怎么用Keepalived+HAProxy高可用集群K8S實現

怎么用Keepalived+HAProxy高可用集群K8S實現

在現代的云原生環境中，Kubernetes（K8S）已經成為了容器編排的事實標準。為了確保K8S集群的高可用性，通常需要結合其他工具來實現負載均衡和故障轉移。本文將介紹如何使用Keepalived和HAProxy來構建一個高可用的K8S集群。

1. 概述

1.1 Keepalived

Keepalived 是一個用于實現高可用性的工具，它通過VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）協議來實現IP地址的故障轉移。當主節點發生故障時，Keepalived會自動將虛擬IP（VIP）轉移到備用節點，從而確保服務的連續性。

1.2 HAProxy

HAProxy 是一個高性能的TCP/HTTP負載均衡器，它可以將流量分發到多個后端服務器。在K8S集群中，HAProxy通常用于將外部流量分發到多個K8S Master節點，從而實現高可用性。

1.3 Kubernetes (K8S)

Kubernetes 是一個開源的容器編排平臺，用于自動化部署、擴展和管理容器化應用程序。K8S集群通常由多個Master節點和多個Worker節點組成，Master節點負責集群的管理和控制，Worker節點負責運行應用程序容器。

2. 架構設計

2.1 高可用架構

在K8S集群中，通常會有多個Master節點來確保集群的高可用性。為了將外部流量分發到這些Master節點，可以使用HAProxy作為負載均衡器。同時，為了確保HAProxy本身的高可用性，可以使用Keepalived來實現HAProxy的故障轉移。

2.2 架構圖

+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|   Master Node 1   |       |   Master Node 2   |       |   Master Node 3   |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
          |                         |                         |
          |                         |                         |
          v                         v                         v
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|   HAProxy 1       |       |   HAProxy 2       |       |   HAProxy 3       |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
          |                         |                         |
          |                         |                         |
          v                         v                         v
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|   Keepalived 1    |       |   Keepalived 2    |       |   Keepalived 3    |
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
          |                         |                         |
          |                         |                         |
          v                         v                         v
+---------------------------------------------------------------+
|                          Virtual IP (VIP)                     |
+---------------------------------------------------------------+

3. 實現步驟

3.1 安裝和配置Keepalived

3.1.1 安裝Keepalived

在所有的HAProxy節點上安裝Keepalived：

sudo apt-get update
sudo apt-get install keepalived

3.1.2 配置Keepalived

編輯Keepalived的配置文件 /etc/keepalived/keepalived.conf，配置VRRP實例和虛擬IP：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1234
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

3.2 安裝和配置HAProxy

3.2.1 安裝HAProxy

在所有的HAProxy節點上安裝HAProxy：

sudo apt-get update
sudo apt-get install haproxy

3.2.2 配置HAProxy

編輯HAProxy的配置文件 /etc/haproxy/haproxy.cfg，配置前端和后端：

frontend k8s_api
    bind 192.168.1.100:6443
    default_backend k8s_masters

backend k8s_masters
    balance roundrobin
    server master1 192.168.1.101:6443 check
    server master2 192.168.1.102:6443 check
    server master3 192.168.1.103:6443 check

3.3 配置Kubernetes集群

3.3.1 初始化Kubernetes集群

在所有的Master節點上初始化Kubernetes集群：

kubeadm init --control-plane-endpoint "192.168.1.100:6443" --upload-certs

3.3.2 加入Worker節點

在所有的Worker節點上加入Kubernetes集群：

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

4. 測試和驗證

4.1 測試Keepalived故障轉移

手動停止主節點的Keepalived服務，觀察虛擬IP是否成功轉移到備用節點。

4.2 測試HAProxy負載均衡

通過虛擬IP訪問Kubernetes API，觀察流量是否被均勻分發到各個Master節點。

4.3 驗證Kubernetes集群狀態

使用 kubectl get nodes 命令驗證所有節點是否正常加入集群。

5. 總結

通過結合Keepalived和HAProxy，我們可以構建一個高可用的Kubernetes集群。Keepalived確保了HAProxy的高可用性，而HAProxy則將外部流量均勻分發到多個Kubernetes Master節點，從而實現了整個集群的高可用性。這種架構不僅提高了系統的可靠性，還為Kubernetes集群的擴展和維護提供了便利。

以上是如何使用Keepalived和HAProxy實現Kubernetes高可用集群的詳細步驟。希望這篇文章能幫助你更好地理解和實現Kubernetes的高可用性。