kubeadm部署k8s1.9高可用集群--2搭建etcd集群

摘要：搭建集群前言安装的集群，默认是一个单机的容器化的，并且和通信没有经过加密和认证，这点是需要改造的。所以首先我们需要先部署一个三节点的集群，二进制部署，守护进程，并且需要生成证书。

kubeadm安装的集群，默认etcd是一个单机的容器化的etcd，并且k8s和etcd通信没有经过ssl加密和认证，这点是需要改造的。
所以首先我们需要先部署一个三节点的etcd集群，二进制部署，systemd守护进程，并且需要生成ca证书。

kuberntes 系统使用 etcd 存储所有数据，此外calico网络也使用该etcd集群，本文档介绍部署一个三节点高可用 etcd 集群的步骤，分别命名为etcd-host1、etcd-host2、etcd-host3：

etcd-host1：172.16.120.151

etcd-host2：172.16.120.152

etcd-host3：172.16.120.153

本文档用到的变量定义如下：

$ export NODE_NAME=etcd-host1 # 当前部署的机器名称(随便定义，只要能区分不同机器即可)
$ export NODE_IP=172.16.120.151 # 当前部署的机器 IP
$ export NODE_IPS="172.16.120.151 172.16.120.152 172.16.120.153" # etcd 集群所有机器 IP
$ # etcd 集群间通信的IP和端口
$ export ETCD_NODES=etcd-host1=https://172.16.120.151:2380,etcd-host2=https://172.16.120.152:2380,etcd-host3=https://172.16.120.153:2380
$

本系列默认使用root用户操作。

本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 来生成 Certificate Authority (CA) 证书和秘钥文件，CA 是自签名的证书，用来签名后续创建的其它 TLS 证书。

如果不希望将cfssl工具安装到部署主机上，可以在其他的主机上进行该步骤，生成以后将证书拷贝到部署etcd的主机上即可。本教程就是采取这种方法，在一台测试机上执行下面操作。

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
$ chmod +x cfssl_linux-amd64
$ mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
$ chmod +x cfssljson_linux-amd64
$ mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson

$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
$ chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
$ mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
$

为了保证通信安全，客户端(如 etcdctl) 与 etcd 集群、etcd 集群之间的通信需要使用 TLS 加密，本节创建 etcd TLS 加密所需的证书和私钥。

创建 CA 配置文件：

$ cat >  ca-config.json <


ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；

signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；

server auth：表示 client 可以用该 CA 对 server 提供的证书进行验证；

client auth：表示 server 可以用该 CA 对 client 提供的证书进行验证；

创建 CA 证书签名请求：
$ cat >  ca-csr.json <

"CN"：Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
"O"：Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)；

生成 CA 证书和私钥：
$ cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
$ ls ca*
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem
$
创建 etcd 证书签名请求：
$ cat > etcd-csr.json <
hosts 字段指定授权使用该证书的 etcd 节点 IP；
生成 etcd 证书和私钥：
$ cfssl gencert -ca=ca.pem 
  -ca-key=ca-key.pem 
  -config=ca-config.json 
  -profile=kubernetes etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd
$ ls etcd*
etcd.csr  etcd-csr.json  etcd-key.pem etcd.pem ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem
$ rm etcd.csr  etcd-csr.json
将生成好的etcd.pem和etcd-key.pem以及ca.pem三个文件拷贝到目标主机的/etc/etcd/ssl目录下。
下载二进制文件
到 https://github.com/coreos/etcd/releases 页面下载最新版本的二进制文件：
$ wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v3.2.11/etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz
$ tar -xvf etcd-v3.2.11-linux-amd64.tar.gz
$ mv etcd-v3.2.11-linux-amd64/etcd* /usr/local/bin
$
创建 etcd 的 systemd unit 文件
$ mkdir -p /var/lib/etcd  # 必须先创建工作目录
$ cat > etcd.service <

指定 etcd 的工作目录和数据目录为 /var/lib/etcd，需在启动服务前创建这个目录；
为了保证通信安全，需要指定 etcd 的公私钥(cert-file和key-file)、Peers 通信的公私钥和 CA 证书(peer-cert-file、peer-key-file、peer-trusted-ca-file)、客户端的CA证书（trusted-ca-file）；

--initial-cluster-state 值为 new 时，--name 的参数值必须位于 --initial-cluster 列表中；

启动 etcd 服务
$ mv etcd.service /etc/systemd/system/
$ systemctl daemon-reload
$ systemctl enable etcd
$ systemctl start etcd
$ systemctl status etcd
$
验证服务
部署完 etcd 集群后，在任一 etcd 集群节点上执行如下命令：
$ etcdctl 
  --endpoints=https://172.16.120.151:2379  
  --ca-file=/etc/etcd/ssl/ca.pem 
  --cert-file=/etc/etcd/ssl/etcd.pem 
  --key-file=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem 
  cluster-health
预期结果：
member 71df888fdf6f0bb9 is healthy: got healthy result from https://172.16.120.153:2379
member 73b5207bc2491164 is healthy: got healthy result from https://172.16.120.151:2379
member 7a4ddb7c77253f4b is healthy: got healthy result from https://172.16.120.152:2379
三台 etcd 的输出均为 healthy 时表示集群服务正常（忽略 warning 信息）。