ansible部署kbuernetes _Ansible

黄沙百战穿金甲，不破楼兰终不还。这篇文章主要讲述ansible部署kbuernetes相关的知识，希望能为你提供帮助。
K8S集群架构：
一个K8S集群是由两大部分组成：
Master节点和Node节点

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一.Master节点主要包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd几大组件
1.API Server （提供其他模块之间的数据交互和通信的枢纽（其他模块通过API Server查询或修改数据，只有API Server才直接和etcd进行交互）
Kubernetes 集群中，API Server 扮演着通信枢纽的位置。API Server 不仅负责和 etcd 交互（其他组件不会直接操作 etcd，只有 API Server 这么做），并切对外提供统一的API调用入口, 所有的交互都是以 API Server 为核心的。API Server 提供了以下的功能：

1).整个集群管理的 API 接口：所有对集群进行的查询和管理都要通过 API 来进行。集群内部的组件(如kubelet)也是通过Apiserver更新和同步数据到etcd中。
2).集群内部各个模块之间通信的枢纽：所有模块之前并不会之间互相调用，而是通过和 API Server 打交道来完成自己那部分的工作。
3).集群安全控制：API Server 提供的验证和授权保证了整个集群的安全。
4).数据中心枢纽: API Server 负责和 Etcd 交互存放集群用到的运行数据。
2.Scheduler （负责对集群内部的资源进行调度，相当于“调度室”。）

Scheduler负责节点资源管理，接收来自kube-apiserver创建Pods的任务，收到任务后它会检索出所有符合该Pod要求的Node节点（通过预选策略和优选策略），开始执行Pod调度逻辑。调度成功后将Pod绑定到目标节点上。

3.Controller manager

controller-manager 作为 k8s 集群的管理控制中心，负责集群内 Node、Namespace、Service、Token、Replication 等资源对象的管理，使集群内的资源对象维持在预期的工作状态。
每一个 controller 通过 api-server 提供的 restful 接口实时监控集群内每个资源对象的状态，当发生故障，导致资源对象的工作状态发生变化，就进行干预，尝试将资源对象从当前状态恢复为预期的工作状态，常见的 controller 有 Namespace Controller、Node Controller、Service Controller、ServiceAccount Controller、Token Controller、ResourceQuote Controller、Replication Controller等。

4.Etcd

etcd在kubernetes集群是用来存放数据并通知变动的。
Kubernetes中没有用到数据库，它把关键数据都存放在etcd中，这使kubernetes的整体结构变得非常简单。在kubernetes中，数据是随时发生变化的，比如说用户提交了新任务、增加了新的Node、Node宕机了、容器死掉了等等，都会触发状态数据的变更。状态数据变更之后呢，Master上的kube-scheduler和kube-controller-manager，就会重新安排工作，它们的工作安排结果也是数据。这些变化，都需要及时地通知给每一个组件。etcd有一个特别好用的特性，可以调用它的api监听其中的数据，一旦数据发生变化了，就会收到通知。有了这个特性之后，kubernetes中的每个组件只需要监听etcd中数据，就可以知道自己应该做什么。kube-scheduler和kube-controller-manager呢，也只需要把最新的工作安排写入到etcd中就可以了，不用自己费心去逐个通知了。
二．Node节点主要包括kubelet、kube-proxy模块和pod对象
1.Pod
Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程，它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。
2.Kubelet
运行在每个计算节点上
1).kubelet 组件通过 api-server 提供的接口监测到 kube-scheduler 产生的 pod 绑定事件，然后从 etcd 获取 pod 清单，下载镜像并启动容器。
2).同时监视分配给该Node节点的 pods，周期性获取容器状态，再通过api-server通知各个组件。
3.kube-proxy
首先k8s 里所有资源都存在 etcd 中，各个组件通过 apiserver 的接口进行访问etcd来获取资源信息
kube-proxy 会作为 daemon（守护进程）跑在每个节点上通过watch的方式监控着etcd中关于Pod的最新状态信息,它一旦检查到一个Pod资源被删除了或新建或ip变化了等一系列变动，它就立即将这些变动，反应在iptables 或 ipvs规则中，以便之后再有请求发到service时，service可以通过ipvs最新的规则将请求的分发到pod上。
创建pod的调度流程

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1.、用户通过REST API创建一个Pod
2.、apiserver将其写入etcd
3.、Scheduler通过apiserver查看未绑定的Pod。尝试为Pod分配主机。
4、过滤主机 (调度预选)：scheduler用一组规则过滤掉不符合要求的主机。比如Pod指定了所需要的资源量，那么可用资源比Pod需要的资源量少的主机会被过滤掉.
5、主机打分(调度优选)：对第一步筛选出的符合要求的主机进行打分，在主机打分阶段，调度器会考虑一些整体优化策略，比如把容一个Replication Controller的副本分布到不同的主机上，使用最低负载的主机等。
6、选择主机：选择打分最高的主机，进行binding操作，结果存储到etcd中。
7、kubelet根据调度结果执行Pod创建操作：绑定成功后，scheduler会调用APIServer的API在etcd中创建一个boundpod对象，描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步boundpod信息，一旦发现应该在该工作节点上运行的boundpod对象没有更新，则调用Docker API创建并启动pod内的容器。
ansible部署k8s集群

节点名称	IP	安装组件或角色
ansible部署机	192.168.202.164	ansible、kubeasz
k8s-m1	192.168.202.157	master组件
k8s-m2	192.168.202.158	master组件
k8s-m3	192.168.202.159	master组件
vip	192.168.202.160
k8s-etcd1	192.168.202.161	etcd组件
k8s-etcd2	192.168.202.162	etcd组件
k8s-etcd3	192.168.202.163	etcd组件
k8s-n1	192.168.202.165	work节点
k8s-n2	192.168.202.166	work节点
k8s-n3	192.168.202.167	work节点

系统： Ubuntu20.04
参考网站：
https://github.com/easzlab/kubeasz

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注意1：确保各节点时区设置一致、时间同步。如果你的环境没有提供NTP 时间同步，推荐集成安装chrony
注意2：确保在干净的系统上开始安装，不要使用曾经装过kubeadm或其他k8s发行版的环境
注意3：建议操作系统升级到新的稳定内核，请结合阅读内核升级文档
注意4：在公有云上创建多主集群，请结合阅读在公有云上部署 kubeasz

1、ansible部署机配置源
cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
cat< < EOF> /etc/apt/sources.list
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
EOF
apt update
安装ansible
apt install python3-pip
pip3 install ansible

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2、下载项目源码、二进制及离线镜像
下载工具脚本ezdown，举例使用kubeasz版本3.0.0
export release=3.1.0
curl -C- -fLO --retry 3 https://github.com/easzlab/kubeasz/releases/download/${release}/ezdown
chmod +x ./ezdown
【ansible部署kbuernetes】# 使用工具脚本下载
./ezdown -D
上述脚本运行成功后，所有文件（kubeasz代码、二进制、离线镜像）均已整理好放入目录/etc/kubeasz
3、在ansible控制端配置免密码登录
# 更安全 Ed25519 算法
ssh-keygen -t ed25519 -N \'\' -f ~/.ssh/id_ed25519
# 或者传统 RSA 算法
ssh-keygen -t rsa -b 2048 -N \'\' -f ~/.ssh/id_rsa
ssh-copy-id $IPs #$IPs为所有节点地址包括自身，按照提示输入yes 和root密码
4、创建集群配置实例

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5、编辑hosts文件、config.yml文件
vi /etc/kubeasz/clusters/k8s-01/hosts
编辑etcd、master、node节点的IP

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选择网络：calico

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vi /etc/kubeasz/clusters/k8s-01/config.yml

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# 一键安装
ezctl setup k8s-01 all

# 或者分步安装，具体使用 ezctl help setup 查看分步安装帮助信息
# ezctl setup k8s-01 01
# ezctl setup k8s-01 02
# ezctl setup k8s-01 03
# ezctl setup k8s-01 04
# ezctl setup k8s-01 05

部署dashboard
1、获取recommended.yaml文件
https://github.com/kubernetes/dashboard/releases

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下载yaml文件并更改nodeport:

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2、创建dashboard
kubectl apply -f recommended.yaml
3、创建admin权限账号secret
cat> admin-user.yml < EOF
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: admin-user
namespace: kubernetes-dashboard

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: admin-user
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: admin-user
namespace: kubernetes-dashboard
EOF

创建
kubectl apply -f admin-user.yaml
查看secret中的token
kubectl describe secret-n kubernetes-dashboard$(kubectl get secret -A | grep admin | awk \'{print $2}\') | grep token
访问dashboard
https://192.168.202.162:30002/