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，並且k8s和etcd通信沒有經過ssl加密和認證，這點是需要改造的。
所以首先我們需要先部署一個三節點的etcd集羣，二進制部署，systemd守護進程，並且需要生成ca證書。

ETCD集羣詳情

kuberntes 系統使用 etcd 存儲所有數據，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如下：

$ export NODE_NAME=etcd-host1 # 當前部署的機器名稱(隨便定義，只要能區分不同機器即可)
$ 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 集羣所有機器 IP
$ # etcd 集羣間通信的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用戶操作。

創建 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，用來簽名後續創建的其它 TLS 證書。

安裝cfssl

如果不希望將cfssl工具安裝到部署主機上，可以在其他的主機上進行該步驟，生成以後將證書拷貝到部署etcd的主機上即可。本教程就是採取這種方法，在一臺測試機上執行下面操作。

$ 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

爲了保證通信安全，客戶端(如 etcdctl) 與 etcd 集羣、etcd 集羣之間的通信需要使用 TLS 加密，本節創建 etcd TLS 加密所需的證書和私鑰。

創建 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：可以定義多個 profiles，分別指定不同的過期時間、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 可以用該 CA 對 server 提供的證書進行驗證；
• client auth：表示 server 可以用該 CA 對 client 提供的證書進行驗證；

創建 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作爲請求的用戶名 (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作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
$

創建 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 字段指定授權使用該證書的 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
$

創建 etcd 的 systemd unit 文件

$ mkdir -p /var/lib/etcd # 必須先創建工作目錄
$ 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 的工作目錄和數據目錄爲 /var/lib/etcd，需在啓動服務前創建這個目錄；
• 爲了保證通信安全，需要指定 etcd 的公私鑰(cert-file和key-file)、Peers 通信的公私鑰和 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 集羣節點上執行如下命令：

$ 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）。

本文轉自SegmentFault-kubeadm部署k8s1.9高可用集羣--2搭建etcd集羣