/resources
tar -zxvf /root/kubernetes/resources/etcd-v3.4.9-linux-amd64.tar.gz
cp ./etcd-v3.4.9-linux-amd64/etcd ./etcd-v3.4.9-linux-amd64/etcdctl /usr/bin

配置 etcd

这里开始命令需要分别在 Master 和 Node 机器执行，配置 etcd.conf

vim /etc/etcd/etcd.conf

k8s-master01 写入文件内容如下：

[Member]
ETCD_NAME="etcd01"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.115.131:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.115.131:2379,https://127.0.0.1:2379"

[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.115.131:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.115.131:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.115.131:2380,etcd02=https://192.168.115.132:2380,etcd03=https://192.168.115.133:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

k8s-node01 写入文件内容如下：

[Member]
ETCD_NAME="etcd02"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.115.132:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.115.132:2379,https://127.0.0.1:2379"

[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.115.132:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.115.132:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.115.131:2380,etcd02=https://192.168.115.132:2380,etcd03=https://192.168.115.133:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

k8s-node02 写入文件内容如下：

[Member]
ETCD_NAME="etcd03"
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.115.133:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.115.133:2379,https://127.0.0.1:2379"

[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.115.133:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.115.133:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.115.131:2380,etcd02=https://192.168.115.132:2380,etcd03=https://192.168.115.133:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

这里开始在所有机器执行，设置 etcd 服务配置文件

mkdir -p /var/lib/etcd
vim /usr/lib/systemd/system/etcd.service

执行上行命令，写入文件内容如下：

[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/etcd/etcd.conf
ExecStart=/usr/bin/etcd \
        --cert-file=/etc/etcd/ssl/server.pem \
        --key-file=/etc/etcd/ssl/server-key.pem \
        --peer-cert-file=/etc/etcd/ssl/server.pem \
        --peer-key-file=/etc/etcd/ssl/server-key.pem \
        --trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem \
        --peer-trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

etcd3.4 版本会自动 EnvironmentFile 文件中的环境变量，不需要再 ExecStart 的命令参数重复设置，否则会报："xxx" is shadowed by corresponding command-line flag 的错误信息。

启动 etcd，并且设置开机自动运行 etcd

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd.service
systemctl enable etcd.service

检查 etcd 集群的健康状态

etcdctl endpoint health --cacert=/etc/etcd/ssl/ca.pem --cert=/etc/etcd/ssl/server.pem --key=/etc/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.115.131:2379,https://192.168.115.132:2379,https://192.168.115.133:2379"

输出如下，说明 etcd 集群已经部署成功。

https://192.168.115.133:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 15.805605ms
https://192.168.115.132:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 22.127986ms
https://192.168.115.131:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 24.829669ms

第二段落部署 etcd 集群愉快结束。

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