如何在Ubuntu上實現Kubernetes的高可用

在Ubuntu上實現Kubernetes高可用需圍繞控制平面高可用和節點冗余展開，核心步驟如下：

一、基礎環境準備

1. 節點規劃：至少3個Master節點（用于控制平面高可用）和2個Node節點（運行工作負載）。
2. 系統配置：
   • 禁用交換空間：swapoff -a 并修改 /etc/fstab 永久生效。
   • 關閉防火墻：ufw disable（生產環境建議配置防火墻規則）。
   • 安裝Docker：使用官方倉庫安裝并配置鏡像加速。
   • 安裝Kubernetes工具：kubeadm、kubelet、kubectl。

二、控制平面高可用（關鍵步驟）

1. 初始化第一個Master節點

使用 kubeadm init 并指定負載均衡器地址（后續會通過HAProxy+Keepalived實現）：

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

其中 <VIP> 為虛擬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：作為API Server的負載均衡器，配置 /etc/haproxy/haproxy.cfg，將流量分發到多個Master節點的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：為HAProxy提供虛擬IP（VIP），監控其健康狀態，故障時自動切換。

  sudo apt install keepalived  
  

  配置 /etc/keepalived/keepalived.conf，定義VIP和優先級，例如：

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

3. 擴展Master節點

在其他Master節點上執行 kubeadm join，加入控制平面集群，確保多個Master節點共同提供服務。

三、工作節點高可用

1. 加入Node節點：在Node節點上安裝Docker和Kubernetes工具，執行 kubeadm join 加入集群。
2. Pod反親和性配置：通過Pod的 affinity 和 anti-affinity 規則，將副本分散到不同Node節點，避免單點故障。

四、驗證與優化

1. 檢查集群狀態：

   kubectl get nodes  # 確保所有節點狀態為Ready  
   kubectl get pods -A  # 檢查系統組件Pod是否正常運行  
   

2. 網絡插件部署：選擇Calico、Flannel等網絡插件，確?？绻濣cPod通信。
3. 監控與告警：部署Prometheus+Grafana監控集群狀態，配置告警規則。

參考資料

• Kubernetes官方高可用指南
• 基于Ubuntu的K8S高可用部署教程