k8s svc pod负载均衡配置 k8s实现负载均衡

目录

一    实验环境

二    部署 CoreDNS

1，所有node加载coredns.tar 镜像   

2，在 master01 节点部署 CoreDNS 

3， DNS 解析测试

4， 报错分析

5，重新  DNS 解析测试

三       master02 节点部署

1，从master01 传etcd 目录到 master02 节点

2，从master01 传  kubernetes  目录到 master02 节点

3，从master01传/root/.kube到 master02 节点

4， 从master01 传服务管理文件到 master02 节点

5，修改配置文件kube-apiserver中的IP

6, master02 节点上启动各服务并设置开机自启

7, master02  将 可执行文件都做软连接

8，验证 master02 是否安装成功

四     负载均衡部署

1，架构图

2，k8s 集群做 nginx +keepalive 负载均衡高可用 的必要性

3， 部署两台nginx 负载均衡服务器

3.1，配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源

3.2， 安装nginx

3.3，修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口

3.4  检查配置文件语法

3.5 启动nginx服务，查看已监听6443端口

4，部署keepalived服务 解决nginx 单点故障

4.1  安装keepalived

4.2 修改keepalived配置文件

4.3 创建nginx状态检查脚本

4.4 启动keepalived服务

5,  使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

5.1 修改node节点上的bootstrap.kubeconfig  配置文件为VIP

5.2 修改node节点上的kubelet.kubeconfig  配置文件为VIP

5.3  修改node节点上的kube-proxy.kubeconfig配置文件为VIP

5.4  重启kubelet和kube-proxy服务

6,  查看nginx 和 node 、 master 节点的连接状态

7，测试创建pod

7.1 测试创建pod

7.2 查看Pod的状态信息

7.3 curl命令访问

7.4 查看nginx日志

7.5  查看service

五    部署 Dashboard

1，Dashboard 介绍

2， 准备Dashboard 和 metrics-scraper.tar

3，master01 节点上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中

4, 执行 ymal 文件

5，创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色

6， 查看token 令牌

7， 浏览器登录Dashboard 

8，在Dashboard  创建6台pod

六   总结

---

一    实验环境

k8s集群master01：192.168.217.66    kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler etcd
k8s集群master02：192.168.217.77

 k8s集群node01：192.168.217.88    kubelet kube-proxy docker 
 k8s集群node02：192.168.217.99 

etcd集群节点1：192.168.217.66    etcd
etcd集群节点2：192.168.217.88    etcd

etcd集群节点3：192.168.217.99    etcd

 负载均衡nginx+keepalive01（master）：192.168.217.22
 负载均衡nginx+keepalive02（backup）：192.168.217.44

二    部署 CoreDNS

CoreDNS：可以为集群中的 service 资源创建一个域名 与 IP 的对应关系解析

node加载coredns.tar 镜像    

master 执行ymal 文件

1，所有node加载coredns.tar 镜像   

拖入压缩包

docker load -i coredns.tar 载入镜像

2，在 master01 节点部署 CoreDNS 

上传 coredns.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中，部署 CoreDNS

查看 kube-system  的命名空间

3， DNS 解析测试

kubectl run -it --rm dns-test --image=busybox:1.28.4 sh

####################
--rm: 这个选项告诉 Kubernetes 当Pod中的容器终止时，自动删除该Pod。这对于一次性任务特别有用，可以避免遗留不再需要的Pod。

dns-test: 这是给新创建的 Pod 指定的名字

sh: 这部分指定了在容器启动后要执行的命令。在这里，sh 是Shell的命令，意味着启动容器后会直接进入一个Shell环境。用户可以通过这个Shell与容器内部进行交互，执行各种命令等

4， 报错分析

如果出现以下报错

需要添加 rbac的权限  直接使用kubectl绑定  clusteradmin 管理员集群角色  授权操作权限

在master01:

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous


############   
返回结果
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/cluster-system-anonymous created

kubectl create clusterrolebinding 命令用于在 Kubernetes 集群中创建一个新的 ClusterRoleBinding 资源。ClusterRoleBinding 将ClusterRole（一组权限）绑定到用户、组或其他实体，决定了这些实体在集群范围内能够执行的操作。下面是给定命令的详细解释：

• kubectl create clusterrolebinding: 指令部分，表示要创建一个新的 ClusterRoleBinding 对象。
• cluster-system-anonymous: 这是新创建的 ClusterRoleBinding 的名称。你可以自定义此名称，以便于管理和识别该ClusterRoleBinding的目的或作用。
• --clusterrole=cluster-admin: 这个选项指定了要绑定的ClusterRole。在这个例子中，使用的是 cluster-admin，这是Kubernetes内置的ClusterRole，拥有对整个集群的完全管理权限。这意味着通过此ClusterRoleBinding关联的用户或组将拥有所有可能的权限。
• --user=system:anonymous: 这个选项指定了ClusterRoleBinding将应用到的用户。在这个命令中，用户是 system:anonymous。在Kubernetes中，system:anonymous 是一个特殊用户，代表未认证的请求者，即任何未提供有效认证信息的访问尝试都会被视为这个用户。通过这种方式，此命令实际上是在赋予所有未经身份验证的访问者集群管理员权限，这是一个非常危险的配置，通常不推荐在生产环境中使用，因为这会极大地降低集群的安全性。

总结起来，这条命令创建了一个名为 cluster-system-anonymous 的ClusterRoleBinding，将集群管理员（cluster-admin）权限赋予了匿名用户（system:anonymous）。这是一种极端情况下的配置，实际操作中应谨慎使用此类权限分配，以免造成安全风险。

5，重新  DNS 解析测试

三       master02 节点部署

在企业里 master最少3台 有个leader

大体思路 是传 master需要的

etcd    kubernetes  目录   以及/root/.kube(kubectl 的配置文件以及缓存)     以及所有服务的system 单元文件

最后一个一个启动

1，从master01 传etcd 目录到 master02 节点

2，从master01 传  kubernetes  目录到 master02 节点

3，从master01传/root/.kube到 master02 节点

• cache: 这个目录通常用于存放由kubectl命令行工具缓存的各种数据，比如API资源的本地副本或者上次查询的结果，以便提高后续命令的执行速度。这些信息帮助减少不必要的API服务器查询，提升交互效率。
• config: 这是一个非常重要的文件，全名为config.yaml或config（取决于操作系统显示设置），它包含了Kubernetes配置信息，尤其是与集群连接相关的设置。这个文件定义了如何连接到Kubernetes API服务器（apiserver）、认证凭据（如token或client证书）、上下文（clusters）、用户（users）以及默认的命名空间（namespace）等。当你使用kubectl命令行工具时，它会默认查找这个文件来确定如何与Kubernetes集群进行通信。

简而言之，.kube/cache是kubectl用于缓存数据以提高效率的目录，而.kube/config则是一个关键的配置文件，用于存储与Kubernetes集群交互所需的认证和配置细节

4， 从master01 传服务管理文件到 master02 节点

scp /usr/lib/systemd/system/{kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler}.service root@master02:/usr/lib/systemd/system/

5，修改配置文件kube-apiserver中的IP

去master02

vim /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver

将第5行   7行   改成自己的ip

 

6, master02 节点上启动各服务并设置开机自启

systemctl start kube-apiserver.service
systemctl enable kube-apiserver.service
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl enable kube-controller-manager.service
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl enable kube-scheduler.service

7, master02  将 可执行文件都做软连接

8，验证 master02 是否安装成功

查看node节点状态

-o=wide：输出额外信息；对于Pod，将输出Pod所在的Node名
//此时在master02节点查到的node节点状态仅是从etcd查询到的信息，而此时node节点实际上并未与master02节点建立通信连接，因此需要使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

四     负载均衡部署

1，架构图

2，k8s 集群做 nginx +keepalive 负载均衡高可用 的必要性

负载均衡器 ：

分摊master流量

且 node回包的时候  也是经过负载均衡器

所有master 不需要指向node

3， 部署两台nginx 负载均衡服务器

3.1，配置nginx的官方在线yum源，配置本地nginx的yum源

两个nginx服务器

cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF

3.2， 安装nginx

两个nginx服务器

3.3，修改nginx配置文件，配置四层反向代理负载均衡，指定k8s群集2台master的节点ip和6443端口

两个nginx服务器

vim /etc/nginx/nginx.conf

stream {
    log_format  main  '$remote_addr $upstream_addr - [$time_local] $status $upstream_bytes_sent';
    
	access_log  /var/log/nginx/k8s-access.log  main;

    upstream k8s-apiserver {
        server 192.168.217.66:6443;
        server 192.168.217.77:6443;
    }
    server {
        listen 6443;
        proxy_pass k8s-apiserver;
    }
}

解释：

这段配置是Nginx的一个配置片段，用于设置一个反向代理和负载均衡，特别是针对Kubernetes（k8s）API服务器的流量管理。下面逐行解释各部分：

• stream: 这里其实有一个小误解，正确的配置应该是放在http块中而非stream，因为log_format, access_log, upstream, 和 server 配置都是HTTP相关的，而不是TCP/UDP流处理。stream模块用于处理四层协议（TCP/UDP）的负载均衡，而这里明显是在配置HTTP七层协议的负载均衡。因此，下面的解释基于它是HTTP配置的假设。
• log_format main ...: 定义了名为main的日志格式，用于记录客户端IP地址(remote_addr)，上游服务器地址(remoteaddr)，上游服务器地址(upstream_addr)，请求时间(time_local)，HTTP响应状态码(timelocal)，HTTP响应状态码(status)，以及发送给客户端的字节数($upstream_bytes_sent)。
• access_log /var/log/nginx/k8s-access.log main;: 指定了访问日志的存储位置为/var/log/nginx/k8s-access.log，并且使用前面定义的main日志格式来记录日志。
• upstream k8s-apiserver {...}: 定义了一个名为k8s-apiserver的上游服务器组（可以理解为真实服务器），包含两个Kubernetes API服务器的地址：192.168.10.80:6443 和 192.168.10.20:6443。Nginx会根据负载均衡策略（默认是轮询）将请求分发到这两个地址之一。
• server {...}: 定义了一个监听在6443端口上的Nginx服务器块。

• listen 6443;: 指定该Nginx服务器监听在6443端口，这通常是Kubernetes API服务器的默认端口。
• proxy_pass k8s-apiserver;: 设置代理传递目标为之前定义的k8s-apiserver上游服务器组，这意味着所有到达Nginx此端口的请求会被转发到这两个Kubernetes API服务器之一。

总结来说，这段配置的作用是设置了一个Nginx作为Kubernetes API服务器的反向代理和负载均衡器，它监听在6443端口，接收对Kubernetes API的请求，并将这些请求透明地分发到两个Kubernetes API服务器实例上，同时记录相关访问日志。这样不仅提升了Kubernetes API服务的可用性和响应能力，还便于日志审计和故障排查。

3.4  检查配置文件语法

两个nginx服务器

3.5 启动nginx服务，查看已监听6443端口

两个nginx服务器

4，部署keepalived服务 解决nginx 单点故障

4.1  安装keepalived

两个nginx服务器

4.2 修改keepalived配置文件

ng01

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

注意此处vip 地址  需要与master01   /opt/k8s/k8s-cert/k8s-cert.sh 中的vip 一致

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   # 接收邮件地址
   notification_email {
     [e-mail]
     [e-mail]
     [e-mail]
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from [e-mail]
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_MASTER       #ng01节点的为 NGINX_MASTER，ng02节点的为 NGINX_BACKUP
}

#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/nginx/check_nginx.sh"  #指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                        #ng01节点的为 MASTER，ng02节点的为 BACKUP
    interface ens33                     #指定网卡名称 ens33
    virtual_router_id 51        #指定vrid，两个节点要一致
    priority 100                        #ng01节点的为 100，ng02节点的为 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.217.100/24      #指定 VIP
    }
    track_script {
        check_nginx                     #指定vrrp_script配置的脚本
    }
}

ng02
 

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   # 接收邮件地址
   notification_email {
     [e-mail]
     [e-mail]
     [e-mail]
   }
   # 邮件发送地址
   notification_email_from [e-mail]
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NGINX_BACKUP       #ng01节点的为 NGINX_MASTER，ng02节点的为 NGINX_BACKUP
}

#添加一个周期性执行的脚本
vrrp_script check_nginx {
    script "/etc/nginx/check_nginx.sh"  #指定检查nginx存活的脚本路径
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP                        #ng01节点的为 MASTER，ng02节点的为 BACKUP
    interface ens33                     #指定网卡名称 ens33
    virtual_router_id 51        #指定vrid，两个节点要一致
    priority 90                 #ng01节点的为 100，ng02节点的为 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.217.100/24      #指定 VIP
    }
    track_script {
        check_nginx                     #指定vrrp_script配置的脚本
    }
}

4.3 创建nginx状态检查脚本

两个nginx服务器

vim /etc/nginx/check_nginx.sh

#!/bin/bash
#egrep -cv "grep|$$" 用于过滤掉包含grep 或者 $$ 表示的当前Shell进程ID，即脚本运行的当前进程ID号
count=$(ps -ef | grep nginx | egrep -cv "grep|$$")

if [ "$count" -eq 0 ];then
    systemctl stop keepalived
fi

加执行 权限

4.4 启动keepalived服务

两个nginx服务器

（一定要先启动了nginx服务，再启动keepalived服务）

查看VIP是否生成 ng01

5,  使用一个VIP把node节点与master节点都关联起来

所有node

5.1 修改node节点上的bootstrap.kubeconfig  配置文件为VIP

vim bootstrap.kubeconfig 

5.2 修改node节点上的kubelet.kubeconfig  配置文件为VIP

vim kubelet.kubeconfig

5.3  修改node节点上的kube-proxy.kubeconfig配置文件为VIP

vim kube-proxy.kubeconfig

5.4  重启kubelet和kube-proxy服务

6,  查看nginx 和 node 、 master 节点的连接状态

ng01

ng02

7，测试创建pod

master01 节点

7.1 测试创建pod

创建nginx pod

7.2 查看Pod的状态信息

//READY为1/1，表示这个Pod中有1个容器

 

7.3 curl命令访问

在对应网段的node节点上操作，可以直接使用浏览器或者curl命令访问

node01

7.4 查看nginx日志

master01节点

网关访问

 

7.5  查看service

master01节点

五    部署 Dashboard

1，Dashboard 介绍

仪表板是基于Web的Kubernetes用户界面。您可以使用仪表板将容器化应用程序部署到Kubernetes集群，对容器化应用程序进行故障排除，并管理集群本身及其伴随资源。您可以使用仪表板来概述群集上运行的应用程序，以及创建或修改单个Kubernetes资源（例如deployment，job，daemonset等）。例如，您可以使用部署向导扩展部署，启动滚动更新，重新启动Pod或部署新应用程序。仪表板还提供有关群集中Kubernetes资源状态以及可能发生的任何错误的信息。

2， 准备Dashboard 和 metrics-scraper.tar

node01  node02

准备压缩包

加载Dashboard  镜像（可视化工具）

这是监控数据的

3，master01 节点上传 recommended.yaml 文件到 /opt/k8s 目录中

master01

#默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001     #添加
  type: NodePort          #添加
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

4, 执行 ymal 文件

master01

5，创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色

创建service account

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system 是一个 Kubernetes 命令，用于在 Kubernetes 集群中创建一个新的服务账户（service account）。下面是对这个命令各部分的详细解释：

• kubectl: 这是 Kubernetes 的命令行工具，用于与 Kubernetes 集群进行交互，执行各种管理任务，如部署应用、检查集群状态等。
• create: 这是一个 kubectl 动作，表示你要创建一个新的资源对象，如 Pod、Service、Deployment 或者在这个情况下，是 ServiceAccount。
• serviceaccount: 这个关键词告诉 kubectl 你要创建的资源类型是 ServiceAccount。ServiceAccount 是 Kubernetes 中的一个特殊类型的对象，它用来为Pods提供身份和凭证，以便Pod内的进程能够与Kubernetes API进行安全通信。
• dashboard-admin: 这是你要创建的服务账户的名称。在这个场景中，"dashboard-admin" 暗示这个服务账户可能被设计用来给 Kubernetes Dashboard 或其他需要访问API权限的组件提供管理员级别的访问权限，但具体权限由关联的Role或ClusterRole决定。
• -n kube-system: -n 或 --namespace 是一个选项，用于指定资源将被创建在哪个命名空间（namespace）中。在这里，命名空间是 kube-system。kube-system 是 Kubernetes 集群中的一个特殊命名空间，通常用于存放集群的核心组件和服务，如DNS、网络插件、监控系统等。选择 kube-system 表示这个服务账户将专用于该命名空间内的资源和服务。

综上所述，这个命令的作用是在 Kubernetes 集群的 kube-system 命名空间中创建一个名为 dashboard-admin 的服务账户，它可能被设计用于为Kubernetes Dashboard或类似应用提供必要的API访问权限。但请注意，实际的权限配置需要通过附加的Role或ClusterRole以及RoleBinding或ClusterRoleBinding来实现。

管理员账号 并赋权

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin 是 Kubernetes 中的一个命令，用于创建一个集群角色绑定（ClusterRoleBinding）。这个命令的目的是赋予之前创建的服务账户特定的权限。下面是各部分的详细解释：

• kubectl create clusterrolebinding: 该命令用于创建一个新的集群角色绑定。ClusterRoleBinding 是 Kubernetes 中的一种授权机制，它将 ClusterRole（定义了一组权限）绑定到用户、组或服务账户上，并在整个集群范围内生效。
• dashboard-admin: 这是新创建的集群角色绑定的名称。它作为一个标识符，方便后续管理和理解这个绑定的用途，这里暗示它与之前创建的 dashboard-admin 服务账户相关联，用于给该服务账户分配权限。
• --clusterrole=cluster-admin: 这个选项指定了要绑定的 ClusterRole 名称。cluster-admin 是 Kubernetes 内置的一个超级管理员角色，拥有对整个集群的完全访问权限。通过此选项，你实际上是将 cluster-admin 这一最广泛的权限集赋予了即将绑定的对象。
• --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin: 这个选项指定了要授予上述ClusterRole的服务账户及其所在的命名空间。格式为 <namespace>:<serviceaccount-name>。在这个例子中，服务账户名为 dashboard-admin，位于 kube-system 命名空间。这意味着 kube-system 命名空间下的 dashboard-admin 服务账户将获得 cluster-admin 角色所包含的所有权限。

综上所述，这个命令的作用是创建一个集群角色绑定，它将 cluster-admin 这个拥有集群管理员权限的角色绑定给了 kube-system 命名空间下的 dashboard-admin 服务账户，从而使该服务账户在 Kubernetes 集群中具有了非常广泛的管理权限。这通常用于需要高度访问权限的组件，比如 Kubernetes Dashboard 的后端服务，但需要注意的是，这样的设置应谨慎使用，以避免潜在的安全风险。

6， 查看token 令牌

这个就是Dashboard 令牌

查看token 令牌 复制

kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

这条命令是用来查询 Kubernetes 集群中与 dashboard-admin 服务账户相关的秘密（secrets）详细信息的。命令分为两部分，我们逐一解析：

1. 获取 Secret 名称:

• kubectl -n kube-system get secret: 这部分命令用于列出 kube-system 命名空间中的所有秘密。
• | awk '/dashboard-admin/{print $1}': 这里使用管道 (|) 将前一个命令的输出作为 awk 命令的输入。awk 是一个强大的文本分析工具，这里使用的规则是，如果输出行中包含 "dashboard-admin"（这通常意味着与 dashboard-admin 服务账户相关的秘密），则打印该行的第一列（即Secret的名称）。

2. 描述 Secret 信息:

• kubectl describe secrets -n kube-system $(...): 这部分利用上一步得到的 Secret 名称（通过命令替换 $() 实现），在 kube-system 命名空间中执行 describe 命令来展示这些秘密的详细信息。describe 命令提供了关于资源的更详尽视图，包括其元数据、标签、选择器等属性，对于秘密来说，还会展示其类型、数据等敏感内容的加密表示。

总结来说，整个命令的作用是查找 kube-system 命名空间中与 dashboard-admin 服务账户相关的所有秘密，并详细描述这些秘密的信息。这对于调试、审计或理解服务账户认证和授权设置特别有用。

7， 浏览器登录Dashboard 

谷歌好像不太行

使用输出的token登录Dashboard

https://NodeIP:30001

展示：

8，在Dashboard  创建6台pod

在master01  可查看到刚刚创建的pod

六   总结

多master集群架构的部署过程

首先 部署master02等其他master节点  master01配置文件拷贝(私钥、服务、执行文件)到master02

搭建nginx/Haproxy + keepalived 高可用负载均衡器对master节点

修改 node节点上kubelet kube-proxy的 kubeconfig配置文件对接VIP

kubectl 的配置文件也要对接VIP或者当前的节点