Ubuntu Kubernetes集群的高可用性配置 - 问答

在Ubuntu上部署高可用的Kubernetes集群涉及多个步骤和组件。以下是一个详细的指南，帮助你实现这一目标：

环境规划与准备

集群节点规划：
- Master节点：至少配置3个Master节点以确保高可用性。
- Node节点：建议配置2个或更多Node节点。
- 负载均衡节点：使用HAProxy和Keepalived实现API Server高可用。
系统配置要求：
- 操作系统：Ubuntu Server 18.04 LTS。
- CPU：Master节点至少2核，Node节点建议2核或更多。
- 内存：Master节点至少2GB，Node节点建议4GB或更多。
- 磁盘：至少20GB可用空间。
- 网络：所有节点间网络互通。

系统基础配置：

关闭交换空间：

sudo swapoff -a
sudo sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

关闭防火墙：
```
sudo ufw disable
```

配置DNS：

sudo sed -i 's/#DNS=/DNS=114.114.114.114/' /etc/systemd/resolved.conf
sudo systemctl restart systemd-resolved

安装Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
curl -fsSL https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker-ce

配置Docker镜像源：

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
    "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}
EOF
sudo systemctl restart docker

安装kubeadm、kubelet、kubectl：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https
curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list <<EOF
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

高可用架构实现

高可用架构设计：
- API Server高可用：采用HAProxy+Keepalived方案。
  - Keepalived：提供虚拟IP(VIP)并监控HAProxy健康状态。
  - HAProxy：负载均衡API Server请求到多个Master节点。
- Master节点：运行API Server、Controller Manager和Scheduler。

HAProxy配置：

创建HAProxy启动脚本：

#!/bin/bash
MasterIP1=192.168.141.150
MasterIP2=192.168.141.151
MasterIP3=192.168.141.152

cat <<EOF > /etc/haproxy/haproxy.cfg
frontend k8s-api
    bind *:6443
    default_backend k8s-api-backend

backend k8s-api-backend
    balance roundrobin
    server master1 ${MasterIP1}:6443 check
    server master2 ${MasterIP2}:6443 check
    server master3 ${MasterIP3}:6443 check
EOF

sudo systemctl restart haproxy

初始化Master节点：

在一个Master节点上执行初始化操作：

sudo kubeadm init --control-plane-endpoint "<LOAD_BALANCER_DNS>:<PORT>" --upload-certs

加入Worker节点：

在其他Master节点上执行初始化操作：

sudo kubeadm join <LOAD_BALANCER_DNS>:<PORT> --token <TOKEN> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<HASH>

配置网络插件：

选择并配置网络插件，如Flannel或Calico。例如，使用Flannel：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

配置etcd集群：

安装和配置etcd集群，建议部署一个奇数数量的etcd节点（通常为3或5个节点）：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y etcd
sudo mkdir -p /var/lib/etcd
sudo etcd --name node1 --data-dir=/var/lib/etcd --listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 --listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380
sudo etcd --name node2 --data-dir=/var/lib/etcd --listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 --listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380
sudo etcd --name node3 --data-dir=/var/lib/etcd --listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 --listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380

部署应用程序和服务

部署多个副本：为应用创建多个副本，确保在某个副本不可用时，其他副本可以继续提供服务。
使用负载均衡器：通过负载均衡器将流量分发到多个副本，确保负载均匀分布。
配置Pod Disruption Budget (PDB)：设置PDB以定义在更新或维护期间必须保持运行的最小Pod数量，以减少停机时间。
使用kube-vip：为Kubernetes控制平面提供高可用和负载均衡的开源项目，适用于内部和外部负载均衡。

通过以上步骤，你可以在Ubuntu上成功部署一个高可用的Kubernetes集群，确保集群在面对各种故障时，能够持续运行或快速恢复。

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