AWS Kubernetes 工作坊：Kubernetes 最佳实践指南

AWS Kubernetes 工作坊：Kubernetes 最佳实践指南

aws-workshop-for-kubernetes AWS Workshop for Kubernetes 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/aw/aws-workshop-for-kubernetes

前言

在 Kubernetes 生产环境中，遵循最佳实践是确保集群稳定性和可靠性的关键。本文将深入探讨 AWS Kubernetes 工作坊中提出的核心最佳实践，帮助开发者和运维人员构建健壮的 Kubernetes 集群。

etcd 集群配置最佳实践

奇数节点原则

etcd 作为 Kubernetes 的后端存储，其稳定性直接影响整个集群。etcd 使用 Raft 共识算法选举领导者，而 Raft 依赖于法定人数(quorum)机制。因此，建议始终使用奇数数量的 etcd 节点：

• 偶数节点不会提高可靠性，反而会浪费资源并增加故障点
• 3节点集群可容忍1个节点故障
• 5节点集群可容忍2个节点故障

下表展示了不同集群规模的容错能力：

| 集群大小 | 法定多数 | 故障容忍度 | |---------|---------|-----------| | 1 | 1 | 0 | | 2 | 2 | 0 | | 3 | 2 | 1 | | 4 | 3 | 1 | | 5 | 3 | 2 | | 6 | 4 | 2 | | 7 | 4 | 3 | | 8 | 5 | 3 | | 9 | 5 | 4 |

集群规模建议

对于大多数生产环境，5节点的 etcd 集群是最佳选择：

• 可容忍2个节点故障
• 在可靠性和性能间取得平衡
• 更大规模会降低写入性能（需同步更多节点）

高可用 Master 节点配置

API Server 负载均衡

为确保 Kubernetes 集群高可用，建议：

• 部署多个 API Server 实例
• 使用专用负载均衡器（而非DNS轮询）

警告：使用DNS轮询会导致：

• 工作节点缓存Master IP，失去负载均衡效果
• DNS缓存导致连接超时（当Master维护或IP变更时）

随着工作节点增加，API Server负载会显著增长（每个节点都需要请求secret、volume等资源），多实例可分担负载并提高容错能力。

跨可用区高可用集群

多AZ部署策略

提高集群可用性的关键措施：

• 将Kubernetes组件分散到同一VPC的不同可用区(AZ)

重要注意事项：

• EBS卷仅在同一AZ内可用
• 当Pod被调度到不同AZ的节点时，Kubernetes无法挂载EBS卷

解决方案：

1. 使用节点标签标记AZ信息，在nodeSelector中使用这些信息
2. 考虑使用EFS（跨AZ可用），通过efs-provisioner实现集成

容器镜像标签管理

避免使用latest标签

在生产环境中，应避免使用latest标签，原因包括：

1. 版本控制缺失：无法确定实际运行的代码版本
2. 回滚困难：无法可靠回退到已知稳定版本

默认行为变化：

• 常规标签：imagePullPolicy: IfNotPresent
• latest标签：imagePullPolicy: Always（每次启动都会拉取镜像）

风险场景示例：

1. 部署版本A（标记为latest）并测试通过
2. 随后构建版本B（同样标记为latest）
3. 节点故障导致Pod迁移到新节点
4. 新节点将拉取版本B（未经测试）

最佳实践：

• 使用语义化版本标签（如v1.2.3）
• 记录构建时的代码提交ID
• 确保能够一键回滚到任何历史版本

工作负载管理策略

Deployment vs 直接使用Pod

虽然Pod是Kubernetes的基本构建块，但生产环境应使用更高阶抽象：

直接使用Pod的问题：

• 无生命周期管理
• 节点故障导致Pod永久丢失

推荐方案：

1. ReplicaSet：

   • 监控并维护指定数量的Pod副本
   • 自动替换故障Pod

2. Deployment：

   • 管理ReplicaSet的高级抽象
   • 支持声明式更新（而非kubectl rolling-update）
   • 自动处理滚动更新
   • 确保系统始终符合预期状态

进阶主题预告

本工作坊后续还将涵盖：

• 多环境管理策略（开发/测试/生产）
• 外部服务集成方案

结语

遵循这些Kubernetes最佳实践，您将能够构建更稳定、可靠的容器化应用平台。建议在实际部署前充分测试这些配置，并根据具体业务需求进行调整。

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