创建高可用etcd集群

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2023-12-01

kuberntes 系统使用 etcd 存储所有数据，本文档介绍部署一个三节点高可用 etcd 集群的步骤，这三个节点复用 kubernetes master 机器，分别命名为test-001.jimmysong.io、test-002.jimmysong.io、test-003.jimmysong.io：

test-001.jimmysong.io：172.20.0.113
test-002.jimmysong.io：172.20.0.114
test-003.jimmysong.io：172.20.0.115

TLS 认证文件

需要为 etcd 集群创建加密通信的 TLS 证书，这里复用以前创建的 kubernetes 证书

cp ca.pem kubernetes-key.pem kubernetes.pem /etc/kubernetes/ssl

kubernetes 证书的 hosts 字段列表中包含上面三台机器的 IP，否则后续证书校验会失败；

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/v3.1.5/etcd-v3.1.5-linux-amd64.tar.gz
tar -xvf etcd-v3.1.5-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.1.5-linux-amd64/etcd* /usr/local/bin

或者直接使用yum命令安装：

yum install etcd

若使用yum安装，默认etcd命令将在/usr/bin目录下，注意修改下面的etcd.service文件中的启动命令地址为/usr/bin/etcd。

创建 etcd 的 systemd unit 文件

在/usr/lib/systemd/system/目录下创建文件etcd.service，内容如下。注意替换IP地址为你自己的etcd集群的主机IP。

[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
Documentation=https://github.com/coreos

[Service]
Type=notify
WorkingDirectory=/var/lib/etcd/
EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
ExecStart=/usr/local/bin/etcd \
  --name ${ETCD_NAME} \
  --cert-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes.pem \
  --key-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes-key.pem \
  --peer-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes.pem \
  --peer-key-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes-key.pem \
  --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --initial-advertise-peer-urls ${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS} \
  --listen-peer-urls ${ETCD_LISTEN_PEER_URLS} \
  --listen-client-urls ${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls ${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS} \
  --initial-cluster-token ${ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN} \
  --initial-cluster infra1=https://172.20.0.113:2380,infra2=https://172.20.0.114:2380,infra3=https://172.20.0.115:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --data-dir=${ETCD_DATA_DIR}
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

指定 etcd 的工作目录为 /var/lib/etcd，数据目录为 /var/lib/etcd，需在启动服务前创建这个目录，否则启动服务的时候会报错“Failed at step CHDIR spawning /usr/bin/etcd: No such file or directory”；
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）；
创建 kubernetes.pem 证书时使用的 kubernetes-csr.json 文件的 hosts 字段包含所有 etcd 节点的IP，否则证书校验会出错；
--initial-cluster-state 值为 new 时，--name 的参数值必须位于 --initial-cluster 列表中；

完整 unit 文件见：etcd.service

环境变量配置文件/etc/etcd/etcd.conf。

# [member]
ETCD_NAME=infra1
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://172.20.0.113:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://172.20.0.113:2379"

#[cluster]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://172.20.0.113:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://172.20.0.113:2379"

这是172.20.0.113节点的配置，其他两个etcd节点只要将上面的IP地址改成相应节点的IP地址即可。ETCD_NAME换成对应节点的infra1/2/3。

启动 etcd 服务

mv etcd.service /usr/lib/systemd/system/
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd
systemctl status etcd

在所有的 kubernetes master 节点重复上面的步骤，直到所有机器的 etcd 服务都已启动。

注意：如果日志中出现连接异常信息，请确认所有节点防火墙是否开放2379,2380端口。以centos7为例：

firewall-cmd --zone=public --add-port=2380/tcp --permanent
firewall-cmd --zone=public --add-port=2379/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

验证服务

在任一 kubernetes master 机器上执行如下命令：

$ etcdctl \
  --ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --cert-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes.pem \
  --key-file=/etc/kubernetes/ssl/kubernetes-key.pem \
  cluster-health
2017-04-11 15:17:09.082250 I | warning: ignoring ServerName for user-provided CA for backwards compatibility is deprecated
2017-04-11 15:17:09.083681 I | warning: ignoring ServerName for user-provided CA for backwards compatibility is deprecated
member 9a2ec640d25672e5 is healthy: got healthy result from https://172.20.0.115:2379
member bc6f27ae3be34308 is healthy: got healthy result from https://172.20.0.114:2379
member e5c92ea26c4edba0 is healthy: got healthy result from https://172.20.0.113:2379
cluster is healthy

结果最后一行为 cluster is healthy 时表示集群服务正常。