【k8s部署】4. 部署 etcd 集羣

若是沒有特殊指明，全部操做均在 zhaoyixin-k8s-01 節點上執行。

etcd 是基於 Raft 的分佈式 KV 存儲系統，由 CoreOS 開發，經常使用於服務發現、共享配置以及併發控制（如 leader 選舉、分佈式鎖等）。

kubernetes 使用 etcd 集羣持久化存儲全部 API 對象、運行數據。

本節將部署一個三節點高可用 etcd 集羣。

下載 etcd 二進制文件

cd /opt/k8s/work
wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.4.3/etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz
tar -xvf etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz

分發二進制文件到集羣全部節點：

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh

for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    scp etcd-v3.4.3-linux-amd64/etcd* root@${node_ip}:/opt/k8s/bin
    ssh root@${node_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done

建立 etcd 證書和私鑰

建立證書籤名請求文件：

cd /opt/k8s/work
cat > etcd-csr.json <<EOF
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "192.168.16.8",
    "192.168.16.10",
    "192.168.16.6"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "zhaoyixin"
    }
  ]
}
EOF

• hosts：指定受權使用該證書的 etcd 節點 IP 列表，須要將 etcd 集羣全部節點 IP 都列在其中。

生成證書和私鑰：

cd /opt/k8s/work
cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
    -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
    -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
    -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd
ls etcd*pem

分發生成的證書和私鑰到各 etcd 節點：

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh

for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "mkdir -p /etc/etcd/cert"
    scp etcd*.pem root@${node_ip}:/etc/etcd/cert/
  done

建立 etcd 的 systemd unit 模板文件

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > etcd.service.template <<EOF
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
Documentation=https://github.com/coreos

[Service]
Type=notify
WorkingDirectory=${ETCD_DATA_DIR}
ExecStart=/opt/k8s/bin/etcd \\
  --data-dir=${ETCD_DATA_DIR} \\
  --wal-dir=${ETCD_WAL_DIR} \\
  --name=##NODE_NAME## \\
  --cert-file=/etc/etcd/cert/etcd.pem \\
  --key-file=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem \\
  --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --peer-cert-file=/etc/etcd/cert/etcd.pem \\
  --peer-key-file=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem \\
  --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  --peer-client-cert-auth \\
  --client-cert-auth \\
  --listen-peer-urls=https://##NODE_IP##:2380 \\
  --initial-advertise-peer-urls=https://##NODE_IP##:2380 \\
  --listen-client-urls=https://##NODE_IP##:2379,http://127.0.0.1:2379 \\
  --advertise-client-urls=https://##NODE_IP##:2379 \\
  --initial-cluster-token=etcd-cluster-0 \\
  --initial-cluster=${ETCD_NODES} \\
  --initial-cluster-state=new \\
  --auto-compaction-mode=periodic \\
  --auto-compaction-retention=1 \\
  --max-request-bytes=33554432 \\
  --quota-backend-bytes=6442450944 \\
  --heartbeat-interval=250 \\
  --election-timeout=2000
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

• WorkingDirectory、--data-dir：指定工做目錄和數據目錄爲 ${ETCD_DATA_DIR}，需在啓動服務前建立這個目錄；
• --wal-dir：指定 wal 目錄，爲了提升性能，通常使用 SSD 或者和 --data-dir 不一樣的磁盤；
• --name：指定節點名稱，當 --initial-cluster-state 值爲 new 時，--name 的參數值必須位於 --initial-cluster 列表中；
• --cert-file、--key-file：etcd server 與 client 通訊時使用的證書和私鑰；
• --trusted-ca-file：簽名 client 證書的 CA 證書，用於驗證 client 證書；
• --peer-cert-file、--peer-key-file：etcd 與 peer 通訊使用的證書和私鑰；
• --peer-trusted-ca-file：簽名 peer 證書的 CA 證書，用於驗證 peer 證書；

建立 etcd systemd unit 文件

替換模板文件中的變量，爲各節點建立 systemd unit 文件：

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do
    sed -e "s/##NODE_NAME##/${NODE_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_IP##/${NODE_IPS[i]}/" etcd.service.template > etcd-${NODE_IPS[i]}.service 
  done
ls *.service

• NODE_NAMES 和 NODE_IPS 爲相同長度的 bash 數組，分別爲節點名稱和對應的 IP；

分發生成的 systemd unit 文件：

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    scp etcd-${node_ip}.service root@${node_ip}:/etc/systemd/system/etcd.service
  done

啓動 etcd 服務

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "mkdir -p ${ETCD_DATA_DIR} ${ETCD_WAL_DIR}"
    ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable etcd && systemctl restart etcd " &
  done

1. 必須先建立 etcd 數據目錄和工做目錄;
2. etcd 進程首次啓動時會等待其它節點的 etcd 加入集羣，命令 systemctl start etcd 會卡住一段時間，爲正常現象；

檢查啓動結果

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "systemctl status etcd|grep Active"
  done

確保狀態爲 active(running)，不然經過 journalctl -u etcd 查看日誌，確認緣由。

驗證服務狀態

部署完 etcd 集羣后，在任一 etcd 節點上執行以下命令：

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    /opt/k8s/bin/etcdctl \
    --endpoints=https://${node_ip}:2379 \
    --cacert=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
    --cert=/etc/etcd/cert/etcd.pem \
    --key=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem endpoint health
  done

輸出均爲 healthy 時表示集羣服務正常。

查看當前的 leader：

source /opt/k8s/bin/environment.sh
/opt/k8s/bin/etcdctl \
  -w table --cacert=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  --cert=/etc/etcd/cert/etcd.pem \
  --key=/etc/etcd/cert/etcd-key.pem \
  --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} endpoint status

輸出：

+----------------------------+------------------+---------+---------+-----------+------------+-----------+------------+--------------------+--------+
|          ENDPOINT          |        ID        | VERSION | DB SIZE | IS LEADER | IS LEARNER | RAFT TERM | RAFT INDEX | RAFT APPLIED INDEX | ERRORS |
+----------------------------+------------------+---------+---------+-----------+------------+-----------+------------+--------------------+--------+
|  https://192.168.16.8:2379 | 75d7781bdcb5dee5 |   3.4.3 |   20 kB |      true |      false |         2 |          8 |                  8 |        |
| https://192.168.16.10:2379 | d61a20f584018b21 |   3.4.3 |   20 kB |     false |      false |         2 |          8 |                  8 |        |
|  https://192.168.16.6:2379 | 6ee27caaed0bfb6b |   3.4.3 |   20 kB |     false |      false |         2 |          8 |                  8 |        |
+----------------------------+------------------+---------+---------+-----------+------------+-----------+------------+--------------------+--------+

• 可見，當前的 leader 爲 192.168.16.8。

參考

opsnull/follow-me-install-kubernetes-cluster