kubernetes集群安裝指南：kube-proxy組件部署

kube-proxy組件是要是為集群內pod應用提供endpoint服務，當我們為一個pod定義了svc時，kube-proxy會自動生成pod與svc的映射關系，并代理到集群內部或宿主機上。

1 安裝準備

特別說明：這里所有的操作都是在devops這臺機器上通過ansible工具執行；kube-proxy 需要使用kubeconfig認證文件安全訪問kube-apiserver：它監聽 apiserver 中 service 和 endpoint 的變化情況，創建路由規則以提供服務 IP 和負載均衡功能。

1.1 環境變量定義

#################### Variable parameter setting ######################
KUBE_NAME=kube-proxy
K8S_INSTALL_PATH=/data/apps/k8s/kubernetes
K8S_BIN_PATH=${K8S_INSTALL_PATH}/sbin
K8S_LOG_DIR=${K8S_INSTALL_PATH}/logs
K8S_CONF_PATH=/etc/k8s/kubernetes
KUBE_CONFIG_PATH=/etc/k8s/kubeconfig
CA_DIR=/etc/k8s/ssl
SOFTWARE=/root/software
HOSTNAME=`hostname`
VERSION=v1.14.2
PACKAGE=kubernetes-server-${VERSION}-linux-amd64.tar.gz
DOWNLOAD_URL=https://github.com/devops-apps/download/raw/master/kubernetes/$PACKAGE
ETH_INTERFACE=eth2
LISTEN_IP=$(ifconfig | grep -A 1 ${ETH_INTERFACE} |grep inet |awk '{print $2}')
CLUSTER_PODS_CIDR=172.16.0.0/20

1.2 下載和分發 kubernetes 二進制文件

訪問kubernetes github 官方地址下載穩定的 realease 包至本機；

wget  $DOWNLOAD_URL -P $SOFTWARE

將kubernetes 軟件包分發到各個master節點服務器；

sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a "src=${SOFTWARE}/$PACKAGE dest=${SOFTWARE}/" -b

2 部署kube-proxy集群

2.1 安裝kube-proxy二進制文件

### 1.Check if the install directory exists.
if [ ! -d "$K8S_BIN_PATH" ]; then
     mkdir -p $K8S_BIN_PATH
fi

if [ ! -d "$K8S_LOG_DIR/$KUBE_NAME" ]; then
     mkdir -p $K8S_LOG_DIR/$KUBE_NAME
fi

if [ ! -d "$K8S_CONF_PATH" ]; then
     mkdir -p $K8S_CONF_PATH
fi

if [ ! -d "$KUBE_CONFIG_PATH" ]; then
     mkdir -p $KUBE_CONFIG_PATH
fi

### 2.Install kube-proxy binary of kubernetes.
if [ ! -f "$SOFTWARE/kubernetes-server-${VERSION}-linux-amd64.tar.gz" ]; then
     wget $DOWNLOAD_URL -P $SOFTWARE >>/tmp/install.log  2>&1
fi
cd $SOFTWARE && tar -xzf kubernetes-server-${VERSION}-linux-amd64.tar.gz -C ./
cp -fp kubernetes/server/bin/$KUBE_NAME $K8S_BIN_PATH
ln -sf  $K8S_BIN_PATH/${KUBE_NAME} /usr/local/bin
chmod -R 755 $K8S_INSTALL_PATH

2.2 分發kubeconfig文件和證書文件

分發CA根證書

cd $CA_DIR
ansible worker_k8s_vgs -m copy -a "src=ca.pem  dest=$CA_DIR" -b

分發kubeconfig認證文件

kube-proxy使用 kubeconfig文件連接訪問 apiserver服務，該文件提供了 apiserver 地址、嵌入的 CA 證書和 kube-proxy服務器證書以及私鑰：

cd $KUBE_CONFIG_PATH
ansible worker_k8s_vgs -m copy -a "src= kube-proxy.kubeconfig dest=$KUBE_CONFIG_PATH" -b

備注： 如果在前面小節已經同步過各組件kubeconfig和證書文件，此處可以不必執行此操作；

2.3 創建kube-proxy配置文件

cat >${K8S_CONF_PATH}/kube-proxy-config.yaml<<EOF
kind: KubeProxyConfiguration
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
clientConnection:
  burst: 200
  kubeconfig: "${KUBE_CONFIG_PATH}/kube-proxy.kubeconfig"
  qps: 100
bindAddress: ${LISTEN_IP}
healthzBindAddress: ${LISTEN_IP}:10256
metricsBindAddress: ${LISTEN_IP}:10249
clusterCIDR: ${CLUSTER_PODS_CIDR}
hostnameOverride: ${HOSTNAME}
mode: "ipvs"
portRange: ""
kubeProxyIPTablesConfiguration:
  masqueradeAll: false
kubeProxyIPVSConfiguration:
  scheduler: rr
  excludeCIDRs: []
EOF

• bindAddress: 監聽地址；
• clientConnection.kubeconfig: 連接 apiserver 的 kubeconfig 文件；
• clusterCIDR: kube-proxy 根據 --cluster-cidr 判斷集群內部和外部流量，指定 --cluster-cidr 或 --masquerade-all 選項后 kube-proxy 才會對訪問 Service IP 的請求做 SNAT；
• hostnameOverride: 參數值必須與 kubelet 的值一致，否則 kube-proxy 啟動后會找不到該 Node，從而不會創建任何 ipvs 規則；
• mode: 使用 ipvs 模式；

2.4 創建kube-proxy 啟動服務

cat >/usr/lib/systemd/system/${KUBE_NAME}.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target
[Service]
WorkingDirectory=${K8S_INSTALL_PATH}
ExecStart=${K8S_BIN_PATH}/${KUBE_NAME} \\
  --config=${K8S_CONF_PATH}/kube-proxy-config.yaml \\
  --alsologtostderr=true \\
  --logtostderr=false \\
  --log-dir=${K8S_LOG_DIR}/${KUBE_NAME} \\
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

2.5 檢查服務運行狀態

systemctl status kube-proxy|grep Active

確保狀態為 active (running)，否則查看日志，確認原因：

sudo journalctl -u kube-proxy

2.6 查看輸出的 metrics

注意：以下命令在 kube-scheduler 節點上執行。kube-proxy 監聽 10249 和 10256 端口：兩個接口都對外提供 /metrics 和 /healthz 的訪問。

sudo netstat -ntlp | grep kube-proxy
tcp   0  0 10.10.10.40:10249   0.0.0.0:*    LISTEN      22604/kube-proxy
tcp   0  0 10.10.10.40:10256   0.0.0.0:*    LISTEN      22604/kube-proxy

2.7 查看查看 ipvs 路由規則

sudo ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.20.40:8400 rr
  -> 172.16.3.2:8080              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.3:8080              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.4:8080              Masq    1      0          0         
TCP  192.168.20.40:8497 rr
  -> 172.16.3.2:8500              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.3:8500              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.4:8500              Masq    1      0          0         
TCP  10.10.10.40:8400 rr
  -> 172.16.3.2:8080              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.3:8080              Masq    1      0          0         
  -> 172.16.3.4:8080              Masq    1      0          0   

至此整個集群基本部署完成，關于kubernetes集群監控請參考：kubernetes集群安裝指南：kubernetes集群插件部署。kube-proxy腳本可以從此處獲取，