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## 07-安装kube-node节点.md
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node 是集群中承载应用的节点，前置条件需要先部署好master节点(因为需要操作`用户角色绑定`、`批准kubelet TLS 证书请求`等)，它需要部署如下组件：
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+ docker：运行容器
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+ calico： 配置容器网络
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+ kubelet： node上最主要的组件
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+ kube-proxy： 发布应用服务与负载均衡
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``` bash
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roles/kube-node
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├── files
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│ └── rbac.yaml
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├── tasks
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│ └── main.yml
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└── templates
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├── calico-kube-controllers.yaml.j2
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├── kubelet.service.j2
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├── kube-proxy-csr.json.j2
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└── kube-proxy.service.j2
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```
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请在另外窗口打开[roles/kube-node/tasks/main.yml](../roles/kube-node/tasks/main.yml) 文件，对照看以下讲解内容。
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### 创建角色绑定
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kubelet 启动时向 kube-apiserver 发送 TLS bootstrapping 请求，需要先将 bootstrap token 文件中的 kubelet-bootstrap 用户赋予 system:node-bootstrapper 角色，然后 kubelet 才有权限创建认证请求
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``` bash
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# 增加15秒延时是为了等待上一步kube-master 启动完全
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"sleep 15 && {{ bin_dir }}/kubectl create clusterrolebinding kubelet-bootstrap \
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--clusterrole=system:node-bootstrapper --user=kubelet-bootstrap"
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```
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### 创建 bootstrapping kubeconfig 文件
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``` bash
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#设置集群参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-cluster kubernetes \
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--certificate-authority={{ ca_dir }}/ca.pem \
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--embed-certs=true \
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--server={{ KUBE_APISERVER }} \
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--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig"
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#设置客户端认证参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-credentials kubelet-bootstrap \
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--token={{ BOOTSTRAP_TOKEN }} \
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--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig"
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#设置上下文参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-context default \
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--cluster=kubernetes \
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--user=kubelet-bootstrap \
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--kubeconfig=bootstrap.kubeconfig"
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#选择默认上下文
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config use-context default --kubeconfig=bootstrap.kubeconfig"
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```
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+ 注意 kubelet bootstrapping认证时是靠 token的，后续由 `master`为其生成证书和私钥
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+ 以上生成的bootstrap.kubeconfig配置文件需要移动到/etc/kubernetes/目录下，后续在kubelet启动参数中指定该目录下的 bootstrap.kubeconfig
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### 创建 kubelet 的服务文件
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+ 必须先创建工作目录 `/var/lib/kubelet`
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``` bash
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[Unit]
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Description=Kubernetes Kubelet
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Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes
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After=docker.service
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Requires=docker.service
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[Service]
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WorkingDirectory=/var/lib/kubelet
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#--pod-infra-container-image=registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest
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ExecStart={{ bin_dir }}/kubelet \
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--address={{ NODE_IP }} \
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--hostname-override={{ NODE_IP }} \
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--pod-infra-container-image=mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.0 \
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--experimental-bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap.kubeconfig \
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--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.kubeconfig \
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--cert-dir={{ ca_dir }} \
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--network-plugin=cni \
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--cni-conf-dir=/etc/cni/net.d \
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--cni-bin-dir={{ bin_dir }} \
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--cluster-dns={{ CLUSTER_DNS_SVC_IP }} \
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--cluster-domain={{ CLUSTER_DNS_DOMAIN }} \
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--hairpin-mode hairpin-veth \
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--allow-privileged=true \
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--fail-swap-on=false \
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--logtostderr=true \
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--v=2
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#kubelet cAdvisor 默认在所有接口监听 4194 端口的请求, 以下iptables限制内网访问
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ExecStartPost=/sbin/iptables -A INPUT -s 10.0.0.0/8 -p tcp --dport 4194 -j ACCEPT
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ExecStartPost=/sbin/iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/12 -p tcp --dport 4194 -j ACCEPT
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ExecStartPost=/sbin/iptables -A INPUT -s 192.168.0.0/16 -p tcp --dport 4194 -j ACCEPT
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ExecStartPost=/sbin/iptables -A INPUT -p tcp --dport 4194 -j DROP
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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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+ --pod-infra-container-image 指定`基础容器`的镜像，负责创建Pod 内部共享的网络、文件系统等，这个基础容器非常重要：**K8S每一个运行的 POD里面必然包含这个基础容器**，如果它没有运行起来那么你的POD 肯定创建不了，kubelet日志里面会看到类似 ` FailedCreatePodSandBox` 错误，本项目集群常见 `SandBox` 容器起不来有两个原因：a. pause镜像没有下载到 b. calico/node 容器还没有正常运行，可用`docker ps -a` 验证
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+ --experimental-bootstrap-kubeconfig 指向 bootstrap kubeconfig 文件，kubelet 使用该文件中的用户名和 token 向 kube-apiserver 发送 TLS Bootstrapping 请求
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+ --cluster-dns 指定 kubedns 的 Service IP(可以先分配，后续创建 kubedns 服务时指定该 IP)，--cluster-domain 指定域名后缀，这两个参数同时指定后才会生效；
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+ --network-plugin=cni --cni-conf-dir=/etc/cni/net.d --cni-bin-dir={{ bin_dir }} 为使用cni 网络，并调用calico管理网络所需的配置
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+ --fail-swap-on=false K8S 1.8需显示禁用这个，否则服务不能启动
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### 批准kubelet 的 TLS 证书请求
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``` bash
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sleep 15 && {{ bin_dir }}/kubectl get csr|grep 'Pending' | awk 'NR>0{print $1}'| xargs {{ bin_dir }}/kubectl certificate approve
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```
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+ 增加15秒延时等待kubelet启动
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+ `kubectl get csr |grep 'Pending'` 找出待批准的 TLS请求
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+ `kubectl certificate approve` 批准请求
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### 创建 kube-proxy 证书请求
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``` bash
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{
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"CN": "system:kube-proxy",
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"hosts": [],
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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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+ CN 指定该证书的 User 为 system:kube-proxy，预定义的 ClusterRoleBinding system:node-proxier 将User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限；
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+ kube-proxy 使用客户端证书可以不指定hosts 字段
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### 创建 kube-proxy kubeconfig 文件
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``` bash
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#设置集群参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-cluster kubernetes \
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--certificate-authority={{ ca_dir }}/ca.pem \
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--embed-certs=true \
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--server={{ KUBE_APISERVER }} \
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--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig"
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#设置客户端认证参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-credentials kube-proxy \
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--client-certificate={{ ca_dir }}/kube-proxy.pem \
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--client-key={{ ca_dir }}/kube-proxy-key.pem \
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--embed-certs=true \
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--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig"
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#设置上下文参数
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config set-context default \
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--cluster=kubernetes \
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--user=kube-proxy \
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--kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig"
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#选择默认上下文
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shell: "{{ bin_dir }}/kubectl config use-context default --kubeconfig=kube-proxy.kubeconfig"
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```
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+ 生成的kube-proxy.kubeconfig 配置文件需要移动到/etc/kubernetes/目录，后续kube-proxy服务启动参数里面需要指定
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### 创建 kube-proxy服务文件
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``` bash
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[Unit]
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Description=Kubernetes Kube-Proxy 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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WorkingDirectory=/var/lib/kube-proxy
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ExecStart={{ bin_dir }}/kube-proxy \
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--bind-address={{ NODE_IP }} \
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--hostname-override={{ NODE_IP }} \
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--kubeconfig=/etc/kubernetes/kube-proxy.kubeconfig \
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--logtostderr=true \
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--v=2
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Restart=on-failure
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RestartSec=5
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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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+ --hostname-override 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
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+ 特别注意：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；但是这个特性与calico 实现 network policy冲突，所以如果要用 network policy，这两个选项都不要指定。
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### 部署calico-kube-controllers
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calico networkpolicy正常工作需要3个组件：
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+ `master/node` 节点需要运行的 docker 容器 `calico/node`
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+ `cni-plugin` 所需的插件二进制和配置文件
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+ `calico kubernetes controllers` 负责监听Network Policy的变化，并将Policy应用到相应的网络接口
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#### 准备RBAC和calico-kube-controllers.yaml 文件
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- [RBAC](../roles/kube-node/files/rbac.yaml)
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- 最小化权限使用
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- [Controllers](../roles/kube-node/templates/calico-kube-controllers.yaml.j2)
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- 注意只能跑一个 controller实例
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- 注意该 controller实例需要使用宿主机网络 `hostNetwork: true`
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#### 创建calico-kube-controllers
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``` bash
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"sleep 15 && {{ bin_dir }}/kubectl create -f /root/local/kube-system/calico/rbac.yaml && \
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{{ bin_dir }}/kubectl create -f /root/local/kube-system/calico/calico-kube-controllers.yaml"
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```
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+ 增加15s等待集群node ready
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### 验证 node 状态
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``` bash
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systemctl status kubelet # 查看状态
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systemctl status kube-proxy
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journalctl -u kubelet # 查看日志
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journalctl -u kube-proxy
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```
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运行 `kubectl get node` 可以看到类似
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``` bash
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NAME STATUS ROLES AGE VERSION
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192.168.1.42 Ready <none> 2d v1.8.4
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192.168.1.43 Ready <none> 2d v1.8.4
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192.168.1.44 Ready <none> 2d v1.8.4
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```
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并且稍等一会，`kubectl get pod -n kube-system -o wide` 可以看到有个calico controller 的POD运行，且使用了host 网络
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``` bash
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kubectl get pod -n kube-system -o wide
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
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calico-kube-controllers-69bcb79c6-b444q 1/1 Running 0 2d 192.168.1.44 192.168.1.44
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```
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