--- title: Kubernetes之master高可用方案 abbrlink: 10cef768 cover: 'https://static.zahui.fan/images/202211212221065.svg' categories: - Kubernetes tags: - Kubernetes - k8s - HA - keepalived date: 2022-03-14 20:50:24 --- 之前一直用使用的负载方案是搭建一台负载均衡器，可以是haproxy或nginx或lvs，来将多个master节点的6443端口做个负载均衡，但是考虑到负载均衡也需要高可用，所以会引入类似keepalived的方案来解决问题。偶然看到了kubeasz这个开源项目，宣称解决了master高可用问题，部署了一遍发现并没有额外搭建负载均衡器，研究了一下，发现了另一种思路。 ## 使用额外的负载均衡来做高可用 这种就是比较容易想到的一种方案，比如3个master节点，前面有一台负载均衡（nginx、haproxy、lvs）等，但是负载均衡本身就是一个单点故障，所以一般来说还需要另一台负载均衡，通过keepalived来实现VIP的切换 [使用Keepalived来实现Nginx高可用](/posts/0cebb8ae) ![针对master节点做负载均衡](https://static.zahui.fan/images/lb_keepalived.png) ## 在master上使用vip 架构图如图所示， 使用keepalived维护vip，每台master节点上都运行着一个负载均衡 ![在master上使用vip](https://static.zahui.fan/images/202207050032858.jpg) > 抢占式 和 非抢占式的区别： 比如master1默认的权重（priority）高，vip当前在master1上， master1挂掉后vip会飘到master2上，那么如果master1恢复正常了，抢占式会重新将vip抢过来，再次绑定到master1上，非抢占式则保持在master2上，除非master2也出问题。 {% tabs TabName %} ```conf # 在master1执行 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state BACKUP # 这个是初始的状态， MASTER 或者 BACKUP， 非抢占模式必须为 BACKUP interface ens32 # 网卡 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 100 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight nopreempt # 设置非抢占模式，state必须设置为BACKUP才能生效 authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.51 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.52 10.0.0.53 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip 和 网卡 } } ``` ```conf # 在master2上执行 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state BACKUP # 这个是初始的状态， MASTER 或者 BACKUP， 非抢占模式必须为 BACKUP interface ens32 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 99 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight nopreempt # 设置非抢占模式，state必须设置为BACKUP才能生效 authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.52 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.51 10.0.0.53 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip } } ``` ```conf # 在master3执行 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state BACKUP # 这个是初始的状态，MASTER 或者 BACKUP， 非抢占模式必须为 BACKUP interface ens32 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 98 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight nopreempt # 设置非抢占模式，state必须设置为BACKUP才能生效 authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.53 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.51 10.0.0.52 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip } } ``` ```conf # master1 节点配置 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state MASTER # 3个实例，1个配置MASTER，另外2个配置BACKUP interface ens32 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 100 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.51 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.52 10.0.0.53 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip } } ``` ```conf # master2 节点配置 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state BACKUP # 3个实例，1个配置MASTER，另外2个配置BACKUP interface ens32 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 99 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.52 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.51 10.0.0.53 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip } } ``` ```conf # master3 节点配置 global_defs { script_user root # 脚本执行者 enable_script_security # 标记脚本安全 } vrrp_script check { script "killall -0 kube-apiserver" # 脚本路径 interval 2 # 脚本执行间隔，单位s weight -20 # -254-254之间，检测失败权重减少 } vrrp_instance VI_1 { # 实例名 state BACKUP # 3个实例，1个配置MASTER，另外2个配置BACKUP interface ens32 virtual_router_id 251 # ID主备需一致 priority 98 # 默认权重，3个节点保持不一致，并且MASTER最大，priority之间的差值要小于weight authentication { auth_type PASS # 主备验证信息，需一致 auth_pass 123456 } track_script { check # 调用脚本,若脚本最后的执行结果是非0的，则判断端口down掉，此时vip会漂移到keepalived-BACKUP上 } unicast_src_ip 10.0.0.53 # 配置源地址的IP地址，自己的ip unicast_peer { 10.0.0.51 10.0.0.52 # 配置其他keepalived节点 } virtual_ipaddress { 10.0.0.50 dev ens32 # vip } } ``` {% endtabs %} ## 在每个节点上部署负载均衡 是看到了有些开源项目不用额外的负载均衡器也可以完成master高可用 方案就是所有节点上安装负载均衡，架构图如下, 监听的是127.0.0.1:6443，所有的服务都连接127.0.0.1:6443端口，然后负载到3台master，这样不用担心负载均衡挂掉，挂掉也只会影响自己，缺点就是每台机器都需要额外部署服务，master节点发生变化后, 每台机器都需要更新负载均衡的配置。 ![在worker节点搭建负载均衡](https://static.zahui.fan/images/worker_lb.jpg) ### 安装集群的时候 安装集群的时候,指定apiserver为127.0.0.1 ```bash sudo kubeadm init \ --control-plane-endpoint "127.0.0.1:6443" \ --upload-certs \ --service-cidr=10.96.0.0/12 \ --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 ``` ### 修改apiserver监听地址 apiserver默认监听的地址是 `*:6443` 需要修改成 `<主机IP>:6443` 这样Nginx才能监听 `127.0.0.1:6443`, 修改方式 ```bash vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml ``` 启动参数增加 `--bind-address=10.0.0.11` ```yaml spec: containers: - command: - kube-apiserver - --advertise-address=10.0.0.11 - --allow-privileged=true - --authorization-mode=Node,RBAC - --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt - --enable-admission-plugins=NodeRestriction - --enable-bootstrap-token-auth=true - --etcd-cafile=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt - --etcd-certfile=/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt - --etcd-keyfile=/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key - --etcd-servers=https://127.0.0.1:2379 - --kubelet-client-certificate=/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.crt - --kubelet-client-key=/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.key - --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,ExternalIP,Hostname - --proxy-client-cert-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.crt - --proxy-client-key-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.key - --requestheader-allowed-names=front-proxy-client - --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt - --requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra- - --requestheader-group-headers=X-Remote-Group - --requestheader-username-headers=X-Remote-User - --secure-port=6443 - --service-account-issuer=https://kubernetes.default.svc.cluster.local - --service-account-key-file=/etc/kubernetes/pki/sa.pub - --service-account-signing-key-file=/etc/kubernetes/pki/sa.key - --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12 - --tls-cert-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.crt - --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.key - --bind-address=10.0.0.11 image: registry.k8s.io/kube-apiserver:v1.28.4 ``` ### 配置负载均衡 `Nginx` 和 `HAproxy` 选择一个就行, 所有master和worker节点都需要部署. {% tabs TabName %} ```conf global log /dev/log local1 warning chroot /var/lib/haproxy user haproxy group haproxy daemon nbproc 1 defaults log global timeout connect 5s timeout client 10m timeout server 10m listen kube_master bind 127.0.0.1:6443 mode tcp option tcplog option dontlognull option dontlog-normal balance roundrobin server 192.168.13.117 192.168.13.117:6443 check inter 10s fall 2 rise 2 weight 1 server 192.168.13.118 192.168.13.118:6443 check inter 10s fall 2 rise 2 weight 1 server 192.168.13.119 192.168.13.119:6443 check inter 10s fall 2 rise 2 weight 1 ``` ```conf user root; worker_processes 1; # 加载模块 include /usr/share/nginx/modules/*.conf; error_log /var/log/nginx/error.log warn; events { worker_connections 3000; } stream { upstream backend { server 10.0.0.11:6443 max_fails=2 fail_timeout=3s; server 10.0.0.12:6443 max_fails=2 fail_timeout=3s; server 10.0.0.13:6443 max_fails=2 fail_timeout=3s; } server { listen 127.0.0.1:6443; proxy_connect_timeout 1s; proxy_pass backend; } } ``` {% endtabs %} 查看监听端口, 此时可以正常启动 负载均衡了. ![image.png](https://static.zahui.fan/images/202311171817270.png)