Kubernetes高可用master架构

k8s的高可用，主要是实现Master节点的高可用。那么我们看看各个组件是如何解决高可用的。

Kubelet、Kube-proxy：只工作在当前Node节点上，无需高可用。

etcd：etcd如果是放在集群内部的，在kubeadm1.5之后，对于多Master集群，一个Master节点加入集群后将自动实现集群化扩展。所以集群已经自动实现高可用，无需再人工干预。

kube-controller-manager：对于多Master集群，这个组件只会有一个正常工作，其它处于休眠挂起状态。当工作节点发生故障时才会唤醒另一个接管。所以集群已经自动实现高可用，无需再人工干预。

kube-scheduler：与kube-controller-manager情况一样，集群已经自动实现高可用，无需再人工干预。

kube-apiserver：每个Master节点的kube-apiserver都是独立的，没有竞争关系，访问哪个节点效果都是一样的。 综上所述，只有kube-apiserver需要人工解决。解决方案也很简单，既然APIServer以HTTP API提供接口服务，就可以使用常规的四层或七层的代理实现高可用和负载均衡，如使用Nigix、HAProxy等代理服务器。并且可以更进一步，使用vip和keepalive实现，代理服务器的高可用。然后将集群的访问地址从APIServer的地址改为vip的地址。

k8s的物理结构是master/node模式,架构图如下所示：

master一般是三个节点或者五个节点做高可用，根据集群规模来定，master高可用指的是对apiserver做高可用或者对master的物理节点做高可用，node可以有多个节点，专门用来部署应用的。

k8s master使用keepalived生产环境下推荐使用高可用模式

登录k8s master1 master2,master3，分别修改/etc/keepalived/keepalived.conf，内容如下：

master-1:
global_defs {router_id master-1
}
vrrp_instance VI_1 {state MASTER interface ens160virtual_router_id 50priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.30.200}
}master-2:
global_defs {router_id master-2
}
vrrp_instance VI_1 {state BACKUP interface ens160virtual_router_id 50priority 90advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.30.200}
}master-3:
global_defs {router_id master-3
}
vrrp_instance VI_1 {state BACKUP interface ens160virtual_router_id 50priority 80advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.30.200}
}

以上需要注意的地方是192.168.30.200为虚拟IP，需要和集群处于同一个网段，且没有被配置为其它的物理机的IP，ens160为物理网卡的设备名称。

在三台master上执行以下命令启动keepalived

service keepalived start
systemctl enable keepalived

在master1上编辑初始化配置：keepalived的情况下controlPlaneEndpoint需要制定为虚拟IP地址

vi kubeadm.conf
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.23.6
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers 
controlPlaneEndpoint: 192.168.30.200:6443
networking:podSubnet: 10.244.0.0/16 serviceSubnet: 10.96.0.0/12 

启动初始化
kubeadm init --config kubeadm.conf

加入集群节点

节点加入集群有两种角色

1.control-plane角色 表示的是master的备用节点

2.worker角色 表示的是k8s的node

control-plane节点加入方式

登录master-2和master-3,让它们以control-node的方式加入
kubeadm join 192.168.30.200:6443 --token g55zwf.wu671xiryl2c0k7z --discovery-token-ca-cert-hash sha256:2b6c285bdd34cc5814329d5ba8cec3302d53aa925430330fb35c174565f05ad0 --control-plane

把master-1节点上的/root/.kube/下的所有文件拷贝到master-2和master-3节点的/root/.kube目录下,方便master-2和master-3也可以执行kubectl指令

worker节点加入方式

kubeadm join 192.168.30.99:6443 --token g55zwf.wu671xiryl2c0k7z --discovery-token-ca-cert-hash sha256:2b6c285bdd34cc5814329d5ba8cec3302d53aa925430330fb35c174565f05ad0