k8s keepalived 负载均衡，k8s集群如何实现负载均衡

欧气 2024年09月29日 03:33 2 0

标题：K8s 集群中 Keepalived 实现负载均衡的详细指南

一、引言

在当今的云计算时代，Kubernetes（K8s）作为一种强大的容器编排平台，被广泛应用于构建和管理大规模的容器化应用，而在 K8s 集群中，实现负载均衡是确保应用高可用性和性能的关键，Keepalived 是一个常用的基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）的负载均衡解决方案，它可以在 K8s 集群中轻松实现高可用的 IP 地址和服务的故障转移，本文将详细介绍如何在 K8s 集群中使用 Keepalived 实现负载均衡。

二、Keepalived 原理

Keepalived 主要通过 VRRP 协议来实现负载均衡，VRRP 协议定义了一种主备备份机制，用于在一组路由器之间选举出一个主路由器和一个或多个备路由器，主路由器负责处理网络流量，而备路由器则在主路由器出现故障时自动接管流量，在 K8s 集群中，Keepalived 可以被配置为在一组节点之间选举出一个主节点和一个或多个备节点，主节点负责提供服务，而备节点则在主节点出现故障时自动接管服务。

三、K8s 集群中使用 Keepalived 实现负载均衡的步骤

1、安装 Keepalived

在 K8s 集群中的每个节点上安装 Keepalived，可以使用以下命令安装 Keepalived：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/helm/charts/master/stable/keepalived/templates/keepalived.yaml

2、配置 Keepalived

在 K8s 集群中创建一个 ConfigMap，用于存储 Keepalived 的配置文件，可以使用以下命令创建 ConfigMap：

kubectl create configmap keepalived-config --from-file=keepalived.conf

keepalived.conf是 Keepalived 的配置文件，可以根据实际需求进行修改，以下是一个简单的 Keepalived 配置文件示例：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100/24
    }
}

在上述配置文件中，state MASTER表示 Keepalived 处于主状态，interface eth0表示 Keepalived 绑定的网络接口，virtual_router_id 51表示虚拟路由器 ID，priority 100表示主节点的优先级，advert_int 1表示广告间隔时间，authentication表示认证信息，virtual_ipaddress表示虚拟 IP 地址。

3、部署 Keepalived

在 K8s 集群中创建一个 Deployment，用于部署 Keepalived，可以使用以下命令创建 Deployment：

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/helm/charts/master/stable/keepalived/templates/deployment.yaml

deployment.yaml是 Keepalived 的 Deployment 模板文件，可以根据实际需求进行修改，以下是一个简单的 Keepalived Deployment 模板文件示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: keepalived
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: keepalived
  template:
    metadata:
      labels:
        app: keepalived
    spec:
      containers:
      - name: keepalived
        image: keepalived:v2.0.1
        ports:
        - containerPort: 84
        volumeMounts:
        - name: keepalived-config
          mountPath: /etc/keepalived
      volumes:
      - name: keepalived-config
        configMap:
          name: keepalived-config

在上述 Deployment 模板文件中，replicas: 1表示 Keepalived 的副本数量为 1，selector表示 Deployment 的选择器，template表示 Deployment 的模板，containers表示 Deployment 中的容器，image: keepalived:v2.0.1表示使用的 Keepalived 镜像版本，ports表示容器的端口映射，volumeMounts表示容器的卷挂载，volumes表示 Deployment 的卷。

4、配置服务

在 K8s 集群中创建一个 Service，用于将流量代理到 Keepalived 负载均衡器，可以使用以下命令创建 Service：

kubectl expose deployment keepalived --type=LoadBalancer --name=keepalived-service

在上述命令中，expose deployment表示将 Deployment 暴露为 Service，type=LoadBalancer表示使用LoadBalancer类型的 Service，name=keepalived-service表示 Service 的名称。

5、验证负载均衡

在 K8s 集群中创建一个 Deployment，用于部署一个应用，可以使用以下命令创建 Deployment：

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/helm/charts/master/stable/nginx-ingress/templates/deployment.yaml

deployment.yaml是 Nginx Ingress 的 Deployment 模板文件，可以根据实际需求进行修改，以下是一个简单的 Nginx Ingress Deployment 模板文件示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-ingress-controller
  namespace: ingress-nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-ingress-controller
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-ingress-controller
    spec:
      containers:
      - name: nginx-ingress-controller
        image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.24.1
        args:
        - /nginx-ingress-controller
        - --publish-service=$(POD_NAMESPACE)/nginx-ingress-controller
        - --election-id=ingress-controller-leader
        - --ingress-class=nginx
        - --controller-class=k8s.io/ingress-nginx
        - --configmap=$(POD_NAMESPACE)/nginx-configuration
        - --validating-webhook=:8443
        ports:
        - containerPort: 80
        - containerPort: 443
        volumeMounts:
        - name: nginx-configuration
          mountPath: /etc/nginx/nginx.conf
        - name: ssl-certs
          mountPath: /etc/nginx/certs
      volumes:
      - name: nginx-configuration
        configMap:
          name: nginx-configuration
      - name: ssl-certs
        secret:
          name: ssl-certs

在上述 Deployment 模板文件中，replicas: 1表示 Nginx Ingress Controller 的副本数量为 1，selector表示 Deployment 的选择器，template表示 Deployment 的模板，containers表示 Deployment 中的容器，image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.24.1表示使用的 Nginx Ingress Controller 镜像版本，args表示容器的启动参数，ports表示容器的端口映射，volumeMounts表示容器的卷挂载，volumes表示 Deployment 的卷。

创建完 Nginx Ingress Deployment 后，访问keepalived-service的 IP 地址，应该可以看到 Nginx Ingress 的欢迎页面，这表明 Keepalived 已经成功地实现了负载均衡。

四、总结

本文详细介绍了如何在 K8s 集群中使用 Keepalived 实现负载均衡，通过使用 Keepalived，我们可以轻松地实现高可用的 IP 地址和服务的故障转移，提高应用的可靠性和性能，在实际应用中，我们可以根据具体需求进行配置和优化，以满足不同的负载均衡需求。

标签： #K8S #Keepalived #负载均衡 #集群