kubernetes集群安装指南：kube-proxy组件部署

发布时间：2020-07-28 14:06:08 作者：清白之年
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kube-proxy组件是要是为集群内pod应用提供endpoint服务，当我们为一个pod定义了svc时，kube-proxy会自动生成pod与svc的映射关系，并代理到集群内部或宿主机上。

1 安装准备

特别说明：这里所有的操作都是在devops这台机器上通过ansible工具执行；kube-proxy 需要使用kubeconfig认证文件安全访问kube-apiserver：它监听 apiserver 中 service 和 endpoint 的变化情况，创建路由规则以提供服务 IP 和负载均衡功能。

1.1 环境变量定义

#################### 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 下载和分发 kubernetes 二进制文件

访问kubernetes github 官方地址下载稳定的 realease 包至本机；

wget  $DOWNLOAD_URL -P $SOFTWARE

将kubernetes 软件包分发到各个master节点服务器；

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

2 部署kube-proxy集群

2.1 安装kube-proxy二进制文件

### 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 分发kubeconfig文件和证书文件

分发CA根证书

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

分发kubeconfig认证文件

kube-proxy使用 kubeconfig文件连接访问 apiserver服务，该文件提供了 apiserver 地址、嵌入的 CA 证书和 kube-proxy服务器证书以及私钥：

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

备注：如果在前面小节已经同步过各组件kubeconfig和证书文件，此处可以不必执行此操作；

2.3 创建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: 监听地址；
clientConnection.kubeconfig: 连接 apiserver 的 kubeconfig 文件；
clusterCIDR: kube-proxy 根据 --cluster-cidr 判断集群内部和外部流量，指定 --cluster-cidr 或 --masquerade-all 选项后 kube-proxy 才会对访问 Service IP 的请求做 SNAT；
hostnameOverride: 参数值必须与 kubelet 的值一致，否则 kube-proxy 启动后会找不到该 Node，从而不会创建任何 ipvs 规则；
mode: 使用 ipvs 模式；

2.4 创建kube-proxy 启动服务

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 检查服务运行状态

systemctl status kube-proxy|grep Active

确保状态为 active (running)，否则查看日志，确认原因：

sudo journalctl -u kube-proxy

2.6 查看输出的 metrics

注意：以下命令在 kube-scheduler 节点上执行。kube-proxy 监听 10249 和 10256 端口：两个接口都对外提供 /metrics 和 /healthz 的访问。

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 路由规则

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

至此整个集群基本部署完成，关于kubernetes集群监控请参考：kubernetes集群安装指南：kubernetes集群插件部署。kube-proxy脚本可以从此处获取，