K3S系列文章-使用AutoK3s在騰訊雲上安裝高可用K3S叢集

東風微鳴發表於2023-02-25

開篇

方案

在騰訊雲上安裝 K3S

後續會在這套 K3S 叢集上安裝 Rancher

方案目標

  1. 高可用
    1. 3 臺master 的 k3s 叢集
  2. 資料備份
    1. k3s 資料備份到 騰訊雲物件儲存 cos
  3. 儘量複用公有云的能力
    1. Tencent Cloud Controller Manager (❌ 因為騰訊雲已經放棄維護相關原始碼, 所以無法複用)
    2. SVC LoadBalancer 呼叫 CLB (❌ 因為騰訊雲已經放棄維護相關原始碼, 所以無法複用)
    3. 備份 - 使用騰訊雲 COS

前提條件

  1. 有騰訊雲賬戶，賬戶至少擁有如下許可權：auto k3s 安裝 - 設定 CAM 以及這些許可權:

    1. QcloudTAGFullAccess

  2. 該騰訊雲賬號有對應的 API 金鑰，地址：訪問金鑰 - 控制檯 (tencent.com) ，或者擁有相關許可權：cam:QueryCollApiKey 和 cam:CreateCollApiKey

  3. 一臺 linux 操作機，用於部署 autok3s

  4. 一個物件儲存通 cos，用於備份

  5. 已有的映象倉庫的一些賬號密碼或認證資訊，包括：quay，docker，騰訊雲 （用於加速 pull push映象）

    ℹ️ Info:

    騰訊雲 tcr 廣州 提供免費個人版例項，可以使用並新增：

    https://ccr.ccs.tencentyun.com

K3S 安裝注意事項

  1. 透過autok3s部署
  2. 透過 autok3s 安裝後, 預設 k8s api 透過 公網 IP 進行通訊, 需要調整 systemd 配置使其透過內網進行通訊.
  3. ⚠️付費模式，安裝後可根據具體情況在將付費模式控制檯改為：包年包月

K3S 安裝引數

本次 K3s 安裝引數如下：

  1. Master 3臺
  2. Worker: 0
  3. Region：shanghai （ap-shanghai）
  4. zone：二區（ap-shanghai-2）
  5. Instance Type：S5.MEDIUM8
  6. Image: img-22trbn9x (ubuntu 20.04)
  7. instanceChargeType：預設後付費，且無法調整。⚠️安裝後控制檯改為：PREPAID
  8. Disk: CLOUD_SSD (ℹ️ CLOUD_PREMIUM(高效能雲盤), CLOUD_SSD(SSD雲硬碟))
  9. Disk Size: 50 G
  10. VPC ID: 空（autok3s 會自動建立）
  11. Subnet ID: 空（autok3s 會自動建立）
  12. Internet Max Bandwidth Out：5 (可以按需調小)
  13. Security Group Ids：空, 讓 autok3s 自動建立, 叢集建立好之後再調整安全組, 縮小入口範圍
  14. EIP：是否使用彈性公網IP false
  15. Tags (見下文)
  16. K3s Version: v1.21.7+k3s1
  17. Cluster: true
  18. Master Extra Args: 見下文
  19. Cluster模式: true
  20. Registry(見下文)
  21. UI：true

⚠️ Warning:

執行 autok3s 建立前, 如果選擇已有的安全組, 那麼 CVM 例項至少需要應用以下安全組規則:

Rule        Protocol    Port      Source             Description
InBound     TCP         22        ALL                SSH Connect Port
InBound     TCP         6443      K3s agent nodes    Kubernetes API
InBound     TCP         10250     K3s server & agent Kubelet
InBound     UDP         8472      K3s server & agent (Optional) Required only for Flannel VXLAN
InBound     TCP         2379,2380 K3s server nodes   (Optional) Required only for embedded ETCD
OutBound    ALL         ALL       ALL                Allow All

特別是: 22 埠必須要對操作機的公網IP 開放

原因: autok3s 自動部署公有云時, 透過公網IP 上傳 KeyPair, 如果沒有以上安全組, autok3s 會執行失敗. 報錯如下: (101.34.46.218 就是公網 IP)

level=error msg="[ssh-dialer] init dialer [101.34.46.218:22] error: [tencent] calling getInstanceStatus error. region: ap-shanghai, zone: ap-shanghai-2, instanceName: [ins-ggxozpyl ins-cfi2vio1 ins-78rkem0b], message: not `RUNNING` status"

安裝步驟

AutoK3s

在操作機上安裝，命令如下：

curl -sS http://rancher-mirror.cnrancher.com/autok3s/install.sh  | INSTALL_AUTOK3S_MIRROR=cn sh

過程如下：

Downloading package http://rancher-mirror.rancher.cn/autok3s/v0.4.6/autok3s_linux_amd64 as /tmp/autok3s_linux_amd64
Download complete.

Running with sufficient permissions to attempt to move autok3s to /usr/local/bin
New version of autok3s installed to /usr/local/bin
Version: {"gitVersion":"v0.4.6","gitCommit":"4537e6ee2aea8b204a72f7b6c377edb154f7c058","gitTreeState":"","buildDate":"2021-12-28T04:15:30Z","goVersion":"go1.16.2","compiler":"gc","platform":"linux/amd64"}
Downloading package http://rancher-mirror.rancher.cn/kube-explorer/v0.2.7/kube-explorer-linux-amd64 as /tmp/kube-explorer-linux-amd64
Download complete.

Running with sufficient permissions to attempt to move kube-explorer to /usr/local/bin
New version of kube-explorer installed to /usr/local/bin
Skipping /usr/local/bin/kubectl symlink to autok3s, already exists

您可以透過以下 CLI 命令啟動本地 UI。

autok3s serve --bind-address 0.0.0.0 --bind-port 8087

⚠️ Warning:

頁面無登入認證，確保最小許可權開放以及用完後及時關閉。

輸出如下：

INFO[0000] run as daemon, listening on 127.0.0.1:8087

訪問 UI：http://<操作機IP>:8087

AutoK3s UI 模板

如果今後要多次安裝，可以在 UI 上建立可複用的模板，模板包括如下固定引數：

  1. Credential Options：

    1. 騰訊雲 Secret Id
    2. 騰訊雲 Secret Key

  2. Instance Options

    1. Basic
      1. Region：ap-shanghai
      2. Zone：ap-shanghai-2
      3. Instance Type: S5.MEDIUM8
      4. Image: img-22trbn9x (ubuntu 20.04)
      5. Disk Category: CLOUD_SSD
      6. Disk Size: 50 G
    2. Network
      1. Internet Max Bandwidth Out：5
      2. EIP: Disable
      3. ⚠️ 注意：另外 3 個引數：VPC ID、SubnetID、Security Group Ids 每次建立時需要按需填寫或留空
    3. SSH Public
      1. SSH User：ubuntu
      2. SSH Port：22
      3. Keypair Id : 留空(⚠️ 注意：如果 Keypair Id 留空，會自動生成 Keypair)
    4. SSH Private
      1. SSH Agent Auth：Disable
      2. SSH Key Path: 留空(⚠️ 注意：如果上面選擇了 Keypair Id, 那麼對應的SSH Key Path 也要填寫)
    5. Advance
      1. 打了 3 個 tags，方便後續管理：
        1. app=rancher
        2. env=prod
        3. provider=k3s

  3. K3s Options

    1. Basic

      1. K3s Channel: stable
      2. K3s Version: v1.21.7+k3s1 (ℹ️ Info: 202201 根據 suse 官網選型的最新穩定版，k3s v1.21.7+k3s1，後面會按需調整版本)
      3. Cluster： Enable(啟用叢集模式，使用 etcd 組成高可用叢集)
      4. K3s Install Script：http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh

    2. Master

      1. Master: 3

      2. Master Extra Args：

        --write-kubeconfig-mode "644" --pause-image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/rancher/pause:3.6 --etcd-s3 --etcd-snapshot-schedule-cron 0 0 * * * --etcd-s3-endpoint cos.ap-shanghai.myqcloud.com --etcd-s3-access-key <your-cos-access-key> --etcd-s3-secret-key  <your-cos-secret-key> --etcd-s3-bucket  <your-cos-bucket> --etcd-s3-folder /rancher/k3s

    3. Worker

      1. Worker: 0

    4. Advance: 留空

    5. TLS Sans: 留空 (⚠️ 如果前面會使用 CLB 作為負載均衡，那麼建議填上 CLB VIP)

    6. Registry, 見下面registries.yaml

  4. Additional Options

    1. UI: explorer

registries.yaml:

mirrors:
  docker.io:
    endpoint:
      - "https://mirror.ccs.tencentyun.com"
      - "https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com"
      - "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
  quay.io:
    endpoint:
      - "https://mirror.ccs.tencentyun.com"    
configs:
  'ccr.ccs.tencentyun.com':
    auth:
      username: <your-account-id>
      password: <your-registry-password>

AutoK3s 透過 UI 建立 K3S 叢集

訪問 UI 介面, 點選 Quick Start, Provider 選擇 tencent;

然後在下方填入自定義的資訊, 主要是填寫 Network 的資訊, 如下圖:

點選 Create, 等待返回結果即可.

AutoK3s CLI 命令

您也可以透過以下 CLI 在 騰訊雲上快速建立一個 3 master, 0 worker 節點的 K3s 高可用叢集。

autok3s create --provider tencent --cluster --enable [ "explorer" ] --k3s-channel stable --k3s-install-mirror INSTALL_K3S_MIRROR=cn --k3s-install-script http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh --k3s-version v1.21.7+k3s1 --master 3 --master-extra-args '--write-kubeconfig-mode "644" --pause-image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/rancher/pause:3.6 --etcd-s3 --etcd-snapshot-schedule-cron 0 0 * * * --etcd-s3-endpoint cos.ap-shanghai.myqcloud.com --etcd-s3-access-key <your-cos-access-key> --etcd-s3-secret-key <your-cos-secret-key> --etcd-s3-bucket <your-cos-bucket> --etcd-s3-folder /rancher/k3s' --name rancher-1 --ssh-port 22 --ssh-user ubuntu --tls-sans <your-clb-ip> --worker 0 --disk-category CLOUD_SSD --disk-size 50 --image img-22trbn9x --instance-type S5.MEDIUM8 --internet-max-bandwidth-out 5 --keypair-id <your-keypair-id> --region ap-shanghai --secret-id <your-tencent-secret-id> --secret-key <your-tencent-secret-key> --tags 'app=rancher' --tags 'env=prod' --tags 'provider=k3s' --zone ap-shanghai-2 --vpc <your-vpc-id> --subnet <your-subnet-id> --registry /etc/autok3s/registries.yaml

安裝成功日誌顯示如下:

time="2022-02-12T14:52:16+08:00" level=info msg="[tencent] executing create logic..."
INFO[0000] [tencent] use existing key pair 
time="2022-02-12T14:52:16+08:00" level=info msg="[tencent] 3 masters and 0 workers will be added"
time="2022-02-12T14:52:16+08:00" level=info msg="[tencent] check default security group autok3s in region ap-shanghai"
time="2022-02-12T14:52:16+08:00" level=info msg="[tencent] create default security group autok3s in region ap-shanghai"
time="2022-02-12T14:52:16+08:00" level=info msg="[tencent] check rules of security group autok3s"
time="2022-02-12T14:52:18+08:00" level=info msg="[tencent] 3 number of master instances will be created"
time="2022-02-12T14:52:23+08:00" level=info msg="[tencent] 3 number of master instances successfully created"
time="2022-02-12T14:52:23+08:00" level=info msg="[tencent] waiting for the instances [ins-xxxxx] to be in `RUNNING` status..."
time="2022-02-12T14:52:54+08:00" level=info msg="[tencent] instances [ins-xxxxx] are in `RUNNING` status"
time="2022-02-12T14:52:54+08:00" level=info msg="[tencent] executing init k3s cluster logic..."
time="2022-02-12T14:52:54+08:00" level=info msg="[tencent] creating k3s master-1..."
mirrors:
    docker.io:
        endpoint:
            - https://mirror.ccs.tencentyun.com
            - https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
            - https://docker.mirrors.ustc.edu.cn
    quay.io:
        endpoint:
            - https://mirror.ccs.tencentyun.com
configs:
    ccr.ccs.tencentyun.com:
        auth:
            username: 
            password: 
            auth: ""
            identity_token: ""
        tls: null
auths: {}
time="2022-02-12T14:53:26+08:00" level=info msg="[cluster] k3s master command: curl -sLS http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_TOKEN='xxxxxxx' INSTALL_K3S_EXEC='server  --tls-san xxxxx --tls-san xxxxxxxx --tls-san xxxxxxx --node-external-ip xxxxxx --write-kubeconfig-mode \"644\" --pause-image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/rancher/pause:3.6 --disable-cloud-controller --cluster-cidr 10.42.0.0/16 --cluster-init' INSTALL_K3S_VERSION='v1.21.7+k3s1' sh -"
[INFO]  Using v1.21.7+k3s1 as release
[INFO]  Downloading hash http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/v1.21.7-k3s1/sha256sum-amd64.txt
[INFO]  Downloading binary http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/v1.21.7-k3s1/k3s
[INFO]  Verifying binary download
[INFO]  Installing k3s to /usr/local/bin/k3s
[INFO]  Creating /usr/local/bin/kubectl symlink to k3s
[INFO]  Creating /usr/local/bin/crictl symlink to k3s
[INFO]  Creating /usr/local/bin/ctr symlink to k3s
[INFO]  Creating killall script /usr/local/bin/k3s-killall.sh
[INFO]  Creating uninstall script /usr/local/bin/k3s-uninstall.sh
[INFO]  env: Creating environment file /etc/systemd/system/k3s.service.env
[INFO]  systemd: Creating service file /etc/systemd/system/k3s.service
[INFO]  systemd: Enabling k3s unit
[INFO]  systemd: Starting k3s
time="2022-02-12T14:53:59+08:00" level=info msg="[tencent] successfully created k3s master-1"
time="2022-02-12T14:53:59+08:00" level=info msg="[tencent] creating k3s master-2..."
...
time="2022-02-12T14:54:35+08:00" level=info msg="[tencent] successfully created k3s master-2"
time="2022-02-12T14:54:35+08:00" level=info msg="[tencent] creating k3s master-3..."
...
time="2022-02-12T14:55:06+08:00" level=info msg="[tencent] successfully created k3s master-3"
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: ......
    server: https://127.0.0.1:6443
  name: default
contexts:
- context:
    cluster: default
    user: default
  name: default
current-context: default
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: default
  user:
    client-certificate-data: ......
    client-key-data: ......
time="2022-02-12T14:55:06+08:00" level=info msg="[tencent] deploying additional manifests"
time="2022-02-12T14:55:06+08:00" level=info msg="[tencent] successfully deployed additional manifests"
time="2022-02-12T14:55:06+08:00" level=info msg="[tencent] successfully executed init k3s cluster logic"
---
time="2022-02-12T14:55:07+08:00" level=info msg="[tencent] successfully deployed manifests"
time="2022-02-12T14:55:07+08:00" level=info msg="=========================== Prompt Info ==========================="
time="2022-02-12T14:55:07+08:00" level=info msg="Use 'autok3s kubectl config use-context prod-ha.ap-shanghai.tencent'"
time="2022-02-12T14:55:07+08:00" level=info msg="Use 'autok3s kubectl get pods -A' get POD status`"

? 到這裡, K3S 叢集建立完畢.

K3s 配置調整

? Important:

安裝後, 預設 k8s api 透過 公網 IP 進行通訊, 出於安全考慮，建議調整 systemd 配置使其透過內網進行通訊.

步驟如下:

修改後兩臺 master 的 /etc/systemd/system/k3s.service.env 的 K3S_URL 為第一臺 master 的內網地址

K3S_URL=https://<master1-internal-ip>:6443

第一臺 master, 修改 /etc/systemd/system/k3s.service , 增加:

        '--node-ip' \
        '<master1-internal-ip>' \
        '--advertise-address' \
        '<master1-internal-ip>' \

另外2臺, 增加及修改如下:

        '--server' \
        'https://<master1-internal-ip>:6443' \
        ...
        '--node-ip' \
        '<other-master-internal-ip>' \
        '--advertise-address' \
        '<other-master-internal-ip>' \

重啟生效:

systemctl daemon-reload
systemctl restart k3s.service

驗證:

檢視 kubernetes 的 endpoint, 從公網地址變為內網地址, 如下:

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: kubernetes
  namespace: default
  ...
  labels:
    endpointslice.kubernetes.io/skip-mirror: 'true'
  managedFields:
    - manager: k3s
      operation: Update
      ...
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/endpoints/kubernetes
subsets:
  - addresses:
      - ip: <master2-internal-ip>
      - ip: <master1-internal-ip>
      - ip: <master3-internal-ip>
    ports:
      - name: https
        port: 6443
        protocol: TCP

收尾工作

調整安全組

入站規則:

  1. TCP:22(SSH) 埠許可權收緊
  2. TCP:6443(K8S API) 埠許可權收緊
  3. UDP:8472(K3s vxlan) 只開放給內網
  4. TCP:10250(kube api-server) 只開放給內網

最終效果如下: (應該可以進一步收緊)

總結

??? 至此, 完成騰訊雲上 K3S 高可用叢集的搭建, 並配置備份.

為後面的 Rancher 搭建做好了基礎。

以下是安裝後的相關輸出資訊:

K3s

  1. 3 個 Master 和 Server hostname、內外網IP

  2. K3S API Server 地址：https://<以上6個IP地址任一個或CLB的IP>:6443

  3. K3S kubeconfig 配置：位於 k3s 的/etc/rancher/k3s/k3s.yaml 以及操作機的 /root/.autok3s/.kube/config

三人行, 必有我師; 知識共享, 天下為公. 本文由東風微鳴技術部落格 EWhisper.cn 編寫.

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