如何在Debian上實現K8s集群的高可用

在Debian上實現K8s集群的高可用性是一個復雜的過程，需要仔細規劃和配置多個組件。以下是一個基本的步驟指南，幫助你搭建一個高可用的Kubernetes集群。

1. 環境準備

硬件要求

• 至少2臺Debian服務器作為主節點（Master Nodes）
• 至少2臺Debian服務器作為工作節點（Worker Nodes）
• 每臺節點至少4GB內存
• 每臺節點至少20GB可用存儲空間
• 所有節點之間網絡互通，且有外網訪問權限

操作系統

• 推薦使用Debian 12（Bookworm）

2. 安裝Kubernetes組件

安裝前準備

• 關閉所有節點的swap分區：

  sudo swapoff -a
  sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
  

• 關閉防火墻：

  sudo systemctl stop firewalld
  sudo systemctl disable firewalld
  

• 配置SELinux為permissive模式（可選）：

  sudo setenforce 0
  sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
  

安裝containerd

• 安裝containerd運行時及相關內核參數：

  sudo apt update
  sudo apt install -y containerd
  sudo modprobe br_netfilter
  sudo modprobe overlay
  sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf <<EOF
  overlay br_netfilter
  EOF
  sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-k8s.conf <<EOF
  net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
  net.ipv4.ip_forward = 1
  net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
  EOF
  sudo sysctl --system
  

添加Kubernetes apt倉庫

• 添加Kubernetes官方apt倉庫：

  sudo apt-get update
  sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg
  curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
  echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  

安裝Kubernetes組件

• 安裝kubelet、kubeadm和kubectl：

  sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
  sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
  

3. 初始化主節點

在主節點上執行以下命令初始化集群：

sudo kubeadm init --control-plane-endpoint="192.168.1.100:6443" --upload-certs --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化完成后，配置kubectl：

mkdir -p $HOME/.kubes
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

4. 安裝網絡插件

以Calico為例，安裝并配置網絡插件：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

如果有防火墻，開放Calico相關端口：

sudo ufw allow 179/tcp
sudo ufw allow 4789/udp
sudo ufw allow 51820/udp
sudo ufw allow 51821/udp
sudo ufw reload

5. 加入工作節點

在工作節點上執行以下命令加入集群：

sudo kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token abcdef.0123456789abcdef --discovery-token-ca-cert-hash sha256:186e7256966f0e2b3485a3b3ab15a0f1357195745e3d2fa6e9f386cfc24ecc5d

6. 驗證集群

驗證集群狀態：

kubectl get nodes
kubectl cluster-info

部署一個測試應用（如Nginx）并驗證：

kubectl create deployment nginx-app --image=nginx --replicas=2
kubectl expose deployment nginx-app --name=nginx-web-svc --type=NodePort --port=80 --target-port=80
curl http://<node-ip>:31743

7. 高級配置

etcd集群

• 為了提高etcd的可用性，可以部署一個etcd集群。etcd的寫入性能直接影響集群穩定性，需根據業務負載計算所需節點數。

集群自動伸縮

• 使用Cluster Autoscaler實現高級策略，如分優先級擴容和基于Prometheus的QPS擴縮容。

基于污點的精細化調度

• 為特定任務預留資源，如AI訓練任務預留GPU節點。

通過以上步驟，你可以在Debian上搭建一個高可用的Kubernetes集群。根據具體需求，你還可以進一步配置etcd集群、集群自動伸縮和基于污點的精細化調度等高級功能。