基于 Kubeadm 方式搭建 Kubernetes 多 Master 高可用集群

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大纲

高可用集群的概述

Kubernetes 作为容器集群系统，通过健康检查与重启策略实现了 Pod 的故障自我修复能力，通过调度算法将 Pod 分布式部署，并持续监控其预期副本数。当节点发生故障时，系统能够自动在正常节点上重新启动 Pod，从而实现应用层的高可用性。在 Kubernetes 集群环境中，高可用性还需考虑以下两个层面：Etcd 存储库的高可用性，以及 Kubernetes Master 节点的高可用性。Etcd 可以部署 3 集群个节点来保证高可用性。Kubernetes Master 节点承担总控中心角色，通过持续与工作节点（Worker）上的 Kubelet 和 Kube-Proxy 进行通信，维护整个集群的健康工作状态。一旦 Master 节点发生故障，将无法使用 kubectl 工具或 API 进行集群管理。Kubernetes Master 节点主要包含三个核心服务：API Server、Controller Manager 和 Scheduler。其中，Controller Manager 和 Scheduler 组件自身已通过内置的 Leader 选举机制实现了高可用。因此，Kubernetes Master 节点的高可用主要是针对 API Server 组件，该组件以 HTTP API 形式提供服务，其高可用实现方式与 Web 服务器类似，可以通过负载均衡器（比如 HaProxy / Nginx）对其多个实例进行负载均衡，使其支持水平扩展，并可以使用 Keepalived 来保证负载均衡器自身的高可用性。

Kubernetes 高可用集群的两种搭建方式

Kubernetes 高可用集群通常有两种部署方式：二进制手动部署 和 Kubeadm 自动化部署。在生产环境中，更推荐使用二进制部署方式，因为可控性高、组件版本可精细管理，便于根据业务需求进行深度定制。而在开发或测试环境，则可以使用 Kubeadm 快速搭建高可用集群，部署流程简单、效率更高。

多 Master 集群架构

Kubernetes 多 Master 集群的整体架构如下，多个 Master 节点之间通过 HaProxy 实现反向代理和负载均衡，而 HaProxy 通过 Keepalived 来保证自身的高可用性（即双机主备，也叫双机热备）。

多 Master 集群搭建

术语说明

为了方便描述，本文使用 Node 节点 来替代 Kubernetes 的 Worker Node，使用 Master 节点 来替代 Master Node。

版本说明

软件版本安装方式
CentOS7.9多个独立虚拟机
Docker18.06.1YUM
Kubelet1.18.0YUM
Kubectl1.18.0YUM
Kubeadm1.18.0YUM
HaProxyYUM
KeepalivedYUM
Dashboard2.0.3Kubernetes

搭建集群

参考资料