Висока доступність у Kubernetes гарантує, що ваш кластер залишатиметься працездатним навіть під час збоїв. У цьому посібнику пояснюється, як спроектувати та розгорнути відмовостійкий кластер Kubernetes, охоплюючи основні компоненти, стратегії резервування та кроки налаштування.

Ключові висновки:

• Чому важлива висока доступністьЗапобігання простоям, спричиненим збоями обладнання, проблемами з мережею або технічним обслуговуванням.
• Основні стратегії:
  • Використовуйте кілька вузлів площини керування, щоб усунути окремі точки відмови.
  • Розподіліть робочі вузли по зонах або регіонах для забезпечення стійкості.
  • Впроваджуйте балансувальники навантаження для керування трафіком та забезпечення безперебійного перемикання на резервні копії.
• Критичні компоненти:
  • API-сервер, база даних etcd, планувальник та менеджери контролерів потребують резервування.
  • Вибирайте між стекованою або зовнішньою топологією etcd залежно від складності та масштабу вашої конфігурації.
• Кроки розгортання:
  • використання кубеадм щоб налаштувати кластер.
  • Налаштуйте балансувальники навантаження, перевірки справності та робочі вузли.
  • Регулярно тестуйте процеси резервного копіювання та відновлення після відмови.

Висока доступність вимагає ретельного планування, надійної інфраструктури та постійного тестування для забезпечення стабільної продуктивності та безперебійної роботи.

[Kube 1.5] Налаштування високодоступного кластера Kubernetes крок за кроком | Keepalived та Haproxy

Планування кластера Kubernetes високої доступності

Під час створення кластера Kubernetes високої доступності (HA) вкрай важливо узгодити ваш дизайн із чіткими бізнес-цілями та технічними цілями. Без ретельного планування ви можете отримати систему, яка буде або надмірно складною, або занадто крихкою, щоб задовольнити ваші потреби щодо доступності. Нижче ми розглянемо основні міркування та архітектурні рішення, які допоможуть вам знайти правильний баланс.

Оцінка бізнес-вимог та технічних вимог

Почніть з визначення допустимого часу простою та втрати даних. Ці параметри впливатимуть на кожен технічний вибір, який ви прийматимете для свого кластера.

• Цільовий час відновлення (RTO): Це показник швидкості відновлення ваших систем після збою. Наприклад, якщо ваш бізнес вимагає, щоб системи були працездатними протягом 5 хвилин, вам знадобляться автоматизовані процеси відновлення після збою та попередньо налаштовані резервні ресурси. З іншого боку, якщо довший час відновлення прийнятний, ви можете обрати простіші та економічно ефективніші рішення, що передбачають ручне втручання.
• Об’єктивна точка відновлення (RPO): Це визначає, наскільки прийнятним є обсяг втрати даних. Наприклад, фінансова торгова платформа може вимагати нульової втрати даних, що вимагає синхронної реплікації даних. Тим часом платформа електронної комерції може допускати невеликий пробіл у даних, щоб зменшити складність системи.

Вам також потрібно буде визначити цільовий показник доступності. Для довідки:

• Час роботи 99,9% дозволяє близько 8,77 годин простою щорічно.
• Час роботи 99,99% скорочує це приблизно до 52,6 хвилин.

Крім того, враховуйте моделі трафіку вашої програми та потреби масштабування. Передбачувані сплески трафіку вимагають інших стратегій порівняно з програмами, які стикаються з раптовими, непередбачуваними сплесками. Ресурсомісткі робочі навантаження можуть вимагати спеціалізованих пулів вузлів з адаптованими налаштуваннями обладнання, що впливатиме на розподіл робочих навантажень між зонами.

Ці показники формують основу вашої кластерної архітектури, балансуючи технічну ефективність з бізнес-вимогами. Наступний крок – визначити, як географічний розподіл впливає на ваш дизайн.

Вибір регіональної та зональної архітектур

Спосіб географічного розподілу кластера відіграє велику роль у його стійкості. Як зональна, так і регіональна архітектури пропонують різні переваги залежно від ваших потреб.

• Зональні архітектуриЦі конфігурації розгортають ресурси в кількох зонах доступності в межах одного регіону. Вони захищають від збоїв окремих центрів обробки даних, зберігаючи при цьому низьку затримку між компонентами. Така конфігурація добре підходить для вирішення локалізованих проблем, таких як відключення електроенергії або збої мережі в певній зоні.
• Регіональні архітектуриВони розподіляють ресурси по кількох географічних регіонах, пропонуючи захист від масштабних катастроф, таких як стихійні лиха або збої в регіональних мережах. Однак такий підхід часто призводить до більшої затримки, що може вплинути на продуктивність таких компонентів, як etcd, та загальну швидкість реагування кластера.

Регіональне розгортання найкраще підходить для програм з глобальними базами користувачів або коли правила вимагають зберігання даних у певних країнах. Воно також ідеально підходить для організацій із суворими потребами у аварійному відновленні.

Для більшості налаштувань високої доступності, a багатозонна площина керування пропонує збалансований підхід. Розміщуючи вузли площини керування у трьох зонах доступності в одному регіоні, ви гарантуєте, що etcd зможе підтримувати кворум навіть у разі відмови однієї зони. Такий підхід забезпечує відмовостійкість без недоліків затримки, пов'язаних з міжрегіональним зв'язком.

Робочі вузли можуть дотримуватися подібних шаблонів розподілу, але тут є більше гнучкості. Програми без збереження стану можуть працювати на будь-якому вузлі, тоді як робочі навантаження зі збереженням стану можуть вимагати ретельного розміщення, щоб забезпечити доступність даних та стабільну продуктивність.

Вимоги до мережі та резервування

Надійна мережева стратегія є ключовою для підтримки як північно-південного (клієнт-кластер), так і східно-західного (зв'язок між компонентами кластера). Надмірність на кількох рівнях не підлягає обговоренню.

• використання кілька балансувальників навантаження з /здоров'я перевірки, розподілені по зонах. Кожен балансувальник навантаження повинен бути здатним обробляти повне навантаження трафіку, щоб усунути поодинокі точки відмови.
• Забезпечити різноманітність мережевих шляхів щоб запобігти проблемам зі з’єднанням. Трафік між зонами повинен мати кілька фізичних маршрутів, а ваш постачальник хмарних послуг або центр обробки даних повинен пропонувати резервну мережеву інфраструктуру.
• для DNS та виявлення служб, розгорніть кілька DNS-серверів із відповідними конфігураціями TTL для кінцевих точок кластера. Хоча балансування навантаження на основі DNS додає надмірності, пам’ятайте, що кешування DNS на стороні клієнта може затримати виявлення відмови.

Під час роботи з постійні томи, забезпечте доступність сховища під час збоїв зони. Це може включати міжзонну реплікацію або розподілені системи зберігання. Також заплануйте достатню пропускну здатність мережі для обробки синхронізації даних під час подій відновлення, особливо для великих наборів даних.

Якщо ви розглядаєте Інфраструктура Serverion, їхні глобальні розташування центрів обробки даних пропонують надійну підтримку як зональних, так і регіональних архітектур. Їхні VPS та виділені сервери забезпечують міцну обчислювальну основу для вузлів вашого кластера, а їхні послуги колокації дозволяють гібридне розгортання, яке поєднує гнучкість хмари з контролем локальних налаштувань. Крім того, їхня резервна мережева інфраструктура побудована для обробки потреб у підключенні кластерів високої доступності, гарантуючи стійкість та надійність вашого розгортання Kubernetes.

Основні компоненти та топології для високої доступності

Створення високодоступного кластера Kubernetes означає розуміння основних компонентів, які забезпечують роботу вашої системи, та вирішення питання про їх розташування. Ці рішення безпосередньо впливають на надійність, продуктивність та складність вашого кластера.

Ключові компоненти Kubernetes для високої доступності

Площина керування є основою вашого кластера Kubernetes. Вона включає API-сервер, планувальник, менеджери-контролери, і тощо, всі з яких відіграють вирішальну роль у підтримці операцій.

• Сервер APIСервер API є центральним вузлом, який обробляє запити від kubectl, робочі вузли та інші внутрішні компоненти. Запуск кількох API-серверів у різних зонах гарантує, що втрата одного сервера не порушить роботу кластера.
• ПланувальникПланувальник призначає pod-системи вузлам на основі доступних ресурсів та визначених обмежень. Хоча для резервування можна розгорнути кілька планувальників, одночасно лише один активно приймає рішення. Якщо активний планувальник виходить з ладу, втручається інший.
• Менеджери контролерівВони постійно контролюють стан кластера, забезпечуючи відповідність ресурсів бажаній конфігурації. Вони використовують вибір лідера, тому лише один екземпляр активно керує ресурсами, тоді як резервні екземпляри готові взяти на себе управління за потреби.
• тощоЦе розподілене сховище пар «ключ-значення» містить дані конфігурації, секрети та інформацію про стан. Воно використовує алгоритм консенсусу, що вимагає більшості вузлів (кворуму) для функціонування. Наприклад, кластер etcd з трьох вузлів може впоратися з втратою одного вузла без втрати функціональності.
• КубелетПрацюючи на кожному робочому вузлі, kubelet взаємодіє з сервером API, щоб отримувати специфікації pod та повідомляти про стан вузлів. Хоча самі kubelet не кластеризовані для високої доступності, наявність кількох робочих вузлів гарантує продовження робочих навантажень, навіть якщо деякі вузли вийдуть з ладу.

Після того, як ви зрозумієте ці компоненти, наступним кроком буде вибір топології, яка найкраще відповідає вашим потребам.

Топології високої доступності: стекована проти зовнішньої тощо

Під час організації компонентів площини керування у вас є два основні варіанти, кожен з яких має свої компроміси з точки зору надійності та складності.

• Стекована топологія etcdТут екземпляри etcd розташовані разом із компонентами площини керування на тих самих вузлах. Таку конфігурацію простіше розгорнути та вона вимагає менше серверів. Однак вона створює ризик: якщо вузол площини керування вийде з ладу, втрачаються як служби площини керування, так і член etcd.
• Зовнішня топологія etcdУ цьому підході etcd працює на виділених вузлах, окремо від площини керування. Таке розділення забезпечує кращу ізоляцію та дозволяє незалежне масштабування ресурсів, що робить його гарним вибором для більших або вимогливіших середовищ.

Особливість	Складені тощо	Зовнішні тощо
Складність налаштування	Легше розгортати та керувати	Потрібно більше вузлів та керування
Ізоляція ресурсів	Спільні ресурси з площиною керування	Спеціальні ресурси для etcd
Вплив невдачі	Впливають як etcd, так і площина керування	Несправності, що управляються самостійно
Масштабованість	Обмежено спільними ресурсами	Можливе незалежне масштабування

Для менших розгортань стекована топологія пропонує простішу відправну точку з достатньою резервуванням. З іншого боку, більші кластери або ті, що мають суворі вимоги до часу безвідмовної роботи, можуть отримати вигоду від додаткової стійкості зовнішньої конфігурації etcd.

Після вибору топології наступним кроком є налаштування балансувальників навантаження для забезпечення безперебійної роботи.

Конфігурація балансувальника навантаження

Балансувальники навантаження відіграють ключову роль у розподілі запитів API між кількома серверами API та керуванні перемиканням на резервний ПК у разі виходу з ладу серверів. Без нього клієнтам довелося б відстежувати окремі кінцеві точки серверів API, що ускладнювало б процес.

Правильно налаштований балансувальник навантаження повинен:

• Виконайте перевірки здоров'я /здоров'я кінцева точка кожного сервера API. Відповідь HTTP 200 вказує на готовність, тоді як HTTP 500 сигналізує про проблему. Перевірки справності повинні виконуватися кожні 10–15 секунд з 5-секундним тайм-аутом, щоб забезпечити швидке виявлення проблем.
• Розподіляйте запити рівномірно, оскільки сервери Kubernetes API не зберігають стан. Спорідненість сеансів зазвичай не потрібна, що дозволяє трафіку проходити безперебійно навіть під час збоїв сервера.
• Обробка SSL-термінації. Ви можете розвантажити обробку TLS на балансувальнику навантаження, щоб зменшити навантаження на сервери API, або пропускати зашифрований трафік для наскрізного шифрування, якщо цього вимагає відповідність вимогам.

Для додаткової резервності розгорніть кілька балансувальників навантаження в різних зонах. Балансування навантаження на основі DNS може забезпечити ще один рівень резервування, але пам’ятайте, що кешування DNS може спричинити затримки під час переходів.

Якщо ви використовуєте інфраструктуру Serverion, їх виділені сервери забезпечують надійну продуктивність площини керування, тоді як варіанти VPS ідеально підходять для невеликих установок. Маючи центри обробки даних по всьому світу, Serverion підтримує багатозонні конфігурації та пропонує інструменти балансування навантаження для ефективного розподілу трафіку навіть у складних мережевих умовах.

sbb-itb-59e1987

Покроковий посібник: Розгортання високої доступності Kubernetes за допомогою kubeadm

Тепер, коли ви знайомі з компонентами та топологіями, настав час створити ваш високодоступний кластер Kubernetes. У цьому посібнику ми використовуватимемо kubeadm – він спрощує розгортання, водночас дозволяючи вам контролювати конфігурацію.

Налаштування інфраструктури та передумови

Почніть з підготовки вашої інфраструктури до обробки виробничих навантажень.

Вам знадобиться щонайменше три вузли площини керування (мінімум: 2 ядра процесора та 4 ГБ оперативної пам'яті; рекомендовано: 4 ядра та 8 ГБ оперативної пам'яті) та два або більше робочих вузлів (мінімум: 1 ядро та 2 ГБ оперативної пам'яті). Встановіть підтримуваний дистрибутив Linux, такий як Ubuntu 20.04/22.04, CentOS 8 або Rocky Linux 9, на всіх вузлах. Переконайтеся, що кожен вузол має унікальне ім'я хоста та може взаємодіяти з іншими через мережу.

Вимкнути обмін на всіх вузлах, оскільки Kubernetes це не підтримує. Запустіть sudo swapoff -a і закоментуйте будь-які записи підкачки в /і т.д./fstab щоб зробити зміну постійною. Відкрийте необхідні порти: 6443 (API сервер), 2379-2380 (etcd), 10250 (kubelet) та 10251-10252 (планувальник/контролер-менеджер).

Встановіть середовище виконання контейнера на кожному вузлі. Більшість користувачів обирають containerd, який добре підтримується. Налаштуйте його на використання systemd як драйвера cgroup для узгодження з налаштуваннями Kubernetes за замовчуванням. Потім встановіть kubeadm, kubelet та kubectl на всіх вузлах, переконавшись, що всі вони працюють з однією й тією ж версією Kubernetes, щоб уникнути проблем сумісності.

Налаштувати балансувальник навантаження перед ініціалізацією кластера. Балансувальник навантаження може бути апаратним, частиною пропозицій постачальника хмарних послуг або програмним рішенням, таким як HAProxy. Він повинен прослуховувати порт 6443 та пересилати трафік на сервери API на вузлах вашої площини керування.

Для глобально відмовостійкої конфігурації розгляньте використання виділених серверів для вузлів площини керування та екземплярів VPS для робочих вузлів.

Налаштування вузлів площини керування

Перший вузол площини керування є основою вашого кластера. Замість використання прапорців командного рядка створіть файл конфігурації kubeadm для визначення параметрів високої доступності.

Створіть файл з назвою kubeadm-config.yaml та додайте конфігурацію кластера. Встановіть Кінцева точка площини керування на адресу та порт вашого балансувальника навантаження. Для стекованої топології etcd, kubeadm автоматично налаштує etcd на вузлах площини керування. Якщо ви використовуєте зовнішній etcd, вкажіть кінцеві точки в цьому файлі.

Ініціалізуйте перший вузол площини керування за допомогою такої команди:
sudo kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs
The --сертифікати-завантаження Прапорець спрощує процес розповсюдження сертифікатів іншим вузлам площини керування. Цей крок займає кілька хвилин і виведе команди приєднання для додавання додаткових вузлів.

Зберігайте ці команди об'єднання безпечно – вони містять конфіденційні токени. Далі налаштуйте kubectl на першому вузлі площини керування:
mkdir -p $HOME/.kube && sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config && sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Перш ніж додавати більше вузлів, встановіть плагін CNI, що підходить для вашого середовища.

Використайте команду join з виводу ініціалізації, щоб додати решту вузлів площини керування:
sudo kubeadm приєднатися до IP-адреси балансувальника навантаження: 6443 --token --discovery-token-ca-cert-hash sha256: --площина-керування --ключ-сертифіката
Виконайте цю команду на кожному додатковому вузлі площини керування.

Перевірте, чи всі вузли площини керування працездатні, виконавши команду:
kubectl отримує вузли
Ви повинні побачити всі вузли у списку зі статусом «Готові».

Налаштування etcd та балансувальників навантаження

Налаштуйте параметри etcd та балансувальника навантаження, щоб завершити налаштування високої доступності.

Якщо ви використовуєте стековану топологію etcd, kubeadm налаштовує її автоматично. Для зовнішніх кластерів etcd вам потрібно буде налаштувати etcd на виділених вузлах, створити сертифікати безпечного зв'язку та налаштувати кожного члена etcd для розпізнавання інших. Завжди використовуйте непарну кількість членів etcd (наприклад, 3, 5 або 7) для підтримки кворуму під час збоїв.

Перевірте справність etcd, виконавши команду:
sudo kubectl exec -n kube-system etcd- -- etcdctl --endpoints=https://127.0.0.1:2379 --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key справність кінцевої точки
Усі кінцеві точки повинні бути позначені як справні.

Для балансувальників навантаження налаштуйте перевірки справності для моніторингу /здоров'я кінцева точка на порту 6443 кожного сервера API. Встановіть інтервал на 10 секунд із 5-секундним тайм-аутом і переконайтеся, що несправні сервери автоматично видаляються та повторно додаються після їх відновлення.

Щоб протестувати балансувальник навантаження, зупиніть API-сервер на одному вузлі площини керування (sudo systemctl зупинити kubelet) та перевірте, чи команди kubectl все ще працюють. Перезапустіть службу та переконайтеся, що вузол знову приєднується до кластера.

Якщо ви використовуєте кілька балансувальників навантаження, налаштуйте їх в активно-пасивному режимі або використовуйте циклічний розподіл DNS для початкового розподілу навантаження. Задокументуйте процедури відновлення після збою, щоб допомогти вашій команді вирішувати проблеми з балансувальником навантаження.

Додавання робочих вузлів та тестування справності кластера

Робочі вузли є основою вашого кластера, забезпечуючи обчислювальну потужність для ваших програм. Їх додавання є простим, але тестування гарантує стійкість кластера.

Використайте команду приєднання робочого вузла, надану під час початкового налаштування kubeadm:
sudo kubeadm приєднатися до IP-адреси балансувальника навантаження: 6443 --token --discovery-token-ca-cert-hash sha256:
Якщо термін дії токена закінчився, ви можете згенерувати новий.

Перевірте, чи робочі вузли успішно приєдналися, виконавши команду:
kubectl отримує вузли
Усі вузли повинні мати статус «Готовий». Якщо вузол залишається у стані «Неготовий», перевірте журнали kubelet за допомогою:
sudo journalctl -u kubelet -f

Розгорніть тестовий застосунок, щоб підтвердити справність кластера. Наприклад, створіть розгортання nginx з кількома репліками:
kubectl створення розгортання nginx-test --image=nginx --replicas=5
Потім перевірте розподіл pod-файлів між вузлами:
kubectl отримує pods -o wide

Моделюйте збої для перевірки функціональності високої доступності. Для вузлів площини керування зупиніть службу kubelet на одному вузлі та переконайтеся, що команди kubectl все ще працюють. Якщо у вас більше трьох вузлів площини керування, спробуйте зупинити два вузли одночасно – кластер має залишатися працездатним, якщо більшість вузлів справні.

Для робочих вузлів змоделюйте збій, блокуючи та осушуючи вузол:
кордон Кубектль && злив kubectl --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data
Спостерігайте, як Kubernetes переплановує поди на інші вузли.

Моніторинг компонентів кластера можна виконати за допомогою:
kubectl отримує статуси компонентів і kubectl отримати pods -n kube-система
Усі системні модулі повинні працювати, а компоненти повинні повідомляти про їхню справність. Для постійного моніторингу використовуйте такі інструменти, як Prometheus, щоб відстежувати показники з плином часу.

Не забудьте налаштувати etcd та резервні копії сертифікатівРегулярно тестуйте процедури резервного копіювання та відновлення в невиробничому середовищі, щоб переконатися в їхній ефективності.

Завдяки працездатності та протестованості вашого високодоступного кластера Kubernetes ви готові підтримувати безперервну роботу та впевнено виконувати планове технічне обслуговування.

Найкращі практики для операцій високої доступності Kubernetes

Налаштування високодоступного кластера Kubernetes – це лише перший крок. Щоб забезпечити його ефективну та надійну роботу, вам потрібно зосередитися на постійному моніторингу, тестуванні та передових практиках експлуатації. Ці кроки допоможуть вам підтримувати продуктивність, уникати простоїв та забезпечувати стійкість кластера.

Моніторинг і технічне обслуговування

Ефективний моніторинг є основою високої доступності (HA). Використовуйте такі інструменти, як Прометей і Графана відстежувати ключові показники, такі як використання процесора, споживання пам'яті, затримка мережі та продуктивність etcd. Зверніть пильну увагу на стан etcd, показники моніторингу як-от вибори лідера, невдалі пропозиції та затримка вводу-виводу диска. Налаштуйте сповіщення для критичних порогів – наприклад, якщо використання процесора перевищує 80% на кількох вузлах або якщо затримка etcd перевищує 100 мс, потрібні негайні дії. Регулярно використовуйте Стан кінцевої точки etcdctl команда, щоб переконатися, що всі члени etcd синхронізовані та функціонують належним чином.

Підтримуйте свої компоненти Kubernetes в актуальному стані за допомогою структурованого графіка. Плануйте щоквартальні оновлення для незначних релізів та застосовуйте їх. патчі безпеки щойно вони стануть доступними. Завжди тестуйте оновлення в проміжному середовищі, перш ніж розгортати їх у продакшені. Під час оновлення обробляйте etcd та Kubernetes окремо, щоб мінімізувати ризики – ніколи не оновлюйте обидва одночасно.

Керування сертифікатами – ще одна критично важлива сфера. Сертифікати Kubernetes зазвичай закінчуються через один рік, що робить автоматичне поновлення обов’язковим. Використовуйте такі інструменти, як кубеадм або менеджер сертифікатів обробляти поновлення та ретельно стежити за термінами їх закінчення. Щомісяця тестуйте процеси поновлення, щоб уникнути неочікуваних простоїв, спричинених закінченням терміну дії сертифікатів.

Централізуйте агрегацію журналів за допомогою таких інструментів, як Fluentd або Вільний бітЦе спрощує співвідношення подій між вузлами та компонентами під час реагування на інциденти. Впроваджуючи ці методи моніторингу та обслуговування, ви зможете виявити потенційні проблеми на ранній стадії, допомагаючи захистити доступність вашого кластера.

Тестування процедур резервного копіювання та відновлення після відмови

Одного лише моніторингу недостатньо – вам також потрібно ретельно протестувати процеси резервного копіювання та відновлення після відмови. Щомісяця проводите тести впровадження помилок, щоб імітувати реальні збої. Наприклад, вимикайте вузли площини керування, створюйте мережеві розділи або перевантажуйте робочі вузли, щоб побачити, як реагує ваша система. Відстежуйте час відновлення для кожного сценарію та працюйте над його скороченням.

Регулярно тестуйте процедури резервного копіювання та відновлення etcd, щоб забезпечити цілісність даних. Виконуйте ці тести в окремому середовищі, щоб перевірити точність та виміряти час, необхідний для відновлення. Якщо ваш процес відновлення перевищує ваш цільовий час відновлення (RTO), розгляньте швидші рішення для зберігання даних або оптимізацію ваших процедур. Автоматизуйте резервні копії etcd кожні шість годин та зберігайте їх у розподілених місцях для додаткової безпеки.

Тестування відновлення на рівні застосунків не менш важливе. Використовуйте такі інструменти, як Мавпа Хаосу або Лакмус випадково завершувати роботу pod-ів або вузлів у робочий час. Це допомагає визначити, чи можуть ваші програми обробляти збої, не впливаючи на користувачів.

Створіть детальні протоколи дій для поширених сценаріїв збоїв. Вони повинні містити покрокові інструкції з відновлення, контакти для ескалації та дерева рішень для різних типів інцидентів. Оновлюйте ці документи після кожного інциденту та тестуйте їх з різними членами команди, щоб забезпечити чіткість та зручність використання.

Перевірка резервних копій виходить за рамки простого створення резервних копій. Регулярно відновлюйте стан кластера в ізольованих середовищах і перевіряйте, чи додатки функціонують належним чином. Тестуйте повне відновлення кластера, а також відновлення окремих просторів імен, щоб підготуватися до різних аварійних сценаріїв.

Проектування додатків для високої доступності

Щоб додатки процвітали в середовищі високої доступності, їх потрібно розробляти з урахуванням доступності. Бюджети переривання роботи подів (PDB) допомагають забезпечити доступність мінімальної кількості реплік під час обслуговування або масштабування. Для критично важливих служб встановіть minДоступно до певної кількості реплік, а не до певного відсотка.

Використовуйте антиафінні правила, щоб запобігти появі єдиних точок відмови. За допомогою podAntiAffinity, ви можете розподілити репліки між різними вузлами або зонами доступності. Для програм зі збереженням стану, таких як бази даних, поєднуйте антиафінність з обмеженнями розподілу топології, щоб рівномірно розподілити робочі навантаження.

Налаштуйте запити на ресурси та обмеження на основі фактичних даних про використання. Це гарантує, що планувальник Kubernetes зможе приймати більш розумні рішення щодо розміщення та уникнути конфлікту за ресурси. Переглядайте та коригуйте ці значення щокварталу на основі даних моніторингу.

Перевірки справності відіграють життєво важливу роль у підтримці готовності застосунків. Використовуйте зонди активності для виявлення процесів, що не реагують, та зонди готовності для керування маршрутизацією трафіку. Точно налаштуйте значення тайм-ауту, щоб досягти балансу – надмірно агресивні налаштування можуть призвести до непотрібних перезавантажень, тоді як поблажливі можуть дозволити збійним подам продовжувати отримувати трафік.

Коли це можливо, розробляйте застосунки без урахування стану. Зберігайте дані сеансу в зовнішніх системах, таких як Redis або бази даних замість даних у пам'яті. Це дозволяє подам перезапускатися або масштабуватися, не впливаючи на сеанси користувачів. Для програм, які потребують стану, використовуйте StatefulSets із постійними томами та забезпечте реплікацію даних між зонами. Ці стратегії в поєднанні зі стійкою інфраструктурою допомагають забезпечити доступність ваших програм.

Використання SerionionІнфраструктура для високої доступності Kubernetes

Глобальна мережа центрів обробки даних Serverion спрощує географічний розподіл, ключовий компонент високої доступності. Розгорніть вузли площини керування в кількох регіонах для досягнення справжньої резервованості. Їхні виділені сервери забезпечують стабільну продуктивність, необхідну для кластерів etcd, тоді як екземпляри VPS пропонують економічно ефективну масштабованість для робочих вузлів.

Виділені сервери від Serverion ідеально підходять для вузлів площини керування, оскільки вони усувають ефект "шумного сусіда", забезпечуючи передбачувану продуктивність. Для організацій з вимогами до відповідності або наявними інвестиціями в обладнання, послуги колокації Serverion дозволяють створювати гібридні архітектури. Така конфігурація дозволяє поєднувати локальну інфраструктуру з їхніми центрами обробки даних, підтримуючи високошвидкісні з'єднання для реплікації даних у режимі реального часу та безперебійного перемикання на резервний комп'ютер.

Кілька центрів обробки даних Serverion також роблять аварійне відновлення надійнішим. Налаштуйте резервні кластери в різних регіонах та використовуйте такі інструменти, як Велеро для резервних копій на рівні програм, які можна відновлювати між кластерами. Їхні служби хостингу DNS забезпечують автоматичне перемикання на резервні копії шляхом оновлення записів DNS, коли основний сайт переходить у режим автономного роботи.

Крім того, Serverion пропонує захист на рівні інфраструктури та Послуги SSL-сертифікатів для захисту як зовнішнього, так і внутрішнього трафіку. Їхні служби управління серверами займаються моніторингом обладнання, оновленнями ОС та основними завданнями безпеки, дозволяючи вашій команді зосередитися на операціях, специфічних для Kubernetes. Таке поєднання функцій забезпечує міцну основу для підтримки кластерів Kubernetes з високою доступністю.

Висновок

Кожен вибір дизайну та операційний крок сприяє створенню надійного кластера Kubernetes. Побудова високодоступної системи Kubernetes вимагає ретельного планування, надійного виконання та постійного обслуговування для підтримки її стійкості та продуктивності.

Вибір правильної топології та налаштування надійного балансувальника навантаження забезпечує безперебійний доступ до API. Для багатьох організацій багатошарова модель площини керування забезпечує хороший баланс між простотою та надійністю. Такі інструменти, як kubeadm, спрощують розгортання та допомагають ефективно керувати сертифікатами.

Успіх експлуатації залежить від проактивного моніторингу, регулярних відпрацювань на випадок відмови та розробки додатків з такими функціями, як бюджети на переривання роботи Pod та правила антиафінності. Ці заходи допомагають підтримувати стабільність робочих навантажень під час збоїв інфраструктури, забезпечуючи надійну продуктивність.

Глобальна інфраструктура Serverion додає ще один рівень надійності до цієї стратегії. Пропонуючи географічне різноманіття та потужні варіанти аварійного відновлення, у поєднанні з виділеними серверами, вони допомагають підтримувати стабільну продуктивність площини керування в кількох центрах обробки даних.

поширені запитання

Яка різниця між стекованими та зовнішніми налаштуваннями etcd у Kubernetes, і як мені вибрати найкращу для мого кластера?

Ключова відмінність між складені і зовнішній тощо Конфігурації полягають у тому, де працює база даних etcd та як вона керується. У стековій конфігурації etcd працює на тих самих вузлах, що й компоненти площини керування Kubernetes. Цей метод простіший у реалізації та менш дорогий, але він має певний компроміс: збій вузла може вплинути як на площину керування, так і на etcd, потенційно спричиняючи значні збої.

На відміну від цього, зовнішня топологія etcd розміщує etcd на окремих, виділених машинах. Такий підхід підвищує стійкість та продуктивність, особливо для великих кластерів або кластерів виробничого рівня. Однак він також передбачає більшу складність з точки зору налаштування та постійного обслуговування.

Для менших або менш критичних середовищ Kubernetes зазвичай підходить стекована конфігурація. Але коли йдеться про великомасштабні або високодоступні виробничі кластери, зовнішній etcd є кращим варіантом для підтримки надійності та стабільності.

Які найкращі практики моніторингу та підтримки високодоступного кластера Kubernetes для досягнення цілей безвідмовної роботи?

Щоб ваш кластер Kubernetes працював безперебійно та відповідав очікуванням щодо безвідмовної роботи, вам потрібно контролювати три критичні рівні: інфраструктура, платформа, і додатківТакі інструменти, як Prometheus, можуть допомогти вам відстежувати важливі показники, а Grafana спрощує візуалізацію даних. Звертайте пильну увагу на такі показники, як використання процесора, споживання пам’яті, перезапуски pod-систем та рівень помилок. Налаштування сповіщень гарантує, що ви зможете швидко виявити та вирішити будь-які проблеми, перш ніж вони погіршаться.

Під час налаштування кластера дотримуйтесь найкращих практик. Увімкнути контроль доступу на основі ролей (RBAC) ефективно керувати дозволами, організовувати ресурси в простори імен для кращої структури та розгортати кілька вузлів площини керування з балансувальниками навантаження для підвищення відмовостійкості. Регулярне оновлення до останньої версії Kubernetes та планування проактивного обслуговування є не менш важливими. Ці заходи не лише зменшують час простою, але й гарантують, що ваш кластер може масштабуватися відповідно до потреб вашого бізнесу.

Як я можу розробити свої застосунки для забезпечення високої доступності в кластері Kubernetes?

Щоб ваші програми працювали безперебійно в кластері Kubernetes, почніть з налаштування кілька реплік вашої програми через розгортання Kubernetes. Це розподіляє робоче навантаження та гарантує, що ваша програма зможе обробляти збої pod без перерв.

Ще один корисний інструмент – це Бюджет на порушення роботи подівЦя функція допомагає підтримувати мінімальну кількість активних pod-систем під час оновлень або обслуговування, зменшуючи час простою. Для ще більшої надійності розгорніть свій кластер на кілька зон або регіонівТака конфігурація захищає ваші програми від локальних збоїв та підвищує резервування.

Використовуючи ці методи, ваша система Kubernetes буде більш стійкою, забезпечуючи стабільну роботу навіть у разі виникнення збоїв.

Пов’язані публікації в блозі

• Відмовостійке сховище для потокових даних: основи
• Тестування відмови бази даних: ключові кроки
• Конфігурація NGINX для DevOps: хитрість Serverion для розгортання без простоїв
• Автоматичне масштабування для робочих навантажень Kubernetes