(六)手动部署k8s之-部署flannel网络

原教程来自 github/opsnull, 现在此基础上记录自己搭建遇到的问题

kubernetes 要求集群内各节点(包括 master 节点)能通过 Pod 网段互联互通。flannel 使用 vxlan 技术为各节点创建一个可以互通的 Pod 网络,使用的端口为 UDP 8472(需要开放该端口,如公有云 AWS 等)。

flanneld 第一次启动时,从 etcd 获取配置的 Pod 网段信息,为本节点分配一个未使用的地址段,然后创建 flannedl.1 网络接口(也可能是其它名称,如 flannel1 等)。

flannel 将分配给自己的 Pod 网段信息写入 /run/flannel/docker 文件,docker 后续使用这个文件中的环境变量设置 docker0 网桥,从而从这个地址段为本节点的所有 Pod 容器分配 IP。

下载和分发 flanneld 二进制文件

从 flannel 的 release 页面 下载最新版本的安装包

cd /opt/k8s/work
mkdir flannel
wget https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.11.0/flannel-v0.11.0-linux-amd64.tar.gz
tar -xzvf flannel-v0.11.0-linux-amd64.tar.gz -C flannel

分发二进制文件到集群所有节点

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    scp flannel/{flanneld,mk-docker-opts.sh} root@${node_ip}:/opt/k8s/bin/
    ssh root@${node_ip} "chmod +x /opt/k8s/bin/*"
  done

创建 flannel 证书和私钥

flanneld 从 etcd 集群存取网段分配信息,而 etcd 集群启用了双向 x509 证书认证,所以需要为 flanneld 生成证书和私钥。

创建证书签名请求

cd /opt/k8s/work
cat > flanneld-csr.json <<EOF
{
  "CN": "flanneld",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "4Paradigm"
    }
  ]
}
EOF
  • 该证书只会被 kubectl 当做 client 证书使用,所以 hosts 字段为空

生成证书和私钥

cfssl gencert -ca=/opt/k8s/work/ca.pem \
  -ca-key=/opt/k8s/work/ca-key.pem \
  -config=/opt/k8s/work/ca-config.json \
  -profile=kubernetes flanneld-csr.json | cfssljson -bare flanneld
ls flanneld*pem

将生成的证书和私钥分发到所有节点(master 和 worker)

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "mkdir -p /etc/flanneld/cert"
    scp flanneld*.pem root@${node_ip}:/etc/flanneld/cert
  done

向 etcd 写入集群 Pod 网段信息

注意:本步骤只需执行一次

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
etcdctl \
  --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
  --ca-file=/opt/k8s/work/ca.pem \
  --cert-file=/opt/k8s/work/flanneld.pem \
  --key-file=/opt/k8s/work/flanneld-key.pem \
  mk ${FLANNEL_ETCD_PREFIX}/config '{"Network":"'${CLUSTER_CIDR}'", "SubnetLen": 21, "Backend": {"Type": "vxlan"}}'
  • flanneld 当前版本 (v0.11.0) 不支持 etcd v3,故使用 etcd v2 API 写入配置 key 和网段数据;
  • 写入的 Pod 网段 ${CLUSTER_CIDR} 地址段(如 /16)必须小于 SubnetLen,必须与 kube-controller-manager 的 --cluster-cidr 参数值一致

创建 flanneld 的 systemd unit 文件

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
cat > flanneld.service << EOF
[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
After=etcd.service
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
ExecStart=/opt/k8s/bin/flanneld \\
  -etcd-cafile=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \\
  -etcd-certfile=/etc/flanneld/cert/flanneld.pem \\
  -etcd-keyfile=/etc/flanneld/cert/flanneld-key.pem \\
  -etcd-endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \\
  -etcd-prefix=${FLANNEL_ETCD_PREFIX} \\
  -iface=${IFACE} \\
  -ip-masq
ExecStartPost=/opt/k8s/bin/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/docker
Restart=always
RestartSec=5
StartLimitInterval=0

[Install]
WantedBy=multi-user.target
RequiredBy=docker.service
EOF
  • mk-docker-opts.sh 脚本将分配给 flanneld 的 Pod 子网段信息写入 /run/flannel/docker 文件,后续 docker 启动时使用这个文件中的环境变量配置 docker0 网桥;
  • flanneld 使用系统缺省路由所在的接口与其它节点通信,对于有多个网络接口(如内网和公网)的节点,可以用 -iface 参数指定通信接口;
  • flanneld 运行时需要 root 权限;
  • -ip-masq: flanneld 为访问 Pod 网络外的流量设置 SNAT 规则,同时将传递给 Docker 的变量 --ip-masq(/run/flannel/docker 文件中)设置为 false,这样 Docker 将不再创建 SNAT 规则; Docker 的 --ip-masq 为 true 时,创建的 SNAT 规则比较“暴力”:将所有本节点 Pod 发起的、访问非 docker0 接口的请求做 SNAT,这样访问其他节点 Pod 的请求来源 IP 会被设置为 flannel.1 接口的 IP,导致目的 Pod 看不到真实的来源 Pod IP。 flanneld 创建的 SNAT 规则比较温和,只对访问非 Pod 网段的请求做 SNAT。

分发 flanneld systemd unit 文件到所有节点

cd /opt/k8s/work
source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    scp flanneld.service root@${node_ip}:/etc/systemd/system/
  done

启动 flanneld 服务

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable flanneld && systemctl restart flanneld"
  done

检查启动结果

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "systemctl status flanneld|grep Active"
  done

确保状态为 active (running),否则查看日志,确认原因

journalctl -u flanneld

检查分配给各 flanneld 的 Pod 网段信息

查看集群 Pod 网段(/16)

source /opt/k8s/bin/environment.sh
etcdctl \
  --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
  --ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  --cert-file=/etc/flanneld/cert/flanneld.pem \
  --key-file=/etc/flanneld/cert/flanneld-key.pem \
  get ${FLANNEL_ETCD_PREFIX}/config

输出

{"Network":"172.30.0.0/16", "SubnetLen": 21, "Backend": {"Type": "vxlan"}}

查看已分配的 Pod 子网段列表(/24)

source /opt/k8s/bin/environment.sh
etcdctl \
  --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
  --ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  --cert-file=/etc/flanneld/cert/flanneld.pem \
  --key-file=/etc/flanneld/cert/flanneld-key.pem \
  ls ${FLANNEL_ETCD_PREFIX}/subnets

结果

/kubernetes/network/subnets/172.30.72.0-21
/kubernetes/network/subnets/172.30.184.0-21
/kubernetes/network/subnets/172.30.32.0-21

查看某一 Pod 网段对应的节点 IP 和 flannel 接口地址

source /opt/k8s/bin/environment.sh
etcdctl \
  --endpoints=${ETCD_ENDPOINTS} \
  --ca-file=/etc/kubernetes/cert/ca.pem \
  --cert-file=/etc/flanneld/cert/flanneld.pem \
  --key-file=/etc/flanneld/cert/flanneld-key.pem \
  get ${FLANNEL_ETCD_PREFIX}/subnets/172.30.72.0-21

输出

{"PublicIP":"192.168.1.31","BackendType":"vxlan","BackendData":{"VtepMAC":"02:a8:7b:b4:af:1b"}}

检查节点 flannel 网络信息

[root@ _71_ /opt/k8s/work]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eno16777736: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:3d:1d:e7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.31/24 brd 192.168.1.255 scope global eno16777736
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eno33554960: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:3d:1d:f1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.3.31/24 brd 192.168.3.255 scope global eno33554960
       valid_lft forever preferred_lft forever
4: flannel.1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/ether 02:a8:7b:b4:af:1b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.30.72.0/32 scope global flannel.1
       valid_lft forever preferred_lft forever

flannel.1 网卡的地址为分配的 Pod 子网段的第一个 IP(.0),且是 /32 的地址

172.30.32.0/21 via 172.30.32.0 dev flannel.1 onlink 
172.30.184.0/21 via 172.30.184.0 dev flannel.1 onlink 

到其它节点 Pod 网段请求都被转发到 flannel.1 网卡;
flanneld 根据 etcd 中子网段的信息,如 ${FLANNEL_ETCD_PREFIX}/subnets/172.30.72-21 ,来决定进请求发送给哪个节点的互联 IP;

验证各节点能通过 Pod 网段互通

在各节点上部署 flannel 后,检查是否创建了 flannel 接口(名称可能为 flannel0、flannel.0、flannel.1 等):

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh ${node_ip} "/usr/sbin/ip addr show flannel.1|grep -w inet"
  done

输出

>>> 192.168.1.31
    inet 172.30.72.0/32 scope global flannel.1
>>> 192.168.1.32
    inet 172.30.184.0/32 scope global flannel.1
>>> 192.168.1.33
    inet 172.30.32.0/32 scope global flannel.1

在各节点上 ping 所有 flannel 接口 IP,确保能通

source /opt/k8s/bin/environment.sh
for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh ${node_ip} "ping -c 1 172.30.72.0"
    ssh ${node_ip} "ping -c 1 172.30.32.0"
    ssh ${node_ip} "ping -c 1 172.30.184.0"
  done
最后修改:2019 年 08 月 05 日 05 : 07 PM