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集群负载平衡器

本节描述如何在高可用性（HA）K3s集群的服务器节点前安装外部负载均衡器。提供两个示例：Nginx和HAProxy。

外部负载均衡器不应与嵌入式ServiceLB混淆，后者是一个嵌入式控制器，允许在不部署第三方负载均衡器控制器的情况下使用Kubernetes负载均衡服务。有关更多详细信息，请参见服务负载均衡器。

外部负载均衡器可用于提供固定的注册地址以注册节点，或用于外部访问Kubernetes API服务器。在暴露负载均衡服务时，外部负载均衡器可以与ServiceLB一起使用或替代ServiceLB，但在大多数情况下，替代负载均衡器控制器如MetalLB或Kube-VIP是更好的选择。

先决条件

本示例中的所有节点均运行Ubuntu 20.04。

对于这两个示例，假设在3个节点上安装了HA K3s集群和嵌入式etcd。

每个k3s服务器的配置为：

# /etc/rancher/k3s/config.yaml
token: lb-cluster-gd
tls-san: 10.10.10.100

节点的主机名和IP为：

server-1: 10.10.10.50
server-2: 10.10.10.51
server-3: 10.10.10.52

另外两个用于负载平衡的节点的主机名和IP为：

lb-1: 10.10.10.98
lb-2: 10.10.10.99

还有三个额外的节点，主机名和IP为：

agent-1: 10.10.10.101
agent-2: 10.10.10.102
agent-3: 10.10.10.103

设置负载平衡器

HAProxy
Nginx

HAProxy 是一个提供 TCP 负载均衡器的开源选项。它还支持负载均衡器本身的高可用性，确保各级别的冗余。有关更多信息，请参见 HAProxy 文档。

此外，我们将使用 KeepAlived 生成一个虚拟 IP (VIP)，用于访问集群。有关更多信息，请参见 KeepAlived 文档。

安装 HAProxy 和 KeepAlived：
```
sudo apt-get install haproxy keepalived
```

在 lb-1 和 lb-2 的 /etc/haproxy/haproxy.cfg 中添加以下内容：

frontend k3s-frontend
    bind *:6443
    mode tcp
    option tcplog
    default_backend k3s-backend

backend k3s-backend
    mode tcp
    option tcp-check
    balance roundrobin
    default-server inter 10s downinter 5s
    server server-1 10.10.10.50:6443 check
    server server-2 10.10.10.51:6443 check
    server server-3 10.10.10.52:6443 check

在 lb-1 和 lb-2 的 /etc/keepalived/keepalived.conf 中添加以下内容：

global_defs {
  enable_script_security
  script_user root
}

vrrp_script chk_haproxy {
    script 'killall -0 haproxy' # faster than pidof
    interval 2
}

vrrp_instance haproxy-vip {
    interface eth1
    state <STATE> # MASTER on lb-1, BACKUP on lb-2
    priority <PRIORITY> # 200 on lb-1, 100 on lb-2

    virtual_router_id 51

    virtual_ipaddress {
        10.10.10.100/24
    }

    track_script {
        chk_haproxy
    }
}

在 lb-1 和 lb-2 上重启 HAProxy 和 KeepAlived：

systemctl restart haproxy
systemctl restart keepalived

在 agent-1、agent-2 和 agent-3 上运行以下命令以安装 k3s 并加入集群：

curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_ARTIFACT_URL=<PRIME-ARTIFACTS-URL>/k3s K3S_TOKEN=lb-cluster-gd sh -s - agent --server https://10.10.10.100:6443

其中 INSTALL_K3S_ARTIFACT_URL 是主要工件 URL

您现在可以从服务器节点使用 kubectl 与集群进行交互。

root@server-1 $ k3s kubectl get nodes -A
NAME       STATUS   ROLES                       AGE     VERSION
agent-1    Ready    <none>                      32s     v1.27.3+k3s1
agent-2    Ready    <none>                      20s     v1.27.3+k3s1
agent-3    Ready    <none>                      9s      v1.27.3+k3s1
server-1   Ready    control-plane,etcd,master   4m22s   v1.27.3+k3s1
server-2   Ready    control-plane,etcd,master   3m58s   v1.27.3+k3s1
server-3   Ready    control-plane,etcd,master   3m12s   v1.27.3+k3s1

Nginx 本身不支持高可用性 (HA) 配置。如果设置 HA 集群，在 K3s 前面有一个单一的负载均衡器将重新引入单点故障。

Nginx 开源提供 TCP 负载均衡器。有关更多信息，请参见使用 nginx 作为 HTTP 负载均衡器。

在 lb-1 上创建一个 nginx.conf 文件，包含以下内容：

events {}

stream {
  upstream k3s_servers {
    server 10.10.10.50:6443;
    server 10.10.10.51:6443;
    server 10.10.10.52:6443;
  }

  server {
    listen 6443;
    proxy_pass k3s_servers;
  }
}

在 lb-1 上运行 Nginx 负载均衡器：

使用 Docker：

docker run -d --restart unless-stopped \
    -v ${PWD}/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
    -p 6443:6443 \
    nginx:stable

或者安装 nginx 然后运行：

cp nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
systemctl start nginx

在 agent-1、agent-2、agent-3 上运行以下命令以安装 k3s 并加入集群：

curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_ARTIFACT_URL=<PRIME-ARTIFACTS-URL>/k3s K3S_TOKEN=lb-cluster-gd sh -s - agent --server https://10.10.10.98:6443

您现在可以从服务器节点使用 kubectl 与集群进行交互。

root@server1 $ k3s kubectl get nodes -A
NAME       STATUS   ROLES                       AGE     VERSION
agent-1    Ready    <none>                      30s     v1.27.3+k3s1
agent-2    Ready    <none>                      22s     v1.27.3+k3s1
agent-3    Ready    <none>                      13s     v1.27.3+k3s1
server-1   Ready    control-plane,etcd,master   4m49s   v1.27.3+k3s1
server-2   Ready    control-plane,etcd,master   3m58s   v1.27.3+k3s1
server-3   Ready    control-plane,etcd,master   3m16s   v1.27.3+k3s1