k8s高可用架构

介绍

Kubernetes (k8s) 是一个用于自动化容器化应用程序部署，扩展和管理的开源平台。它提供了一种容器化应用程序的编排机制，可以轻松管理和调度大规模容器化应用程序。

在生产环境中，可用性是至关重要的。因此，k8s提供了高可用架构来确保系统的稳定和可靠性。高可用架构通过将多个主节点和工作节点分布在不同的物理服务器上，以及使用冗余机制来实现。

组件

k8s的高可用架构涉及以下几个组件：

  1. 主节点 (Master Nodes)：主节点是k8s集群的控制中心，负责管理和调度应用程序，维护集群状态以及监控集群的健康状况。
  2. 工作节点 (Worker Nodes)：工作节点是运行应用程序容器的主机。它们接收来自主节点的指令并执行相应的任务。
  3. ETCD：ETCD是一个分布式键值存储系统，用于存储k8s集群的元数据。它是k8s的核心组件之一，负责存储集群配置和状态信息。
  4. 负载均衡器：负载均衡器用于分发来自外部请求的流量到集群中的不同节点，确保负载均衡和高可用性。

高可用架构示例

在下面的示例中，我们将使用kubeadm工具创建一个包含3个主节点和3个工作节点的k8s集群。我们还将使用一个负载均衡器来处理外部请求。

架构图

journey
    Title: k8s高可用架构示例

    section 创建主节点
        创建主节点1
        创建主节点2
        创建主节点3
    end

    section 创建工作节点
        创建工作节点1
        创建工作节点2
        创建工作节点3
    end

    section 创建ETCD集群
        创建ETCD节点1
        创建ETCD节点2
        创建ETCD节点3
    end

    section 配置负载均衡器
        配置负载均衡器
    end

    section 部署应用程序
        部署应用程序
    end

    section 验证高可用性
        验证高可用性
    end

    section 结束
        结束
    end

创建主节点

在这个示例中，我们将使用以下命令创建3个主节点：

kubeadm init --control-plane-endpoint "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT" --upload-certs

其中，LOAD_BALANCER_DNS是负载均衡器的域名，LOAD_BALANCER_PORT是负载均衡器的端口号。

创建工作节点

使用kubeadm命令创建工作节点：

kubeadm join CONTROL_PLANE_ENDPOINT --token TOKEN --discovery-token-ca-cert-hash CERT_HASH

其中，CONTROL_PLANE_ENDPOINT是主节点的地址，TOKEN是主节点生成的令牌，CERT_HASH是主节点生成的证书哈希。

创建ETCD集群

创建ETCD集群是k8s高可用架构的关键步骤之一。在这个示例中，我们将使用以下命令创建3个ETCD节点：

etcdctl member add MEMBER_NAME https://ETCD_ENDPOINT:ETCD_PORT --peer-urls=https://ETCD_PEER_URL:ETCD_PEER_PORT

其中，MEMBER_NAME是ETCD节点的名称，ETCD_ENDPOINT和ETCD_PORT是ETCD节点的地址和端口，ETCD_PEER_URL和ETCD_PEER_PORT是ETCD节点的对等地址和端口。

配置负载均衡器

为了处理外部请求，我们需要配置一个负载均衡器。在这个示例中，我们将使用Nginx作为负载均衡器。以下是一个简单的Nginx配置示例：