实现高可用的 Kubernetes 集群部署方案-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

前言

随着云计算和微服务架构的流行，容器编排技术成为了互联网企业中必不可少的技能。其中 Kubernetes 是目前最主流的容器编排工具之一。本文将介绍如何实现高可用的 Kubernetes 集群部署方案。

Kubernetes 高可用架构

Kubernetes 官方建议使用三个节点以上的集群，不仅可以提高可用性，还可以避免单点故障。Kubernetes 高可用集群主要包括如下组件：

API Server

API Server 是 Kubernetes 的核心组件，它负责集群内的各种资源对象的增删改查操作。它还处理来自 etcd 的多个 Watch 请求，并通过 API Server 的 Watch 机制实时通知到所有节点。API Server 需要以 HA 模式启动，这样当主节点故障时，备用节点可以顶替其工作。

etcd

etcd 是一个高可用的键值存储系统，用于存储 Kubernetes 集群内的所有元数据信息。etcd 的数据是持久化的，集群中任何一个节点上的数据都是一致的。etcd 在 Kubernetes 集群中至少需要有两个节点，保证当一个节点故障时，仍然可以使用 etcd 中的数据。

Scheduler

Scheduler 负责调度新创建的 Pod 到各个节点上。Kubernetes 集群中可以启动多个 Scheduler，以避免单点故障。

Controller Manager

Controller Manager 负责在 Kubernetes 集群中运行的各个控制器，如 Node Controller、Pod Controller、Replica Set Controller、Service Controller 等。Kubernetes 集群中可以启动多个 Controller Manager，以避免单点故障。

kubelet

kubelet 是运行在每个 Node 上的代理进程，负责管理本 Node 上的 Pod。它会定期从 API Server 上获取 Pod 部署的信息，并根据信息启动、停止容器。

kube-proxy

kube-proxy 是运行在每个 Node 上的网络代理，负责实现 Kubernetes Service 中的负载均衡和网络代理功能。它会根据 Service 的定义，动态创建 iptables 转发规则来实现负载均衡和服务发现。

Kubernetes 集群部署方案

Kubernetes 集群可以使用二进制文件手动部署，也可以使用各种自动化部署工具，如 kubeadm、kubespray 等。本文将介绍使用 kubeadm 实现 Kubernetes 高可用集群的部署方案，并提供示例代码。

环境准备

在部署 Kubernetes 集群之前，需要先准备好以下环境：

至少三台节点，分别作为 Master 和 Worker 节点。
所有节点上都安装 Docker（版本建议大于 1.13.1）。
所有节点上都安装 kubeadm、kubectl 和 kubelet（版本建议大于 1.11.0）。

初始化 Master 节点

初始化 etcd

$ kubeadm init phase etcd local --config ./kubeadm.yaml

其中，kubeadm.yaml 的内容如下：

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha3
kind: ClusterConfiguration
etcd:
  local:
    imageRepository: quay.azk8s.cn/coreos

初始化 API Server、Controller Manager 和 Scheduler

$ kubeadm init phase kubeconfig all --config ./kubeadm.yaml

在 Master 节点上部署网络插件（这里以 Calico 为例）

$ kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.2/getting-started/kubernetes/installation/hosted/rbac-kdd.yaml

$ kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.2/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubernetes-datastore/calico-networking/1.7/calico.yaml

在 Master 节点上运行以下命令，生成加入集群的 Token 和 CA 证书

$ kubeadm token create --print-join-command > join.sh

$ kubeadm init phase upload-certs --upload-certs

加入 Worker 节点

在 Worker 节点上运行 Master 节点生成的 join.sh 脚本即可加入集群：

$ sh join.sh

部署高可用组件

在三个 Master 节点上均运行以下命令，部署高可用组件：

$ kubeadm init phase control-plane all --config ./kubeadm.yaml

验证 Kubernetes 集群

运行以下命令，获取节点状态信息：

$ kubectl get nodes

若输出内容如下，则表示 Kubernetes 集群已部署成功：

NAME         STATUS     ROLES                  AGE   VERSION
master-0     Ready      control-plane,master   30m   v1.19.0
master-1     Ready      control-plane,master   30m   v1.19.0
master-2     Ready      control-plane,master   30m   v1.19.0
worker-0     Ready      <none>                 30m   v1.19.0
worker-1     Ready      <none>                 30m   v1.19.0
worker-2     Ready      <none>                 30m   v1.19.0

结语

本文介绍了如何使用 kubeadm 实现高可用的 Kubernetes 集群部署方案。通过本文的学习，读者可以了解 Kubernetes 集群的高可用架构，掌握如何使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群，并在此基础上进行调优和扩展。代码示例仅供参考，建议根据实际情况进行修改和优化。

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