kubeadm部署k8s1.9高可用集羣--2搭建etcd集羣

搭建etcd集羣

前言

kubeadm安裝的集羣，默認etcd是一個單機的容器化的etcd，而且k8s和etcd通訊沒有通過ssl加密和認證，這點是須要改造的。
因此首先咱們須要先部署一個三節點的etcd集羣，二進制部署，systemd守護進程，而且須要生成ca證書。

ETCD集羣詳情

kuberntes 系統使用 etcd 存儲全部數據，此外calico網絡也使用該etcd集羣，本文檔介紹部署一個三節點高可用 etcd 集羣的步驟，分別命名爲etcd-host1、etcd-host2、etcd-host3：

• etcd-host1：172.16.120.151
• etcd-host2：172.16.120.152
• etcd-host3：172.16.120.153

本文檔用到的變量定義以下：

$ export NODE_NAME=etcd-host1 # 當前部署的機器名稱(隨便定義，只要能區分不一樣機器便可)
$ export NODE_IP=172.16.120.151 # 當前部署的機器 IP
$ export NODE_IPS="172.16.120.151 172.16.120.152 172.16.120.153" # etcd 集羣全部機器 IP
$ # etcd 集羣間通訊的IP和端口
$ export ETCD_NODES=etcd-host1=https://172.16.120.151:2380,etcd-host2=https://172.16.120.152:2380,etcd-host3=https://172.16.120.153:2380
$

本系列默認使用root用戶操做。

建立 CA 證書和祕鑰

本文檔使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 來生成 Certificate Authority (CA) 證書和祕鑰文件，CA 是自簽名的證書，用來簽名後續建立的其它 TLS 證書。

安裝cfssl

若是不但願將cfssl工具安裝到部署主機上，能夠在其餘的主機上進行該步驟，生成之後將證書拷貝到部署etcd的主機上便可。本教程就是採起這種方法，在一臺測試機上執行下面操做。

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
$ chmod +x cfssl_linux-amd64
$ mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
$ chmod +x cfssljson_linux-amd64
$ mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
$ chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
$ mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
$

生成ETCD的TLS 祕鑰和證書

爲了保證通訊安全，客戶端(如 etcdctl) 與 etcd 集羣、etcd 集羣之間的通訊須要使用 TLS 加密，本節建立 etcd TLS 加密所需的證書和私鑰。

建立 CA 配置文件：

$ cat >  ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "8760h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
        "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ],
        "expiry": "8760h"
      }
    }
  }
}
EOF

• ca-config.json：能夠定義多個 profiles，分別指定不一樣的過時時間、使用場景等參數；後續在簽名證書時使用某個 profile；
• signing：表示該證書可用於簽名其它證書；生成的 ca.pem 證書中 CA=TRUE；
• server auth：表示 client 能夠用該 CA 對 server 提供的證書進行驗證；
• client auth：表示 server 能夠用該 CA 對 client 提供的證書進行驗證；

建立 CA 證書籤名請求：

$ cat >  ca-csr.json <<EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

• "CN"：Common Name，kube-apiserver 從證書中提取該字段做爲請求的用戶名 (User Name)；瀏覽器使用該字段驗證網站是否合法；
• "O"：Organization，kube-apiserver 從證書中提取該字段做爲請求用戶所屬的組 (Group)；

生成 CA 證書和私鑰：

$ cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
$ ls ca*
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem
$

建立 etcd 證書籤名請求：

$ cat > etcd-csr.json <<EOF
{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "${NODE_IP}"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

• hosts 字段指定受權使用該證書的 etcd 節點 IP；

生成 etcd 證書和私鑰：

$ cfssl gencert -ca=ca.pem \
  -ca-key=ca-key.pem \
  -config=ca-config.json \
  -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd
$ ls etcd*
etcd.csr  etcd-csr.json  etcd-key.pem etcd.pem ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem
$ rm etcd.csr  etcd-csr.json

將生成好的etcd.pem和etcd-key.pem以及ca.pem三個文件拷貝到目標主機的/etc/etcd/ssl目錄下。

下載二進制文件

到 https://github.com/coreos/etcd/releases 頁面下載最新版本的二進制文件：

$ wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.11/etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz
$ tar -xvf etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz
$ mv etcd-v3.2.11-linux-amd64/etcd* /usr/local/bin
$

建立 etcd 的 systemd unit 文件

$ mkdir -p /var/lib/etcd  # 必須先建立工做目錄
$ cat > etcd.service <<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=/var/lib/etcd/
ExecStart=/usr/local/bin/etcd \\
  --name=${NODE_NAME} \\
  --cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \\
  --key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \\
  --peer-cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \\
  --peer-key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \\
  --trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem \\
  --peer-trusted-ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem \\
  --initial-advertise-peer-urls=https://${NODE_IP}:2380 \\
  --listen-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 \\
  --data-dir=/var/lib/etcd
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

• 指定 etcd 的工做目錄和數據目錄爲 /var/lib/etcd，需在啓動服務前建立這個目錄；
• 爲了保證通訊安全，須要指定 etcd 的公私鑰(cert-file和key-file)、Peers 通訊的公私鑰和 CA 證書(peer-cert-file、peer-key-file、peer-trusted-ca-file)、客戶端的CA證書（trusted-ca-file）；
• --initial-cluster-state 值爲 new 時，--name 的參數值必須位於 --initial-cluster 列表中；

啓動 etcd 服務

$ mv etcd.service /etc/systemd/system/
$ systemctl daemon-reload
$ systemctl enable etcd
$ systemctl start etcd
$ systemctl status etcd
$

驗證服務

部署完 etcd 集羣后，在任一 etcd 集羣節點上執行以下命令：

$ etcdctl \
  --endpoints=https://172.16.120.151:2379  \
  --ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem \
  --cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem \
  --key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem \
  cluster-health

預期結果：

member 71df888fdf6f0bb9 is healthy: got healthy result from https://172.16.120.153:2379
member 73b5207bc2491164 is healthy: got healthy result from https://172.16.120.151:2379
member 7a4ddb7c77253f4b is healthy: got healthy result from https://172.16.120.152:2379

三臺 etcd 的輸出均爲 healthy 時表示集羣服務正常（忽略 warning 信息）。