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使用 kubeadm 创建一个高可用 etcd 集群

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
• 建立集群
• 接下来

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。

Note:

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。

   运行 etcd 比运行 kubernetes 更简单，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。

   cat << EOF > /etc/systemd/system/kubelet.service.d/20-etcd-service-manager.conf
   [Service]
   ExecStart=
   ExecStart=/usr/bin/kubelet --address=127.0.0.1 --pod-manifest-path=/etc/kubernetes/manifests --allow-privileged=true
   Restart=always
   EOF
   
   systemctl daemon-reload
   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。

   # 使用 IP 或可解析的主机名替换 HOST0、HOST1 和 HOST2
   export HOST0=10.0.0.6
   export HOST1=10.0.0.7
   export HOST2=10.0.0.8
       
   # 创建临时目录来存储将被分发到其它主机上的文件
   mkdir -p /tmp/${HOST0}/ /tmp/${HOST1}/ /tmp/${HOST2}/
       
   ETCDHOSTS=(${HOST0} ${HOST1} ${HOST2})
   NAMES=("infra0" "infra1" "infra2")
       
   for i in "${!ETCDHOSTS[@]}"; do
   HOST=${ETCDHOSTS[$i]}
   NAME=${NAMES[$i]}
   cat << EOF > /tmp/${HOST}/kubeadmcfg.yaml
   apiVersion: "kubeadm.k8s.io/v1alpha3"
   kind: ClusterConfiguration
   etcd:
       local:
           serverCertSANs:
           - "${HOST}"
           peerCertSANs:
           - "${HOST}"
           extraArgs:
               initial-cluster: infra0=https://${ETCDHOSTS[0]}:2380,infra1=https://${ETCDHOSTS[1]}:2380,infra2=https://${ETCDHOSTS[2]}:2380
               initial-cluster-state: new
               name: ${NAME}
               listen-peer-urls: https://${HOST}:2380
               listen-client-urls: https://${HOST}:2379
               advertise-client-urls: https://${HOST}:2379
               initial-advertise-peer-urls: https://${HOST}:2380
   EOF
   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。

   kubeadm alpha 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

   kubeadm alpha phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST2}/kubeadmcfg.yaml
   cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST2}/
   # 清理不可重复使用的证书
   find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete
   
   kubeadm alpha phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST1}/kubeadmcfg.yaml
   cp -R /etc/kubernetes/pki /tmp/${HOST1}/
   find /etc/kubernetes/pki -not -name ca.crt -not -name ca.key -type f -delete
   
   kubeadm alpha phase certs etcd-server --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-peer --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs etcd-healthcheck-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
   kubeadm alpha phase certs apiserver-etcd-client --config=/tmp/${HOST0}/kubeadmcfg.yaml
   # 不需要移动 certs 因为它们是给 HOST0 使用的
   
   # 清理不应从此主机复制的证书
   find /tmp/${HOST2} -name ca.key -type f -delete
   find /tmp/${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。

   USER=ubuntu
   HOST=${HOST1}
   scp -r /tmp/${HOST}/* ${USER}@${HOST}:
   ssh ${USER}@${HOST}
   USER@HOST $ sudo -Es
   root@HOST $ chown -R root:root pki
   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：

   /tmp/${HOST0}
   └── kubeadmcfg.yaml
   ---
   /etc/kubernetes/pki
   ├── apiserver-etcd-client.crt
   ├── apiserver-etcd-client.key
   └── etcd
       ├── ca.crt
       ├── ca.key
       ├── healthcheck-client.crt
       ├── healthcheck-client.key
       ├── peer.crt
       ├── peer.key
       ├── server.crt
       └── server.key
   

   在 $HOST1:

   $HOME
   └── kubeadmcfg.yaml
   ---
   /etc/kubernetes/pki
   ├── apiserver-etcd-client.crt
   ├── apiserver-etcd-client.key
   └── etcd
       ├── ca.crt
       ├── healthcheck-client.crt
       ├── healthcheck-client.key
       ├── peer.crt
       ├── peer.key
       ├── server.crt
       └── server.key
   

   在 $HOST2

   $HOME
   └── kubeadmcfg.yaml
   ---
   /etc/kubernetes/pki
   ├── apiserver-etcd-client.crt
   ├── apiserver-etcd-client.key
   └── etcd
       ├── ca.crt
       ├── healthcheck-client.crt
       ├── healthcheck-client.key
       ├── peer.crt
       ├── peer.key
       ├── server.crt
       └── 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。

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

8. 可选：检查群集运行状况

   docker run --rm -it \
   --net host \
   -v /etc/kubernetes:/etc/kubernetes quay.io/coreos/etcd:v3.2.18 etcdctl \
   --cert-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt \
   --key-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key \
   --ca-file /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
   --endpoints https://${HOST0}:2379 cluster-health
   ...
   cluster is healthy

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。

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