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## 04-安装kube-master节点.md
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部署master节点主要包含三个组件`apiserver` `scheduler` `controller-manager`，其中：
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- apiserver提供集群管理的REST API接口，包括认证授权、数据校验以及集群状态变更等
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- 只有API Server才直接操作etcd
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- 其他模块通过API Server查询或修改数据
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- 提供其他模块之间的数据交互和通信的枢纽
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- scheduler负责分配调度Pod到集群内的node节点
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- 监听kube-apiserver，查询还未分配Node的Pod
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- 根据调度策略为这些Pod分配节点
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- controller-manager由一系列的控制器组成，它通过apiserver监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态
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master节点的高可用主要就是实现apiserver组件的高可用，在之前部署lb节点时候已经配置haproxy对它进行负载均衡。
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``` text
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roles/kube-master/
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├── tasks
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│ └── main.yml
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└── templates
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├── basic-auth.csv.j2
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├── kube-apiserver.service.j2
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├── kube-controller-manager.service.j2
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├── kubernetes-csr.json.j2
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├── kube-scheduler.service.j2
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└── token.csv.j2
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```
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请在另外窗口打开[roles/kube-master/tasks/main.yml](../roles/kube-master/tasks/main.yml) 文件，对照看以下讲解内容。
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### 创建 kubernetes 证书签名请求
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增加判断是否已经有kubernetes证书，如果是就使用原证书，跳过生成证书步骤
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``` bash
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{
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"CN": "kubernetes",
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"hosts": [
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"127.0.0.1",
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"{{ MASTER_IP }}",
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"{{ NODE_IP }}",
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"{{ CLUSTER_KUBERNETES_SVC_IP }}",
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"kubernetes",
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"kubernetes.default",
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"kubernetes.default.svc",
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"kubernetes.default.svc.cluster",
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"kubernetes.default.svc.cluster.local"
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],
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"key": {
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"algo": "rsa",
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"size": 2048
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},
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"names": [
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{
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"C": "CN",
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"ST": "HangZhou",
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"L": "XS",
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"O": "k8s",
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"OU": "System"
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}
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]
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}
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```
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- kubernetes 证书既是服务器证书，同时apiserver又作为客户端证书去访问etcd 集群；作为服务器证书需要设置hosts 指定使用该证书的IP 或域名列表，需要注意的是：
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- 多主高可用集群需要把master VIP地址 {{ MASTER_IP }} 也添加进去
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- `kubectl get svc` 将看到集群中由api-server 创建的默认服务 `kubernetes`，因此也要把 `kubernetes` 服务名和各个服务域名也添加进去
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- 注意所有{{ }}变量与ansible hosts中设置的对应关系
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### 创建 token 认证配置
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因为手动为每个node节点配置TLS认证比较麻烦，后续apiserver会开启 experimental-bootstrap-token-auth 特性，利用 kubelet启动时的 token信息与此处token认证匹配认证，然后自动为 node颁发证书
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``` bash
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{{ BOOTSTRAP_TOKEN }},kubelet-bootstrap,10001,"system:kubelet-bootstrap"
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```
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### 创建基础用户名/密码认证配置
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可选，为后续使用基础认证的场景做准备，如实现dashboard 用不同用户名登陆绑定不同的权限，后续更新dashboard的实践文档。
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### 创建apiserver的服务配置文件
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``` bash
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[Unit]
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Description=Kubernetes API Server
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Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
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After=network.target
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[Service]
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ExecStart={{ bin_dir }}/kube-apiserver \
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--admission-control=NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota,NodeRestriction \
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--bind-address={{ NODE_IP }} \
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--insecure-bind-address=127.0.0.1 \
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--authorization-mode=Node,RBAC \
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--runtime-config=rbac.authorization.k8s.io/v1 \
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--kubelet-https=true \
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--anonymous-auth=false \
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--basic-auth-file={{ ca_dir }}/basic-auth.csv \
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--enable-bootstrap-token-auth \
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--token-auth-file={{ ca_dir }}/token.csv \
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--service-cluster-ip-range={{ SERVICE_CIDR }} \
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--service-node-port-range={{ NODE_PORT_RANGE }} \
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||
--tls-cert-file={{ ca_dir }}/kubernetes.pem \
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||
--tls-private-key-file={{ ca_dir }}/kubernetes-key.pem \
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--client-ca-file={{ ca_dir }}/ca.pem \
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--service-account-key-file={{ ca_dir }}/ca-key.pem \
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--etcd-cafile={{ ca_dir }}/ca.pem \
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||
--etcd-certfile={{ ca_dir }}/kubernetes.pem \
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--etcd-keyfile={{ ca_dir }}/kubernetes-key.pem \
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--etcd-servers={{ ETCD_ENDPOINTS }} \
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--enable-swagger-ui=true \
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--allow-privileged=true \
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--audit-log-maxage=30 \
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--audit-log-maxbackup=3 \
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--audit-log-maxsize=100 \
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--audit-log-path=/var/lib/audit.log \
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--event-ttl=1h \
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--v=2
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Restart=on-failure
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RestartSec=5
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Type=notify
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LimitNOFILE=65536
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target
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```
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+ Kubernetes 对 API 访问需要依次经过认证、授权和准入控制(admission controll)，认证解决用户是谁的问题，授权解决用户能做什么的问题，Admission Control则是资源管理方面的作用。
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+ 支持同时提供https（默认监听在6443端口）和http API（默认监听在127.0.0.1的8080端口），其中http API是非安全接口，不做任何认证授权机制，kube-scheduler、kube-controller-manager 一般和 kube-apiserver 部署在同一台机器上，它们使用非安全端口和 kube-apiserver通信; 其他集群外部就使用HTTPS访问 apiserver
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+ 关于authorization-mode=Node,RBAC v1.7+支持Node授权，配合NodeRestriction准入控制来限制kubelet仅可访问node、endpoint、pod、service以及secret、configmap、PV和PVC等相关的资源；需要注意的是v1.7中Node 授权是默认开启的，v1.8中需要显式配置开启，否则 Node无法正常工作
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+ 缺省情况下 kubernetes 对象保存在 etcd /registry 路径下，可以通过 --etcd-prefix 参数进行调整
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+ 详细参数配置请参考`kube-apiserver --help`，关于认证、授权和准入控制请[阅读](https://github.com/feiskyer/kubernetes-handbook/blob/master/components/apiserver.md)
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### 创建controller-manager 的服务文件
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``` bash
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[Unit]
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Description=Kubernetes Controller Manager
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Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
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[Service]
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ExecStart={{ bin_dir }}/kube-controller-manager \
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--address=127.0.0.1 \
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--master=http://127.0.0.1:8080 \
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--allocate-node-cidrs=true \
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--service-cluster-ip-range={{ SERVICE_CIDR }} \
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--cluster-cidr={{ CLUSTER_CIDR }} \
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--cluster-name=kubernetes \
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--cluster-signing-cert-file={{ ca_dir }}/ca.pem \
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--cluster-signing-key-file={{ ca_dir }}/ca-key.pem \
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--service-account-private-key-file={{ ca_dir }}/ca-key.pem \
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--root-ca-file={{ ca_dir }}/ca.pem \
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--leader-elect=true \
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--v=2
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Restart=on-failure
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RestartSec=5
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target
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```
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+ --address 值必须为 127.0.0.1，因为当前 kube-apiserver 期望 scheduler 和 controller-manager 在同一台机器
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+ --master=http://127.0.0.1:8080 使用非安全 8080 端口与 kube-apiserver 通信
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+ --cluster-cidr 指定 Cluster 中 Pod 的 CIDR 范围，该网段在各 Node 间必须路由可达(calico 实现)
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+ --service-cluster-ip-range 参数指定 Cluster 中 Service 的CIDR范围，必须和 kube-apiserver 中的参数一致
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+ --cluster-signing-* 指定的证书和私钥文件用来签名为 TLS BootStrap 创建的证书和私钥
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+ --root-ca-file 用来对 kube-apiserver 证书进行校验，指定该参数后，才会在Pod 容器的 ServiceAccount 中放置该 CA 证书文件
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+ --leader-elect=true 使用多节点选主的方式选择主节点。只有主节点才会启动所有控制器，而其他从节点则仅执行选主算法
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### 创建scheduler 的服务文件
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``` bash
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[Unit]
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Description=Kubernetes Scheduler
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Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
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[Service]
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ExecStart={{ bin_dir }}/kube-scheduler \
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--address=127.0.0.1 \
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--master=http://127.0.0.1:8080 \
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--leader-elect=true \
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--v=2
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Restart=on-failure
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RestartSec=5
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target
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```
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+ --address 同样值必须为 127.0.0.1
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+ --master=http://127.0.0.1:8080 使用非安全 8080 端口与 kube-apiserver 通信
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+ --leader-elect=true 部署多台机器组成的 master 集群时选举产生一个处于工作状态的 kube-controller-manager 进程
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### 在master 节点安装 node 服务: kubelet kube-proxy
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项目master 分支使用 DaemonSet 方式安装网络插件，如果master 节点不安装 kubelet 服务是无法安装网络插件的，如果 master 节点不安装网络插件，那么通过`apiserver` 方式无法访问 `dashboard` `kibana`等管理界面，[ISSUES #130](https://github.com/gjmzj/kubeasz/issues/130)
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项目v1.8 分支使用二进制方式安装网络插件，所以没有这个问题
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``` bash
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# vi 04.kube-master.yml
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- hosts: kube-master
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roles:
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- kube-master
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- kube-node
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# 禁止业务 pod调度到 master节点
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tasks:
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- name: 禁止业务 pod调度到 master节点
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl cordon {{ NODE_IP }} "
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when: DEPLOY_MODE != "allinone"
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ignore_errors: true
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```
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在master 节点也同时成为 node 节点后，默认业务 POD也会调度到 master节点，多主模式下这显然增加了 master节点的负载，因此可以使用 `kubectl cordon`命令禁止业务 POD调度到 master节点
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### master 集群的验证
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运行 `ansible-playbook 06.kube-master.yml` 成功后，验证 master节点的主要组件：
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``` bash
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# 查看进程状态
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systemctl status kube-apiserver
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systemctl status kube-controller-manager
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systemctl status kube-scheduler
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# 查看进程运行日志
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journalctl -u kube-apiserver
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journalctl -u kube-controller-manager
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journalctl -u kube-scheduler
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```
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执行 `kubectl get componentstatus` 可以看到
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``` bash
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NAME STATUS MESSAGE ERROR
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scheduler Healthy ok
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controller-manager Healthy ok
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etcd-0 Healthy {"health": "true"}
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etcd-2 Healthy {"health": "true"}
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etcd-1 Healthy {"health": "true"}
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```
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