kubernetes节点扩容

1、概述

kuberneters作为伸缩性的集群,节点扩容是日常必备的功能,本文主要描述新增节点的完整过程。

2、过程简述

(1)、修改centos仓库地址,以加速安装过程

(2)、安装必要工具和设置系统

(3)、安装docker

(4)、优化docker设置

(5)、安装 kuberneters组件

(6)、配置kuberneters环境

(7)、将节点加入已有集群

3、安装过程

(1)、修改centos仓库地址,以加速安装过程。

由于国外的centos仓库速度很慢,可以用阿里的镜像服务器,来加速应用的下载和安装。相关的去镜像可以到http://mirrors.aliyun.com/查询

# CentOS-Base.repo 
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup 
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo 
# kubernetes 
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 
[kubernetes] 
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ 
enabled=1 
gpgcheck=1 
repo_gpgcheck=1 
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg 
EOF 
# 下载校验文件 
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg 
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg 
# 导入校验文件 
rpm --import rpm-package-key.gpg 
rpm --import yum-key.gpg 
# docker 源 
# step 1: 安装必要的一些系统工具 
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
# Step 2: 添加软件源信息 
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum makecache fast

 

(2)、安装必要工具和设置系统

主要是源管理器,上一步已经提到了。还有关闭防火墙、设置网络、互信登录

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
# 关闭防火墙 
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
# 设置网络 
cat <<EOF>/etc/sysctl.d/k8s.conf 
# 添加如下内容 
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 
net.ipv4.ip_forward = 1 
EOF 
# 执行命令生效 
modprobe br_netfilter 
sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf 
# 设置信任登录(在master上执行) 
ssh-keygen -t rsa 
ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub  root@nodename

(3)、安装docker

可以查看源中的docker版本,集群中的docker版需要保持一致。

# 查看版本 
yum list docker-ce.x86_64 --showduplicates | sort -r 
# 安装 
yum install -y docker-ce
systemctl start docker & systemctl enable docker 
# 注意: 
# 官方软件源默认启用了最新的软件,您可以通过编辑软件源的方式获取各个版本的软件包。例如官方并没有将测试版本的软件源置为可用,您可以通过以下方式开启。同理可以开启各种测试版本等。 
# vim /etc/yum.repos.d/docker-ee.repo 
# 将[docker-ce-test]下方的enabled=0修改为enabled=1 
# 
# 安装指定版本的Docker-CE: 
# Step 1: 查找Docker-CE的版本: 
# yum list docker-ce.x86_64 --showduplicates | sort -r 
# Loading mirror speeds from cached hostfile 
# Loaded plugins: branch, fastestmirror, langpacks 
# docker-ce.x86_64 17.03.1.ce-1.el7.centos docker-ce-stable
# docker-ce.x86_64 17.03.1.ce-1.el7.centos @docker-ce-stable 
# docker-ce.x86_64 17.03.0.ce-1.el7.centos docker-ce-stable 
# Available Packages # Step2: 安装指定版本的Docker-CE: (VERSION例如上面的17.03.0.ce.1-1.el7.centos) 
# sudo yum -y install docker-ce-[VERSION]

(4)、优化docker设置

由于docker源在国外,下载速度非常慢,有时不能访问,所以需要设置国内镜像地址,另外也可以设置代理服务器来访问国外的源。

# 设置镜像服务器,同时设置cgroup driver,k8s要求systemd 
cat <<EOF>/etc/docker/daemon.json 
{
 "registry-mirrors":["https://f1791z1h.mirror.aliyuncs.com"],
 "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"] 
}
EOF
 
# 设置代理 
mkdir /etc/systemd/system/docker.service.d 
cat <<EOF>/etc/systemd/system/docker.service.d/http-proxy.conf 
[Service] 
Environment="HTTP_PROXY=http://192.168.5.107:1081/" "HTTPS_PROXY=http://192.168.5.107:1081/" "NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,f1791z1h.mirror.aliyuncs.com"
EOF

(5)、安装 kuberneters组件

# 关闭selinux 
setenforce 0 
# 关闭 swap 分区,另外要修改 /etc/fstab,避免启动时加载swap分区 
swapoff -a 
yum install -y kubelet kubeadm kubectl
systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

(6)、配置kuberneters环境

为calico设置节点名称,这个是在集群安装了 consul时用到的

cat <<EOF>/var/lib/calico/nodename
jaine-vpc04 
EOF

(7)、将节点加入已有集群

需要在主节点生成token,并获取加入集群的命令

# 创建token并打印join命令,这个命令生成的token是有有效期的 
kubeadm token create --print-join-command

然后在node节点执行刚刚主节点生成的加入命令

kubeadm join 192.168.5.203:6443 --token 4yetf5.2ipcosjxkbua7drh \
 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:2c104ad46fd73fc1ce12fb07da846b263d752e0139ef308e2caffc0e5731fbb6

 

加入完成。

 

<think>嗯,用户想了解如何进行节点扩容,特别是服务器集群或分布式系统的节点扩展的最佳实践和教程。首先,我需要明确节点扩容的基本概念,可能分为垂直扩容和水平扩容。用户提到的引用内容里提到了水平扩容的性能问题,比如引用[1]和[2]指出扩容后可能无法线性提升性能,甚至出现性能瓶颈。所以,在回答中需要强调水平扩容的挑战和应对措施。 接下来,用户可能想知道具体的步骤。根据引用[3],扩容TiKV的步骤包括准备新节点、修改配置文件、部署节点并验证。这可能是一个具体例子,但用户可能需要更通用的指导。所以需要总结一般性的步骤,比如规划、准备节点、配置同步、数据分片、测试验证、监控调整等。 然后,用户的最佳实践可能涉及自动化工具、灰度发布、负载均衡、数据预热等,这些可以结合引用中的例子,如使用Ansible或Kubernetes进行自动化部署,避免单点故障,引用[4]提到的HANA云服务器配置可能涉及网络设置,这部分需要强调网络和安全组的配置。 还要注意引用[2]提到的SQL性能问题,说明在扩容后需要优化查询,避免跨节点的大量数据聚合。这可能属于数据分片策略和查询优化的部分,需要提醒用户注意应用层的适配。 另外,用户可能需要了解不同系统的具体扩容方式,比如数据库、微服务集群、存储系统等,所以给出几个典型系统的例子会更好,比如Kubernetes、TiDB、Redis Cluster,这样用户可以参考实际场景。 最后,生成相关问题时要围绕节点扩容的挑战、步骤、监控、回滚、成本优化等方面提问,帮助用户深入理解。</think>### 节点扩容的最佳实践与教程 #### 一、节点扩容的核心逻辑 节点扩容分为**垂直扩容**(提升单节点配置)和**水平扩容**(增加节点数量)。水平扩容需重点关注**数据分片均衡性**和**分布式一致性**,避免出现性能瓶颈或数据不一致问题。例如,引用[1]指出水平扩容后可能因架构设计问题导致性能无法线性提升[^1]。 #### 二、通用实施步骤 1. **规划阶** - 确定扩容目标:性能提升、存储容量扩展或高可用性增强。 - 选择扩容策略:如分片规则调整(哈希分片、范围分片)或副本数增加。 2. **准备新节点** - 硬件/云资源部署:确保新节点配置与原集群一致(CPU、内存、存储等)[^4]。 - 网络配置:配置VPC、安全组规则,确保节点间通信无阻[^4]。 3. **集群配置同步** ```bash # 示例:Kubernetes添加节点 kubeadm join <control-plane-host>:<port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash <hash> ``` 4. **数据分片与迁移** - 自动分片:如Redis Cluster通过槽位(slot)迁移实现数据均衡。 - 手动分片:需设计迁移脚本,避免服务中断。 5. **验证与测试** - 检查节点状态:`kubectl get nodes` 或数据库集群管理工具。 - 性能压测:验证扩容后的吞吐量和延迟是否符合预期[^2]。 6. **监控与调优** - 监控工具:Prometheus+Grafana跟踪CPU、内存、网络流量。 - 调整负载均衡策略:如Nginx权重分配或Consul服务发现。 #### 三、关键挑战与解决方案 - **数据倾斜**:采用动态分片算法(如一致性哈希)[^1]。 - **跨节点查询性能**:优化SQL避免全节点扫描(如添加分片键过滤条件)[^2]。 - **服务发现**:使用ZooKeeper或Etcd实现节点动态注册。 #### 四、典型系统扩容示例 1. **Kubernetes集群** - 添加Worker节点后,自动调度Pod到新节点。 - 使用`kubectl scale`调整Deployment副本数。 2. **分布式数据库(如TiDB)** - 扩容TiKV节点时,PD调度器自动迁移Region[^3]。 - 配置PD参数`region-schedule-limit`控制迁移速度。 3. **Redis Cluster** - 执行`CLUSTER MEET`添加节点。 - 使用`redis-cli --cluster reshard`重新分配槽位。 #### 五、最佳实践 1. **自动化工具** - 使用Ansible/Terraform实现节点批量部署[^3]。 - 结合CI/CD流水线完成灰度发布。 2. **灰度发布策略** - 先扩容1个节点,验证稳定性后再全量扩容。 3. **数据预热** - 对新节点预加载热点数据,避免冷启动性能抖动。 4. **回滚方案** - 保留旧节点至少24小时,快速回退。
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