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07-3.kube-proxy.md

File metadata and controls

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部署 kube-proxy 服务

kube-proxy 用于管理服务 iptables。使用 ipvs 模式；

本文档用到的变量

[k8s@kube-node1 k8s]$ # 替换为 kubernetes master 集群任一机器 IP
[k8s@kube-node1 k8s]$ export MASTER_IP=172.27.129.105
[k8s@kube-node1 k8s]$ export KUBE_APISERVER="https://${MASTER_IP}:6443"
[k8s@kube-node1 k8s]$ # 导入用到的其它全局变量：ETCD_ENDPOINTS、FLANNEL_ETCD_PREFIX、CLUSTER_CIDR、CLUSTER_DNS_SVC_IP、CLUSTER_DNS_DOMAIN、SERVICE_CIDR
[k8s@kube-node1 k8s]$ source /opt/k8s/bin/environment.sh
[k8s@kube-node1 k8s]$

下载和分发 kube-proxy 二进制文件

参考 06-0.部署控制平面

安装依赖包

参考 06-0.部署控制平面

创建 kube-proxy 证书签名请求

[k8s@kube-node1 ssl]$ cat > kube-proxy-csr.json <<EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "4Paradigm"
    }
  ]
}
EOF
  • CN 指定该证书的 User 为 system:kube-proxy；
  • kube-apiserver 预定义的 RoleBinding system:node-proxier 将User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限；
  • kube-proxy 与 kube-apiserver 通信时以 client 方式使用该证书，所以无需在 hosts 字段中指定 IP 或列表；

生成 kube-proxy 证书和私钥

[k8s@kube-node1 k8s]$ cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  -ca-key=/etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem \
  -config=/etc/kubernetes/ssl/ca-config.json \
  -profile=kubernetes  kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy

生成的证书和私钥：

[k8s@kube-node1 k8s]$ ls kube-proxy*pem
kube-proxy-key.pem  kube-proxy.pem

创建 kube-proxy kubeconfig 文件

[k8s@kube-node1 k8s]$ # 设置集群参数
[k8s@kube-node1 k8s]$ kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[k8s@kube-node1 k8s]$ # 设置客户端认证参数
[k8s@kube-node1 k8s]$ kubectl config set-credentials kube-proxy \
  --client-certificate=kube-proxy.pem \
  --client-key=kube-proxy-key.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[k8s@kube-node1 k8s]$ # 设置上下文参数
[k8s@kube-node1 k8s]$ kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=kube-proxy \
  --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig

[k8s@kube-node1 k8s]$ # 设置默认上下文
[k8s@kube-node1 k8s]$ kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig
  • 设置集群参数和客户端认证参数时 --embed-certs 都为 true，这会将 certificate-authority、client-certificate 和 client-key 指向的证书文件内容写入到生成的 kube-proxy.kubeconfig 文件中；
  • kube-proxy.pem 证书中 CN 为 system:kube-proxy，kube-apiserver 预定义的 RoleBinding cluster-admin 将User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限；

分发 kubeconfig 文件

[k8s@kube-node1 ssl]$ for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
  do
    scp kube-proxy.kubeconfig k8s@${node_name}:/etc/kubernetes/
  done

创建 kube-proxy config 文件

kubeproxy 的 --write-config-to

https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/pkg/proxy/apis/kubeproxyconfig/types.go

创建 kube-proxy config 文件模板：

[k8s@kube-node1 ssl]$ cat >kube-proxy.config.yaml.template <<EOF
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
bindAddress: ##NODE_IP##
clientConnection:
  kubeconfig: /etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig
clusterCIDR: ${CLUSTER_CIDR}
healthzBindAddress: ##NODE_IP##:10256
hostnameOverride: ##NODE_NAME##
kind: KubeProxyConfiguration
metricsBindAddress: ##NODE_IP##:10249
mode: "ipvs"
EOF
  • bindAddress:
  • clientConnection.kubeconfig:
  • clusterCIDR: 必须与 kube-controller-manager 的 --cluster-cidr 选项值一致；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 iptables 规则；
  • mode: 使用 ipvs 模式；

为各节点创建和分发 kube-proxy config 文件：

[k8s@kube-node1 ssl]$ for (( i=0; i < 3; i++ ))
  do 
    echo ">>> ${NODE_NAMES[i]}"
    sed -e "s/##NODE_NAME##/${NODE_NAMES[i]}/" -e "s/##NODE_IP##/${NODE_IPS[i]}/" kube-proxy.config.yaml.template > kube-proxy-${NODE_NAMES[i]}.config.yaml
    scp kube-proxy-${NODE_NAMES[i]}.config.yaml root@${NODE_NAMES[i]}:/etc/kubernetes/kube-proxy.config.yaml
  done

创建和分发 kube-proxy systemd unit 文件

[k8s@kube-node1 k8s]$ cat > kube-proxy.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubernetes Kube-Proxy Server
Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
After=network.target

[Service]
WorkingDirectory=/var/lib/kube-proxy
ExecStart=/opt/k8s/bin/kube-proxy \\
  --config=/etc/kubernetes/kube-proxy.config.yaml \\
  --logtostderr=true \\
  --v=2
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
  • --kubeconfig 指定的配置文件嵌入了 kube-apiserver 的地址、用户名、证书、秘钥等请求和认证信息；
  • 预定义的 RoleBinding cluster-admin 将User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限；

完整 unit 见 kube-proxy.service

为各节点创建和分发 kube-proxy systemd unit 文件：

[k8s@kube-node1 ssl]$ for node_name in ${NODE_NAMES[@]}
  do 
    echo ">>> ${node_name}"
    scp kube-proxy.service root@${node_name}:/etc/systemd/system/
  done

启动 kube-proxy 服务

[k8s@kube-node1 ssl]$ for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    ssh root@${node_ip} "mkdir -p /var/lib/kube-proxy" # 必须先创建工作目录
    ssh root@${node_ip} "systemctl daemon-reload && systemctl enable kube-proxy && systemctl start kube-proxy"
  done

检查启动结果

[k8s@kube-node1 ssl]$ for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh k8s@${node_ip} "systemctl status kube-proxy|grep Active"
  done

确保状态为 active (running)，否则查看日志，确认原因：

[k8s@kube-node1 ssl]$ journalctl -u kube-proxy

监听端口和 metrics

[k8s@kube-node1 ~]$ sudo netstat -lnpt|grep kube-prox
tcp        0      0 172.27.129.105:10249    0.0.0.0:*               LISTEN      16847/kube-proxy
tcp        0      0 172.27.129.105:10256    0.0.0.0:*               LISTEN      16847/kube-proxy
  • 10249：http prometheus metrics port;
  • 10256：http healthz port;

查看 ipvs 路由规则

[k8s@kube-node1 ssl]$ for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  do
    echo ">>> ${node_ip}"
    ssh root@${node_ip} "/usr/sbin/ipvsadm -ln"
  done

预期输出：

>>> 172.27.129.105
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr persistent 10800
  -> 172.27.129.105:6443          Masq    1      0          0
>>> 172.27.129.111
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr persistent 10800
  -> 172.27.129.105:6443          Masq    1      0          0
>>> 172.27.129.112
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.254.0.1:443 rr persistent 10800
  -> 172.27.129.105:6443          Masq    1      0          0

可见将所有到 kubernetes cluster ip 443 端口的请求都转发到 kube-apiserver 的 6443 端口；