如何在Ubuntu上实现Kubernetes的高可用 - 问答

在Ubuntu上实现Kubernetes高可用需围绕控制平面高可用和节点冗余展开，核心步骤如下：

一、基础环境准备

节点规划：至少3个Master节点（用于控制平面高可用）和2个Node节点（运行工作负载）。
系统配置：
- 禁用交换空间：swapoff -a 并修改 /etc/fstab 永久生效。
- 关闭防火墙：ufw disable（生产环境建议配置防火墙规则）。
- 安装Docker：使用官方仓库安装并配置镜像加速。
- 安装Kubernetes工具：kubeadm、kubelet、kubectl。

二、控制平面高可用（关键步骤）

1. 初始化第一个Master节点

使用 kubeadm init 并指定负载均衡器地址（后续会通过HAProxy+Keepalived实现）：

sudo kubeadm init --control-plane-endpoint <VIP>:6443 --upload-certs

其中 <VIP> 为虚拟IP（由HAProxy+Keepalived提供），初始化后配置 kubectl：

mkdir -p $HOME/.kube  
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

2. 部署HAProxy+Keepalived

HAProxy：作为API Server的负载均衡器，配置 /etc/haproxy/haproxy.cfg，将流量分发到多个Master节点的API Server（端口6443）。

frontend kubernetes-api  
  bind *:6443  
  mode tcp  
  default_backend kubernetes-api-backend  
backend kubernetes-api-backend  
  mode tcp  
  balance roundrobin  
  server master1 <Master1_IP>:6443 check  
  server master2 <Master2_IP>:6443 check  
  server master3 <Master3_IP>:6443 check

Keepalived：为HAProxy提供虚拟IP（VIP），监控其健康状态，故障时自动切换。

sudo apt install keepalived

配置 /etc/keepalived/keepalived.conf，定义VIP和优先级，例如：

vrrp_instance VI_1 {  
  state MASTER  
  interface eth0  
  virtual_router_id 51  
  priority 100  
  virtual_ipaddress {  
    <VIP>  
  }  
}

3. 扩展Master节点

在其他Master节点上执行 kubeadm join，加入控制平面集群，确保多个Master节点共同提供服务。

三、工作节点高可用

加入Node节点：在Node节点上安装Docker和Kubernetes工具，执行 kubeadm join 加入集群。
Pod反亲和性配置：通过Pod的 affinity 和 anti-affinity 规则，将副本分散到不同Node节点，避免单点故障。

四、验证与优化

检查集群状态：

kubectl get nodes  # 确保所有节点状态为Ready  
kubectl get pods -A  # 检查系统组件Pod是否正常运行

网络插件部署：选择Calico、Flannel等网络插件，确保跨节点Pod通信。
监控与告警：部署Prometheus+Grafana监控集群状态，配置告警规则。

参考资料

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