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kubernetes集群安装指南：kube-controller-manager组件集群部署
kube-controller-manager属于master节点组件，kube-controller-manager集群包含 3 个节点，启动后将通过竞争选举机制产生一个 leader 节点，其它节点为阻塞状态。当 leader 节点不可用后，剩余节点将再次进行选举产生新的 leader 节点，从而保证服务的高可用性。
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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-controller-manager 在如下两种情况下使用证书：
- 与 kube-apiserver 的安全端口通信使用;
- 在安全端口(https，10257) 输出 prometheus 格式的 metrics；
1.1 环境变量定义
#################### Variable parameter setting ######################
KUBE_NAME=kube-controller-manager
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
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}')
USER=k8s
SERVICE_CIDR=10.254.0.0/221.2 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}/" -b2 部署kube-controller-manager集群
2.1 安装kube-controller-manager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 $KUBE_CONFIG_PATH
fi
### 2.Install kube-apiserver binary of kubernetes.
if [ ! -f "$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_NAM /usr/local/bin
chown -R $USER:$USER $K8S_INSTALL_PATH
chmod -R 755 $K8S_INSTALL_PATH2.2 分发 kubeconfig 文件和证书
分发证书
cd ${CA_DIR}
sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a "src=ca.pem dest=${CA_DIR}/" -b
sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a "src=ca-key.pem dest=${CA_DIR}/" -b
sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a \
"src=kubecontroller-manager.pem dest=${CA_DIR}/" -b
sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a \
"src=kubecontroller-manager-key.pem dest=${CA_DIR}/" -b分发kubeconfig认证文件
kube-controller-manager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-scheduler证书：
cd $KUBE_CONFIG_PATH
sudo ansible master_k8s_vgs -m copy -a \
"src=kube-controller-manager.kubeconfig dest=$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-controller-manager启动服务
cat >/usr/lib/systemd/system/${KUBE_NAME}.service<- --port=0：关闭监听非安全端口（http），同时 --address 参数无效，--bind-address 参数有效；
- --secure-port=10252、--bind-address=0.0.0.0: 在所有网络接口监听 10252 端口的 https /metrics 请求；
- --kubeconfig：指定 kubeconfig 文件路径，kube-controller-manager 使用它连接和验证 kube-apiserver；
- --authentication-kubeconfig 和 --authorization-kubeconfig：kube-controller-manager 使用它连接 apiserver，对 client 的请求进行认证和授权。kube-controller-manager 不再使用 --tls-ca-file 对请求 https metrics 的 Client 证书进行校验。如果没有配置这两个 kubeconfig 参数，则 client 连接 kube-controller-manager https 端口的请求会被拒绝(提示权限不足)。
- --cluster-signing-*-file：签名 TLS Bootstrap 创建的证书；
- --experimental-cluster-signing-duration：指定 TLS Bootstrap 证书的有效期；
- --root-ca-file：放置到容器 ServiceAccount 中的 CA 证书，用来对 kube-apiserver 的证书进行校验；
- --service-account-private-key-file：签名 ServiceAccount 中 Token 的私钥文件，必须和 kube-apiserver 的 --service-account-key-file 指定的公钥文件配对使用；
- --service-cluster-ip-range ：指定 Service Cluster IP 网段，必须和 kube-apiserver 中的同名参数一致；
- --leader-elect=true：集群运行模式，启用选举功能；被选为 leader 的节点负责处理工作，其它节点为阻塞状态；
- --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner：启用的控制器列表，tokencleaner 用于自动清理过期的 Bootstrap token；
- --horizontal-pod-autoscaler-*：custom metrics 相关参数，支持 autoscaling/v2alpha1；
- --tls-cert-file、--tls-private-key-file：使用 https 输出 metrics 时使用的 Server 证书和秘钥；
- --use-service-account-credentials=true: kube-controller-manager 中各 controller 使用 serviceaccount 访问 kube-apiserver；
2.4 检查服务运行状态
kube-controller-manager监听10252和10257端口，两个接口都对外提供 /metrics 和 /healthz 的访问。
- 10252：接收 http 请求访问，非安全端口，不需要认证授权，为了安全建议侦听地址为127.0.0.1；
- 10257：接收 https 请求访问，安全端口，需要认证授权，可以侦听任何地址；
sudo netstat -ntlp | grep kube-con tcp 0 0 127.0.0.1:10252 0.0.0.0:* LISTEN 2450/kube-controlle tcp 0 0 10.10.10.22:10257 0.0.0.0:* LISTEN 2450/kube-controlle
注意：很多安装文档都是关闭了非安全端口，将安全端口改为10250，这会导致查看集群状态是报如下错误，执行 kubectl get cs命令时，apiserver 默认向 127.0.0.1 发送请求。当controller-manager、scheduler以集群模式运行时，有可能和kube-apiserver不在一台机器上，且访问方式为https，则 controller-manager或scheduler 的状态为 Unhealthy，但实际上它们工作正常。则会导致上述error，但实际集群是安全状态；
kubectl get componentstatuses
NAME STATUS MESSAGE ERROR
controller-manager Unhealthy dial tcp 127.0.0.1:10252: connect: connection refused
scheduler Unhealthy dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused
etcd-0 Healthy {"health":"true"}
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
正常输出应该为：
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-2 Healthy {"health":"true"}
etcd-1 Healthy {"health":"true"}
etcd-0 Healthy {"health":"true"} 查看服务是否运行
systemctl status kube-controller-manager|grep Active确保状态为 active (running)，否则查看日志，确认原因：
sudo journalctl -u kube-controller-manager2.5 查看输出的 metrics
注意：以下命令在 kube-controller-manager 节点上执行。
https方式访问
curl -s --cacert /opt/k8s/work/ca.pem \
--cert /opt/k8s/work/admin.pem \
--key /opt/k8s/work/admin-key.pem \
https://10.10.10.22:10257/metrics |head
http方式访问
curl -s http://127.0.0.1:10252/metrics |head2.6 kube-controller-manager 的权限设置
ClusteRole system:kube-controller-manager 的权限很小，只能创建 secret、serviceaccount 等资源对象，各 controller 的权限分散到 ClusterRole system:controller:XXX 中：
$ kubectl describe clusterrole system:kube-controller-manager
Name: system:kube-controller-manager
Labels: kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults
Annotations: rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate=true
PolicyRule:
Resources Non-Resource URLs Resource Names Verbs
--------- ----------------- -------------- -----
secrets [] [] [create delete get update]
endpoints [] [] [create get update]
serviceaccounts [] [] [create get update]
events [] [] [create patch update]
tokenreviews.authentication.k8s.io [] [] [create]
subjectacce***eviews.authorization.k8s.io [] [] [create]
configmaps [] [] [get]
namespaces [] [] [get]
*.* [] [] [list watch]需要在kube-controller-manager的启动参数中添加"--use-service-account-credentials=true"参数,这样main controller将会为各controller创建对应的ServiceAccount XXX-controller。然后内置的 ClusterRoleBinding system:controller:XXX则将赋予各XXX-controller ServiceAccount对应的ClusterRole system:controller:XXX 权限。
$ kubectl get clusterrole|grep controller
system:controller:attachdetach-controller 17d
system:controller:certificate-controller 17d
system:controller:clusterrole-aggregation-controller 17d
system:controller:cronjob-controller 17d
system:controller:daemon-set-controller 17d
system:controller:deployment-controller 17d
system:controller:disruption-controller 17d
system:controller:endpoint-controller 17d
system:controller:expand-controller 17d
system:controller:generic-garbage-collector 17d
system:controller:horizontal-pod-autoscaler 17d
system:controller:job-controller 17d
system:controller:namespace-controller 17d
system:controller:node-controller 17d
system:controller:persistent-volume-binder 17d
system:controller:pod-garbage-collector 17d
system:controller:pv-protection-controller 17d
system:controller:pvc-protection-controller 17d
system:controller:replicaset-controller 17d
system:controller:replication-controller 17d
system:controller:resourcequota-controller 17d
system:controller:route-controller 17d
system:controller:service-account-controller 17d
system:controller:service-controller 17d
system:controller:statefulset-controller 17d
system:controller:ttl-controller 17d
system:kube-controller-manager 17d以 deployment controller 为例：
$ kubectl describe clusterrole system:controller:deployment-controller
Name: system:controller:deployment-controller
Labels: kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults
Annotations: rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate=true
PolicyRule:
Resources Non-Resource URLs Resource Names Verbs
--------- ----------------- -------------- -----
replicasets.apps [] [] [create delete get list patch update watch]
replicasets.extensions [] [] [create delete get list patch update watch]
events [] [] [create patch update]
pods [] [] [get list update watch]
deployments.apps [] [] [get list update watch]
deployments.extensions [] [] [get list update watch]
deployments.apps/finalizers [] [] [update]
deployments.apps/status [] [] [update]
deployments.extensions/finalizers[] [] [update]
deployments.extensions/status [] [] [update]2.7 查看当前的 leader
kubectl get endpoints kube-controller-manager --namespace=kube-system -o yaml2.8 测试kube-controller-manager集群的高可用
随机找一个或两个 master 节点，停掉kube-controller-manager服务，看其它节点是否获取了 leader 权限.
参考
关于 controller 权限和 use-service-account-credentials 参数：
https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/48208
kubelet 认证和授权：
https://kubernetes.io/docs/admin/kubelet-authentication-authorization/#kubelet-authorization
安装完成kube-controller-manager后，还需要安装kube-scheduler，请参考：kubernetes集群安装指南：kube-scheduler组件集群部署。关于kube-controller-manager脚本请此处获取
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