AWS Kubernetes 工作坊:Kubernetes 最佳实践指南
概述
在现代云原生应用开发中,Kubernetes 已成为容器编排的事实标准。AWS Kubernetes 工作坊提供了全面的实践指南,帮助开发者和运维团队掌握在 AWS 上运行生产级 Kubernetes 集群的最佳实践。本文将深入探讨关键的 Kubernetes 最佳实践,涵盖集群架构、资源配置、安全性和监控等方面。
集群架构最佳实践
etcd 集群配置
etcd 作为 Kubernetes 的核心数据存储,其配置对集群稳定性至关重要:
关键配置要点:
- 使用奇数数量的 etcd 节点(推荐 3 或 5 个)
- 确保跨可用区(AZ)部署以提高容错能力
- 定期备份 etcd 数据
高可用 Master 节点
生产环境必须部署高可用的 Master 节点:
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: kube-apiserver
labels:
component: kube-apiserver
spec:
type: LoadBalancer
ports:
- port: 6443
targetPort: 6443
selector:
component: kube-apiserver
最佳实践:
- 使用负载均衡器而非 DNS 轮询
- 部署至少 3 个 API Server 实例
- 配置适当的健康检查机制
资源配置与 QoS 管理
资源请求和限制
正确的资源管理是确保应用稳定性的关键:
资源配置示例:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: guaranteed-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.19
resources:
limits:
memory: "200Mi"
cpu: "1"
requests:
memory: "200Mi"
cpu: "1"
QoS 类别详解
Kubernetes 根据资源配置分配不同的 QoS(Quality of Service)类别:
| QoS 类别 | 配置要求 | 优先级 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| Guaranteed | 所有容器都设置了 limits,且 requests 等于 limits | 最高 | 关键业务应用 |
| Burstable | 至少一个容器设置了 requests | 中等 | 一般业务应用 |
| BestEffort | 未设置任何资源请求或限制 | 最低 | 批处理任务 |
应用部署最佳实践
使用 Deployment 而非直接创建 Pod
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxUnavailable: 1
maxSurge: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.19
ports:
- containerPort: 80
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
部署策略优势:
- 自动滚动更新和回滚
- 副本数自动维护
- 自我修复能力
镜像标签管理
避免使用 latest 标签:
# 错误做法 - 使用 latest 标签
image: nginx:latest
# 正确做法 - 使用具体版本标签
image: nginx:1.19.3
版本控制最佳实践:
- 使用语义化版本控制
- 基于 Git commit hash 构建镜像
- 实施不可变镜像策略
安全最佳实践
ConfigMap 和 Secrets 管理
安全配置示例
使用 AWS Parameter Store:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: secure-app
spec:
containers:
- name: app
image: my-app:latest
env:
- name: DB_PASSWORD
valueFrom:
ssmParameterStore:
name: /app/database/password
optional: false
监控与日志最佳实践
监控架构选择
推荐监控配置
Prometheus 部署:
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Prometheus
metadata:
name: prometheus
labels:
prometheus: prometheus
spec:
replicas: 2
serviceAccountName: prometheus
serviceMonitorSelector:
matchLabels:
team: frontend
resources:
requests:
memory: 400Mi
limits:
memory: 800Mi
网络与存储最佳实践
多可用区部署
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: efs-sc
provisioner: example.com/efs
parameters:
gid: "1000"
basePath: "/dynamic_provisioning"
跨可用区注意事项:
- EBS 卷仅限于单个可用区
- 使用 EFS 实现跨可用区文件存储
- 配置适当的节点选择器和亲和性规则
网络策略
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: default-deny
spec:
podSelector: {}
policyTypes:
- Ingress
- Egress
持续集成与部署
GitOps 工作流
总结与建议
核心最佳实践清单
-
集群架构
- 使用奇数数量的 etcd 节点
- 部署多 Master 高可用架构
- 跨可用区分布工作节点
-
资源管理
- 为所有容器设置资源请求和限制
- 使用 Guaranteed QoS 用于关键应用
- 实施水平Pod自动扩缩容(HPA)
-
安全实践
- 避免使用 latest 镜像标签
- 使用 RBAC 进行权限控制
- 通过 Secrets 或外部系统管理敏感数据
-
监控运维
- 部署完整的监控栈(Prometheus + Grafana)
- 设置适当的告警规则
- 定期进行集群健康检查
-
备份与恢复
- 定期备份 etcd 数据
- 测试灾难恢复流程
- 维护详细的运行文档
进阶建议
对于生产环境,建议进一步考虑:
- 实施服务网格(如 Istio 或 Linkerd)
- 配置网络策略加强安全隔离
- 使用 Operator 模式管理有状态应用
- 建立完善的日志收集和分析体系
通过遵循这些最佳实践,您将能够构建稳定、安全且高效的 Kubernetes 环境,为业务应用提供可靠的云原生基础架构支撑。
创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考



