debian10上安装 Kubernetes v1.20.7

本次使用全手工的方式在 debian 10 系统上以二进制包形式部署 kubernetes 的 ha集群，ha 方式选择 node 节点代理 apiserver 的方式。

k8s-node-ha

环境信息

System OS	IP Address	Docker	Kernel	Hostname	Cpu	Memory	Role
Debian 10.9	172.29.26.197	20.10.5	4.19.0-16-amd64	master1	2C	4G	master
Debian 10.9	172.29.26.166	20.10.5	4.19.0-16-amd64	master2	2C	4G	master
Debian 10.9	172.29.26.165	20.10.5	4.19.0-16-amd64	master3	2C	4G	master
Debian 10.9	172.29.26.164	20.10.5	4.19.0-16-amd64	node1	2C	4G	worker
Debian 10.9	172.29.26.164	20.10.5	4.19.0-16-amd64	node2	2C	4G	worker
Debian 10.9	172.29.26.164	20.10.5	4.19.0-16-amd64	node3	2C	4G	worker

版本信息

Kubernetes: v1.20.7

etcd: v3.4.15

Docker CE: 20.10.5

Flannel :v0.13.0

网络信息

Cluster IP CIDR: 10.244.0.0/16
Service Cluster IP CIDR: 10.96.0.0/12
Service DNS IP: 10.96.0.10
DNS DN: cluster.local
Kubernetes API: 127.0.0.1:6443

初始化所有节点

在集群所有节点上执行下面的操作注意：以下操作有些存在过度优化，请根据自身情况择选。

APT调整

镜像源调整

mv /etc/apt/sources.list{,.bak}
cat > /etc/apt/sources.list <<EOF
deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ buster main contrib non-free
deb-src http://mirrors.aliyun.com/debian/ buster main contrib non-free

deb http://mirrors.aliyun.com/debian/ buster-updates main contrib non-free
deb-src http://mirrors.aliyun.com/debian/ buster-updates main contrib non-free

deb http://mirrors.aliyun.com/debian-security/ buster/updates main contrib non-free
deb-src http://mirrors.aliyun.com/debian-security/ buster/updates main contrib non-free
EOF
apt-get update

取消安装服务自启动

echo -e \'#!/bin/sh\nexit 101\' | install -m 755 /dev/stdin /usr/sbin/policy-rc.d

取消自动更新包

systemctl mask apt-daily.service apt-daily-upgrade.service
systemctl stop apt-daily.timer apt-daily-upgrade.timer
systemctl disable apt-daily.timer apt-daily-upgrade.timer
systemctl kill --kill-who=all apt-daily.service

cat > /etc/apt/apt.conf.d/10cloudinit-disable << __EOF
APT::Periodic::Enable "0";
// undo what\'s in 20auto-upgrade
APT::Periodic::Update-Package-Lists "0";
APT::Periodic::Unattended-Upgrade "0";
__EOF

关闭防火墙

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

关闭selinux

setenforce 0
sed -i "s#=enforcing#=disabled#g" /etc/selinux/config

关闭swap

swapoff -a && sysctl -w vm.swappiness=0
sed -ri \'/^[^#]*swap/s@^@#@\' /etc/fstab

limit 限制

[ ! -f /etc/security/limits.conf_bak ] && cp /etc/security/limits.conf{,_bak}
cat << EOF >> /etc/security/limits.conf
root soft nofile 655360
root hard nofile 655360
root soft nproc 655360
root hard nproc 655360
root soft core unlimited
root hard core unlimited

* soft nofile 655360
* hard nofile 655360
* soft nproc 655360
* hard nproc 655360
* soft core unlimited
* hard core unlimited
EOF

[ ! -f /etc/systemd/system.conf_bak ] && cp /etc/systemd/system.conf.conf{,_bak}
cat << EOF >> /etc/systemd/system.conf
DefaultLimitCORE=infinity
DefaultLimitNOFILE=655360
DefaultLimitNPROC=655360
EOF

系统参数

cat << EOF >  /etc/sysctl.d/99-kube.conf
# https://www.kernel.org/doc/Documentation/sysctl/
#############################################################################################
# 调整虚拟内存
#############################################################################################

# Default: 30
# 0 - 任何情况下都不使用swap。
# 1 - 除非内存不足（OOM），否则不使用swap。
vm.swappiness = 0

# 内存分配策略
#0 - 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；如果有足够的可用内存，内存申请允许；否则，内存申请失败，并把错误返回给应用进程。
#1 - 表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何。
#2 - 表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存
vm.overcommit_memory=1

# OOM时处理
# 1关闭，等于0时，表示当内存耗尽时，内核会触发OOM killer杀掉最耗内存的进程。
vm.panic_on_oom=0

# vm.dirty_background_ratio 用于调整内核如何处理必须刷新到磁盘的脏页。
# Default value is 10.
# 该值是系统内存总量的百分比，在许多情况下将此值设置为5是合适的。
# 此设置不应设置为零。
vm.dirty_background_ratio = 5

# 内核强制同步操作将其刷新到磁盘之前允许的脏页总数
# 也可以通过更改 vm.dirty_ratio 的值（将其增加到默认值30以上（也占系统内存的百分比））来增加
# 推荐 vm.dirty_ratio 的值在60到80之间。
vm.dirty_ratio = 60

# vm.max_map_count 计算当前的内存映射文件数。
# mmap 限制（vm.max_map_count）的最小值是打开文件的ulimit数量（cat /proc/sys/fs/file-max）。
# 每128KB系统内存 map_count应该大约为1。 因此，在32GB系统上，max_map_count为262144。
# Default: 65530
vm.max_map_count = 2097152

#############################################################################################
# 调整文件
#############################################################################################

fs.may_detach_mounts = 1

# 增加文件句柄和inode缓存的大小，并限制核心转储。
fs.file-max = 2097152
fs.nr_open = 2097152
fs.suid_dumpable = 0

# 文件监控
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=524288
fs.inotify.max_queued_events=16384

#############################################################################################
# 调整网络设置
#############################################################################################

# 为每个套接字的发送和接收缓冲区分配的默认内存量。
net.core.wmem_default = 25165824
net.core.rmem_default = 25165824

# 为每个套接字的发送和接收缓冲区分配的最大内存量。
net.core.wmem_max = 25165824
net.core.rmem_max = 25165824

# 除了套接字设置外，发送和接收缓冲区的大小
# 必须使用net.ipv4.tcp_wmem和net.ipv4.tcp_rmem参数分别设置TCP套接字。
# 使用三个以空格分隔的整数设置这些整数，分别指定最小，默认和最大大小。
# 最大大小不能大于使用net.core.wmem_max和net.core.rmem_max为所有套接字指定的值。
# 合理的设置是最小4KiB，默认64KiB和最大2MiB缓冲区。
net.ipv4.tcp_wmem = 20480 12582912 25165824
net.ipv4.tcp_rmem = 20480 12582912 25165824

# 增加最大可分配的总缓冲区空间
# 以页为单位（4096字节）进行度量
net.ipv4.tcp_mem = 65536 25165824 262144
net.ipv4.udp_mem = 65536 25165824 262144

# 为每个套接字的发送和接收缓冲区分配的最小内存量。
net.ipv4.udp_wmem_min = 16384
net.ipv4.udp_rmem_min = 16384

# 启用TCP窗口缩放，客户端可以更有效地传输数据，并允许在代理方缓冲该数据。
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1

# 提高同时接受连接数。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 10240

# 将net.core.netdev_max_backlog的值增加到大于默认值1000
# 可以帮助突发网络流量，特别是在使用数千兆位网络连接速度时，
# 通过允许更多的数据包排队等待内核处理它们。
net.core.netdev_max_backlog = 65536

# 增加选项内存缓冲区的最大数量
net.core.optmem_max = 25165824

# 被动TCP连接的SYNACK次数。
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

# 允许的本地端口范围。
net.ipv4.ip_local_port_range = 2048 65535

# 防止TCP时间等待
# Default: net.ipv4.tcp_rfc1337 = 0
net.ipv4.tcp_rfc1337 = 1

# 减少tcp_fin_timeout连接的时间默认值
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15

# 积压套接字的最大数量。
# Default is 128.
net.core.somaxconn = 32768

# 打开syncookies以进行SYN洪水攻击保护。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1

# 避免Smurf攻击
# 发送伪装的ICMP数据包，目的地址设为某个网络的广播地址，源地址设为要攻击的目的主机，
# 使所有收到此ICMP数据包的主机都将对目的主机发出一个回应，使被攻击主机在某一段时间内收到成千上万的数据包
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1

# 为icmp错误消息打开保护
net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1

# 启用自动缩放窗口。
# 如果延迟证明合理，这将允许TCP缓冲区超过其通常的最大值64K。
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1

# 打开并记录欺骗，源路由和重定向数据包
net.ipv4.conf.all.log_martians = 1
net.ipv4.conf.default.log_martians = 1

# 告诉内核有多少个未附加的TCP套接字维护用户文件句柄。 万一超过这个数字，
# 孤立的连接会立即重置，并显示警告。
# Default: net.ipv4.tcp_max_orphans = 65536
net.ipv4.tcp_max_orphans = 65536

# 不要在关闭连接时缓存指标
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1

# 启用RFC1323中定义的时间戳记：
# Default: net.ipv4.tcp_timestamps = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 1

# 启用选择确认。
# Default: net.ipv4.tcp_sack = 1
net.ipv4.tcp_sack = 1

# 增加 tcp-time-wait 存储桶池大小，以防止简单的DOS攻击。
# net.ipv4.tcp_tw_recycle 已从Linux 4.12中删除。请改用net.ipv4.tcp_tw_reuse。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 14400
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

# accept_source_route 选项使网络接口接受设置了严格源路由（SSR）或松散源路由（LSR）选项的数据包。
# 以下设置将丢弃设置了SSR或LSR选项的数据包。
net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0

# 打开反向路径过滤
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1

# 禁用ICMP重定向接受
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.secure_redirects = 0

# 禁止发送所有IPv4 ICMP重定向数据包。
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0

# 开启IP转发.
net.ipv4.ip_forward = 1

# 禁止IPv6
net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6=1
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1

# 要求iptables不对bridge的数据进行处理
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1

# arp缓存
# 存在于 ARP 高速缓存中的最少层数，如果少于这个数，垃圾收集器将不会运行。缺省值是 128
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1=2048
# 保存在 ARP 高速缓存中的最多的记录软限制。垃圾收集器在开始收集前，允许记录数超过这个数字 5 秒。缺省值是 512
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2=4096
# 保存在 ARP 高速缓存中的最多记录的硬限制，一旦高速缓存中的数目高于此，垃圾收集器将马上运行。缺省值是 1024
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3=8192

# 持久连接
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 10

# conntrack表
net.nf_conntrack_max=1048576
net.netfilter.nf_conntrack_max=1048576
net.netfilter.nf_conntrack_buckets=262144
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_fin_wait=30
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait=30
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait=15
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established=300

#############################################################################################
# 调整内核参数
#############################################################################################

# 地址空间布局随机化（ASLR）是一种用于操作系统的内存保护过程，可防止缓冲区溢出攻击。
# 这有助于确保与系统上正在运行的进程相关联的内存地址不可预测，
# 因此，与这些流程相关的缺陷或漏洞将更加难以利用。
# Accepted values: 0 = 关闭, 1 = 保守随机化, 2 = 完全随机化
kernel.randomize_va_space = 2

# 调高 PID 数量
kernel.pid_max = 65536
kernel.threads-max=30938

# coredump
kernel.core_pattern=core

# 决定了检测到soft lockup时是否自动panic，缺省值是0
kernel.softlockup_all_cpu_backtrace=1
kernel.softlockup_panic=1
EOF
sysctl --system

history 数据格式和 ps1

cat << EOF >> /etc/bash.bashrc
# history actions record，include action time, user, login ip
HISTFILESIZE=5000
HISTSIZE=5000
USER_IP=\$(who -u am i 2>/dev/null | awk \'{print \$NF}\' | sed -e \'s/[()]//g\')
if [ -z \$USER_IP ]
then
  USER_IP=\$(hostname -i)
fi
HISTTIMEFORMAT="%Y-%m-%d %H:%M:%S \$USER_IP:\$(whoami) "
export HISTFILESIZE HISTSIZE HISTTIMEFORMAT

# PS1
PS1=\'\[\033[0m\]\[\033[1;36m\][\u\[\033[0m\]@\[\033[1;32m\]\h\[\033[0m\] \[\033[1;31m\]\w\[\033[0m\]\[\033[1;36m\]]\[\033[33;1m\]\\$ \[\033[0m\]\'
EOF

journal 日志

mkdir -p /var/log/journal /etc/systemd/journald.conf.d
cat << EOF > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf
[Journal]
# 持久化保存到磁盘
Storage=persistent
# 压缩历史日志
Compress=yes
SyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000
# 最大占用空间 10G
SystemMaxUse=10G
# 单日志文件最大 200M
SystemMaxFileSize=200M
# 日志保存时间 3 周
MaxRetentionSec=3week
# 不将日志转发到 syslog
ForwardToSyslog=no
EOF

ssh登录信息

cat << EOF > /etc/profile.d/zz-ssh-login-info.sh
#!/bin/sh
#
# @Time    : 2020-02-04
# @Author  : lework
# @Desc    : ssh login banner

export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin
shopt -q login_shell && : || return 0
echo -e "\033[0;32m
 ██╗  ██╗ █████╗ ███████╗
 ██║ ██╔╝██╔══██╗██╔════╝
 █████╔╝ ╚█████╔╝███████╗
 ██╔═██╗ ██╔══██╗╚════██║
 ██║  ██╗╚█████╔╝███████║
 ╚═╝  ╚═╝ ╚════╝ ╚══════ by lework\033[0m"

# os
upSeconds="\$(cut -d. -f1 /proc/uptime)"
secs=\$((\${upSeconds}%60))
mins=\$((\${upSeconds}/60%60))
hours=\$((\${upSeconds}/3600%24))
days=\$((\${upSeconds}/86400))
UPTIME_INFO=\$(printf "%d days, %02dh %02dm %02ds" "\$days" "\$hours" "\$mins" "\$secs")

if [ -f /etc/redhat-release ] ; then
    PRETTY_NAME=\$(< /etc/redhat-release)

elif [ -f /etc/debian_version ]; then
   DIST_VER=\$(</etc/debian_version)
   PRETTY_NAME="\$(grep PRETTY_NAME /etc/os-release | sed -e \'s/PRETTY_NAME=//g\' -e  \'s/"//g\') (\$DIST_VER)"

else
    PRETTY_NAME=\$(cat /etc/*-release | grep "PRETTY_NAME" | sed -e \'s/PRETTY_NAME=//g\' -e \'s/"//g\')
fi

if [[ -d "/system/app/" && -d "/system/priv-app" ]]; then
    model="\$(getprop ro.product.brand) \$(getprop ro.product.model)"

elif [[ -f /sys/devices/virtual/dmi/id/product_name ||
        -f /sys/devices/virtual/dmi/id/product_version ]]; then
    model="\$(< /sys/devices/virtual/dmi/id/product_name)"
    model+=" \$(< /sys/devices/virtual/dmi/id/product_version)"

elif [[ -f /sys/firmware/devicetree/base/model ]]; then
    model="\$(< /sys/firmware/devicetree/base/model)"

elif [[ -f /tmp/sysinfo/model ]]; then
    model="\$(< /tmp/sysinfo/model)"
fi

MODEL_INFO=\${model}
KERNEL=\$(uname -srmo)
USER_NUM=\$(who -u | wc -l)
RUNNING=\$(ps ax | wc -l | tr -d " ")

# disk
totaldisk=\$(df -h -x devtmpfs -x tmpfs -x debugfs -x aufs -x overlay --total 2>/dev/null | tail -1)
disktotal=\$(awk \'{print \$2}\' <<< "\${totaldisk}")
diskused=\$(awk \'{print \$3}\' <<< "\${totaldisk}")
diskusedper=\$(awk \'{print \$5}\' <<< "\${totaldisk}")
DISK_INFO="\033[0;33m\${diskused}\033[0m of \033[1;34m\${disktotal}\033[0m disk space used (\033[0;33m\${diskusedper}\033[0m)"

# cpu
cpu=\$(awk -F\':\' \'/^model name/ {print \$2}\' /proc/cpuinfo | uniq | sed -e \'s/^[ \t]*//\')
cpun=\$(grep -c \'^processor\' /proc/cpuinfo)
cpuc=\$(grep \'^cpu cores\' /proc/cpuinfo | tail -1 | awk \'{print \$4}\')
cpup=\$(grep \'^physical id\' /proc/cpuinfo | wc -l)
CPU_INFO="\${cpu} \${cpup}P \${cpuc}C \${cpun}L"

# get the load averages
read one five fifteen rest < /proc/loadavg
LOADAVG_INFO="\033[0;33m\${one}\033[0m / \${five} / \${fifteen} with \033[1;34m\$(( cpun*cpuc ))\033[0m core(s) at \033[1;34m\$(grep \'^cpu MHz\' /proc/cpuinfo | tail -1 | awk \'{print \$4}\')\033 MHz"

# mem
MEM_INFO="\$(cat /proc/meminfo | awk \'/MemTotal:/{total=\$2/1024/1024;next} /MemAvailable:/{use=total-\$2/1024/1024; printf("\033[0;33m%.2fGiB\033[0m of \033[1;34m%.2fGiB\033[0m RAM used (\033[0;33m%.2f%%\033[0m)",use,total,(use/total)*100);}\')"

# network
# extranet_ip=" and \$(curl -s ip.cip.cc)"
IP_INFO="\$(ip a | grep glo | awk \'{print \$2}\' | head -1 | cut -f1 -d/)\${extranet_ip:-}"

# Container info
CONTAINER_INFO="\$(sudo /usr/bin/crictl ps -a -o yaml 2> /dev/null | awk \'/^  state: /{gsub("CONTAINER_", "", \$NF) ++S[\$NF]}END{for(m in S) printf "%s%s:%s ",substr(m,1,1),tolower(substr(m,2)),S[m]}\')Images:\$(sudo /usr/bin/crictl images -q 2> /dev/null | wc -l)"

# info
echo -e "
 Information as of: \033[1;34m\$(date +"%Y-%m-%d %T")\033[0m
 
 \033[0;1;31mProduct\033[0m............: \${MODEL_INFO}
 \033[0;1;31mOS\033[0m.................: \${PRETTY_NAME}
 \033[0;1;31mKernel\033[0m.............: \${KERNEL}
 \033[0;1;31mCPU\033[0m................: \${CPU_INFO}

 \033[0;1;31mHostname\033[0m...........: \033[1;34m\$(hostname)\033[0m
 \033[0;1;31mIP Addresses\033[0m.......: \033[1;34m\${IP_INFO}\033[0m

 \033[0;1;31mUptime\033[0m.............: \033[0;33m\${UPTIME_INFO}\033[0m
 \033[0;1;31mMemory