k8s v1.9.9 二进制部署高可用（6）部署haproxy和keepalived

部署keepalived 和 haproxy

使用 keepalived 和 haproxy 实现 kube-apiserver 高可用：

-keepalived 提供 kube-apiserver 对外服务的 VIP；
haproxy 监听 VIP，后端连接所有 kube-apiserver 实例，提供健康检查和负载均衡功能；

-运行 keepalived 和 haproxy 的节点称为 LB 节点。由于 keepalived 是一主多备运行模式，故至少两个 LB 节点。
-本文档复用 master 节点的三台机器，haproxy 监听的端口(8443) 需要与 kube-apiserver 的端口 6443 不同，避免冲突。
-keepalived 在运行过程中周期检查本机的 haproxy 进程状态，如果检测到 haproxy 进程异常，则触发重新选主的过程，VIP 将飘移到新选出来的主节点，从而实现 VIP 的高可用。
-所有组件（如 kubeclt、kube-controller-manager、kube-scheduler、kube-proxy 等）都通过 VIP 和 haproxy 监听的 8443 端口访问 kube-apiserver 服务。

注意：如果基础网络不支持 VRRP 协议，或者节点有限制，则本方案可能不适用，可以参考另一种节点本地 Proxy 的方案

安装软件包

yum install -y keepalived haproxy

yum安装完后是如下版本：
keepalived-1.3.5-19.el7.x86_64                                                                                                                             
haproxy-1.5.18-9.el7.x86_64          

部署haproxy

配置和下发 haproxy 配置文件

cat > /etc/haproxy/haproxy.cfg <<EOF
global
    log /dev/log    local0
    log /dev/log    local1 notice
    chroot /var/lib/haproxy
    stats socket /var/run/haproxy-admin.sock mode 660 level admin
    stats timeout 30s
    user haproxy
    group haproxy
    daemon
    nbproc 1

defaults
    log     global
    timeout connect 5000
    timeout client  10m
    timeout server  10m

listen  admin_stats
    bind 0.0.0.0:10080
    mode http
    log 127.0.0.1 local0 err
    stats refresh 30s
    stats uri /status
    stats realm welcome login Haproxy
    stats auth admin:123456
    stats hide-version
    stats admin if TRUE

listen kube-master
    bind 0.0.0.0:8443
    mode tcp
    option tcplog
    balance source
    server 10.0.0.10 10.0.0.10:6443 check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 1
    server 10.0.0.11 10.0.0.11:6443 check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 1
    server 10.0.0.12 10.0.0.12:6443 check inter 2000 fall 2 rise 2 weight 1
EOF

haproxy 在 10080 端口输出 status 信息；
haproxy 监听所有接口的 8443 端口，该端口与环境变量 ${KUBE_APISERVER} 指定的端口必须一致；
server 字段列出所有 kube-apiserver 监听的 IP 和端口；

下发 haproxy.cfg 到所有 master 节点：

scp haproxy.cfg 10.0.0.11:/etc/haproxy/
scp haproxy.cfg 10.0.0.11:/etc/haproxy/

启动haproxy 服务

systemctl enable haproxy && systemctl start haproxy && systemctl status haproxy
netstat -lnpt|grep haproxy

部署 keepalived

keepalived 是一主（master）多备（backup）运行模式，故有两种类型的配置文件。master 配置文件只有一份，backup 配置文件视节点数目而定，对于本文档而言，规划如下：

master: 10.0.0.10
backup： 10.0.0.11、 10.0.0.12

master配置文件：

1、router_id       #主备不同
   state MASTER    #主备状态
   priority 120    #三个优先级不同
   interface ens33 #注意替换为自己的网卡名
   虚拟ip地址       #注意替换为自己的。

cat  > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF
global_defs {
    router_id lb-master
}

vrrp_script check-haproxy {
    script "killall -0 haproxy"
    interval 5
    weight -30
}

vrrp_instance kube-master {
    state MASTER
    priority 120
    dont_track_primary
    interface ens33
    virtual_router_id 90
    advert_int 1
    track_script {
        check-haproxy
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.252
    }
}
EOF

VIP 所在的接口为ens33；
使用 killall -0 haproxy 命令检查所在节点的 haproxy 进程是否正常。如果异常则将权重减少（-30）,从而触发重新选主过程；
router_id、virtual_router_id 用于标识属于该 HA 的 keepalived 实例，如果有多套 keepalived HA，则必须各不相同；

从master1

cat  > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF
global_defs {
    router_id lb-backup
}

vrrp_script check-haproxy {
    script "killall -0 haproxy"
    interval 5
    weight -30
}

vrrp_instance kube-master {
    state BACKUP
    priority 110
    dont_track_primary
    interface ens33
    virtual_router_id 90
    advert_int 1
    track_script {
        check-haproxy
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.252
    }
}
EOF

interface 指定 VIP 所在的接口；
使用 killall -0 haproxy 命令检查所在节点的 haproxy 进程是否正常。如果异常则将权重减少（-30）,从而触发重新选主过程；
virtual_router_id 用于标识属于该 HA 的 keepalived 实例，如果有多套 keepalived HA，则必须各不相同，取值范围 [0, 255]；
router_id 表示本机器，多台机器可以相同；
priority 的值必须小于 master 的值；
advert_int vip 通告的时间间隔；
authentication：使用密码认证，密码为上一步生成的随机密码，各实例的密码需要一致；

从master2

cat  > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF
global_defs {
    router_id lb-backup
}

vrrp_script check-haproxy {
    script "killall -0 haproxy"
    interval 5
    weight -30
}

vrrp_instance kube-master {
    state BACKUP
    priority 100
    dont_track_primary
    interface ens33
    virtual_router_id 90
    advert_int 1
    track_script {
        check-haproxy
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.252
    }
}
EOF

启动keepalived 服务

systemctl enable keepalived  && systemctl start keepalived && systemctl status keepalived
systemctl restart keepalived && systemctl status keepalived

查看 VIP 所在的节点，确保可以 ping 通 VIP：

查看 haproxy 状态页面

浏览器访问vip http://10.0.0.252:10080/status 地址（账号/密码：admin:123456），查看 haproxy 状态页面：
由于还没有部署 kube-apiserver，所有后端状态都为 failed。
我这里的截图是整个部署完后的截图，所以状态都是ok的。

使用nginx替代上面的haproxy方案:

使用nginx方案的话，记得将keepalived配置文件里"killall -0 haproxy" 修改为"killall -0 nginx"

wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.3.tar.gz
tar -xzvf nginx-1.15.3.tar.gz
cd nginx-1.15.3
yum install -y gcc make
mkdir /usr/local/nginx
./configure --with-stream --without-http --prefix=/usr/local/nginx/ --without-http_uwsgi_module --without-http_scgi_module --without-http_fastcgi_module
make && make install
/usr/local/nginx/sbin/nginx -v


cat > /usr/local/nginx/conf/kube-nginx.conf << EOF
worker_processes 1;

events {
    worker_connections  1024;
}

stream {
    upstream backend {
        hash $remote_addr consistent;
        server 10.0.0.10:6443        max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 10.0.0.11:6443        max_fails=3 fail_timeout=30s;
	server 10.0.0.12:6443        max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }

    server {
        listen 0.0.0.0:8443;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_pass backend;
    }
}
EOF


cat > /usr/lib/systemd/system/nginx.service <<EOF
[Unit]
Description=kube-apiserver nginx proxy
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=forking
ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/kube-nginx.conf 
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/kube-nginx.conf
PrivateTmp=true
Restart=always
RestartSec=5
StartLimitInterval=0
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF


systemctl daemon-reload && systemctl enable nginx
systemctl restart nginx && systemctl status nginx