Cara Membangun Cluster Kubernetes dengan Ketersediaan Tinggi

Ketersediaan tinggi di Kubernetes memastikan kluster Anda tetap beroperasi bahkan saat terjadi kegagalan. Panduan ini menjelaskan cara merancang dan menerapkan kluster Kubernetes yang toleran terhadap kesalahan, yang mencakup komponen penting, strategi redundansi, dan langkah-langkah konfigurasi.

Poin-poin Utama:

• Mengapa Ketersediaan Tinggi Itu Penting: Mencegah waktu henti yang disebabkan oleh kegagalan perangkat keras, masalah jaringan, atau pemeliharaan.
• Strategi Inti:
  • Gunakan beberapa simpul bidang kontrol untuk menghilangkan titik kegagalan tunggal.
  • Mendistribusikan simpul pekerja di seluruh zona atau wilayah untuk ketahanan.
  • Terapkan penyeimbang beban untuk mengelola lalu lintas dan memastikan failover yang lancar.
• Komponen Kritis:
  • Manajer server API, database etcd, penjadwal, dan pengontrol memerlukan redundansi.
  • Pilih antara topologi etcd bertumpuk atau eksternal berdasarkan kompleksitas dan skala pengaturan Anda.
• Langkah-Langkah Penyebaran:
  • Menggunakan kubeadm untuk menyiapkan klaster.
  • Konfigurasikan penyeimbang beban, pemeriksaan kesehatan, dan node pekerja.
  • Uji failover dan proses pencadangan secara berkala.

Ketersediaan tinggi memerlukan perencanaan yang cermat, infrastruktur yang kuat, dan pengujian berkelanjutan untuk memastikan kinerja dan waktu aktif yang konsisten.

[ Kube 1.5 ] Siapkan cluster Kubernetes dengan ketersediaan tinggi langkah demi langkah | Keepalived & Haproxy

Merencanakan Klaster Kubernetes Ketersediaan Tinggi Anda

Saat membangun klaster Kubernetes dengan ketersediaan tinggi (HA), sangat penting untuk menyelaraskan desain Anda dengan tujuan bisnis dan teknis yang jelas. Tanpa perencanaan yang matang, Anda mungkin akan mendapatkan sistem yang terlalu rumit atau terlalu rapuh untuk memenuhi kebutuhan ketersediaan Anda. Di bawah ini, kami akan membahas pertimbangan inti dan keputusan arsitektur untuk membantu Anda mencapai keseimbangan yang tepat.

Menilai Persyaratan Bisnis dan Teknis

Mulailah dengan menentukan toleransi Anda terhadap waktu henti dan kehilangan data. Parameter ini akan membentuk setiap pilihan teknis yang Anda buat untuk klaster Anda.

• Tujuan Waktu Pemulihan (RTO)Ini mengukur seberapa cepat sistem Anda perlu pulih setelah terjadi kegagalan. Misalnya, jika bisnis Anda menuntut sistem beroperasi dalam 5 menit, Anda memerlukan proses failover otomatis dan sumber daya siaga yang telah dikonfigurasi sebelumnya. Di sisi lain, jika waktu pemulihan yang lebih lama dapat diterima, Anda dapat memilih solusi yang lebih sederhana dan hemat biaya yang melibatkan intervensi manual.
• Tujuan Titik Pemulihan (RPO)Hal ini menentukan seberapa besar kehilangan data yang dapat diterima. Misalnya, platform perdagangan finansial mungkin tidak memerlukan kehilangan data sama sekali, sehingga memerlukan replikasi data yang sinkron. Sementara itu, platform e-commerce mungkin menoleransi sedikit celah data untuk mengurangi kompleksitas sistem.

Anda juga perlu menentukan target ketersediaan Anda. Sebagai referensi:

• Waktu aktif 99.9% mengizinkan sekitar 8,77 jam waktu henti setiap tahunnya.
• Waktu aktif 99.99% mengurangi waktu tersebut menjadi sekitar 52,6 menit.

Selain itu, pertimbangkan pola lalu lintas dan kebutuhan penskalaan aplikasi Anda. Lonjakan lalu lintas yang dapat diprediksi memerlukan strategi yang berbeda dibandingkan dengan aplikasi yang mengalami lonjakan tiba-tiba dan tak terduga. Beban kerja yang intensif sumber daya mungkin memerlukan kumpulan node khusus dengan pengaturan perangkat keras yang disesuaikan, yang akan memengaruhi cara Anda mendistribusikan beban kerja di seluruh zona.

Metrik ini membentuk fondasi arsitektur klaster Anda, yang menyeimbangkan efisiensi teknis dengan tuntutan bisnis. Langkah selanjutnya adalah menentukan bagaimana distribusi geografis memengaruhi desain Anda.

Memilih Arsitektur Regional vs. Zonal

Cara Anda mendistribusikan klaster secara geografis berperan besar dalam ketahanannya. Arsitektur zonal dan regional menawarkan keunggulan tersendiri, tergantung kebutuhan Anda.

• Arsitektur Zonal: Ini menyebarkan sumber daya di beberapa zona ketersediaan dalam satu wilayah. Ini melindungi dari kegagalan pusat data individual sekaligus menjaga latensi rendah antar komponen. Pengaturan ini sangat cocok untuk menangani masalah lokal seperti pemadaman listrik atau kegagalan jaringan dalam zona tertentu.
• Arsitektur Regional: Ini mendistribusikan sumber daya di berbagai wilayah geografis, menawarkan perlindungan terhadap bencana skala besar seperti bencana alam atau gangguan jaringan regional. Namun, pendekatan ini seringkali menimbulkan latensi yang lebih tinggi, yang dapat memengaruhi kinerja komponen seperti etcd dan responsivitas klaster secara keseluruhan.

Penerapan regional paling cocok untuk aplikasi dengan basis pengguna global atau ketika peraturan mengharuskan data disimpan di negara tertentu. Penerapan regional juga ideal untuk organisasi dengan kebutuhan pemulihan bencana yang ketat.

Untuk sebagian besar pengaturan HA, bidang kontrol multi-zona menawarkan pendekatan yang seimbang. Dengan menempatkan node bidang kontrol di tiga zona ketersediaan dalam satu wilayah, Anda memastikan etcd dapat mempertahankan kuorum meskipun satu zona gagal. Pendekatan ini memberikan toleransi kesalahan tanpa kekurangan latensi dari komunikasi lintas wilayah.

Node pekerja dapat mengikuti pola distribusi yang serupa, tetapi terdapat lebih banyak fleksibilitas di sini. Aplikasi stateless dapat berjalan di node mana pun, sementara beban kerja stateful mungkin memerlukan penempatan yang cermat untuk memastikan data tetap dapat diakses dan kinerja tetap konsisten.

Persyaratan Jaringan dan Redundansi

Strategi jaringan yang kuat merupakan kunci untuk mendukung lalu lintas utara-selatan (klien ke klaster) dan timur-barat (komunikasi antar komponen klaster). Redundansi di berbagai lapisan tidak dapat dinegosiasikan.

• Menggunakan beberapa penyeimbang beban dengan /kesehatan pemeriksaan didistribusikan di seluruh zona. Setiap penyeimbang beban harus mampu menangani beban lalu lintas penuh untuk menghilangkan titik kegagalan tunggal.
• Memastikan keragaman jalur jaringan untuk melindungi dari masalah konektivitas. Lalu lintas antar zona harus memiliki beberapa rute fisik, dan penyedia cloud atau pusat data harus menawarkan infrastruktur jaringan yang redundan.
• Untuk DNS dan penemuan layanan, terapkan beberapa server DNS dengan konfigurasi TTL yang sesuai untuk titik akhir klaster. Meskipun penyeimbangan beban berbasis DNS menambah redundansi, perlu diketahui bahwa caching DNS sisi klien dapat menunda deteksi failover.

Ketika bekerja dengan volume persistenPastikan penyimpanan tetap dapat diakses selama kegagalan zona. Ini mungkin melibatkan replikasi lintas zona atau sistem penyimpanan terdistribusi. Selain itu, rencanakan bandwidth jaringan yang memadai untuk menangani sinkronisasi data selama proses pemulihan, terutama untuk kumpulan data besar.

Jika Anda sedang mempertimbangkan Infrastruktur ServerionLokasi pusat data global mereka menawarkan dukungan yang kuat untuk arsitektur zonal dan regional. Opsi VPS dan server khusus mereka menyediakan fondasi komputasi yang solid untuk node klaster Anda, sementara layanan kolokasi mereka memungkinkan penerapan hibrida yang menggabungkan fleksibilitas cloud dengan kontrol pengaturan lokal. Selain itu, infrastruktur jaringan redundan mereka dibangun untuk menangani tuntutan konektivitas klaster dengan ketersediaan tinggi, memastikan penerapan Kubernetes Anda tetap tangguh dan andal.

Komponen Inti dan Topologi untuk Ketersediaan Tinggi

Membangun klaster Kubernetes yang sangat tersedia berarti memahami komponen-komponen penting yang menjaga sistem Anda tetap berjalan dan menentukan cara menyusunnya. Keputusan-keputusan ini secara langsung memengaruhi keandalan, performa, dan kompleksitas klaster Anda.

Komponen Utama Kubernetes untuk HA

Bidang kontrol adalah tulang punggung klaster Kubernetes Anda. Bidang ini mencakup server API, penjadwal, manajer pengontrol, Dan dll, yang semuanya memainkan peran penting dalam mempertahankan operasi.

• Server API:Server API adalah hub pusat, memproses permintaan dari kubectl, node pekerja, dan komponen internal lainnya. Menjalankan beberapa server API di seluruh zona memastikan bahwa hilangnya satu server tidak mengganggu klaster.
• PenjadwalPenjadwal menetapkan pod ke node berdasarkan sumber daya yang tersedia dan batasan yang ditentukan. Meskipun Anda dapat menerapkan beberapa penjadwal untuk redundansi, hanya satu yang aktif membuat keputusan pada satu waktu. Jika penjadwal aktif gagal, penjadwal lain akan mengambil alih.
• Manajer Pengendali: Ini terus memantau status klaster, memastikan sumber daya selaras dengan konfigurasi yang diinginkan. Mereka menggunakan pemilihan pemimpin, sehingga hanya satu instans yang secara aktif mengelola sumber daya, sementara cadangan siap mengambil alih jika diperlukan.
• dllPenyimpanan kunci-nilai terdistribusi ini menyimpan data konfigurasi, rahasia, dan informasi status. Penyimpanan ini menggunakan algoritma konsensus, yang membutuhkan mayoritas node (kuorum) untuk berfungsi. Misalnya, klaster etcd dengan tiga node dapat menangani kehilangan satu node tanpa kehilangan fungsionalitas.
• KubeletBerjalan di setiap node pekerja, kubelet berkomunikasi dengan server API untuk menerima spesifikasi pod dan melaporkan status node. Meskipun kubelet sendiri tidak dikelompokkan untuk ketersediaan tinggi, memiliki beberapa node pekerja memastikan beban kerja tetap berjalan meskipun beberapa node gagal.

Setelah Anda memahami komponen-komponen ini, langkah berikutnya adalah memilih topologi yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.

Topologi HA: Tumpukan vs. etcd Eksternal

Saat mengatur komponen bidang kontrol, Anda memiliki dua pilihan utama, masing-masing dengan kekurangannya dalam hal keandalan dan kompleksitas.

• Topologi etcd bertumpukDi sini, instans etcd ditempatkan bersama dengan komponen bidang kontrol pada node yang sama. Pengaturan ini lebih mudah diterapkan dan membutuhkan lebih sedikit server. Namun, hal ini menimbulkan risiko: jika node bidang kontrol gagal, layanan bidang kontrol dan anggota etcd akan hilang.
• Topologi etcd EksternalDalam pendekatan ini, etcd berjalan pada node khusus yang terpisah dari bidang kontrol. Pemisahan ini memberikan isolasi yang lebih baik dan memungkinkan penskalaan sumber daya secara independen, menjadikannya pilihan yang baik untuk lingkungan yang lebih besar atau lebih menuntut.

Fitur	Ditumpuk dll	Eksternal etcd
Kompleksitas Pengaturan	Lebih mudah untuk diterapkan dan dikelola	Membutuhkan lebih banyak node dan manajemen
Isolasi Sumber Daya	Sumber daya bersama dengan bidang kontrol	Sumber daya khusus untuk etcd
Dampak Kegagalan	Baik etcd dan control plane terpengaruh	Kegagalan dikelola secara independen
Skalabilitas	Dibatasi oleh sumber daya bersama	Skala independen dimungkinkan

Untuk penerapan yang lebih kecil, topologi bertumpuk menawarkan titik awal yang lebih sederhana dengan redundansi yang memadai. Di sisi lain, klaster yang lebih besar atau klaster dengan kebutuhan waktu aktif yang ketat dapat memperoleh manfaat dari ketahanan tambahan dari pengaturan etcd eksternal.

Setelah topologi dipilih, langkah berikutnya adalah mengonfigurasi penyeimbang beban untuk memastikan operasi lancar.

Konfigurasi Penyeimbang Beban

Penyeimbang beban memainkan peran penting dalam mendistribusikan permintaan API ke beberapa server API dan mengelola failover ketika server mati. Tanpa penyeimbang beban, klien perlu melacak titik akhir server API individual, sehingga prosesnya menjadi lebih rumit.

Penyeimbang beban yang dikonfigurasikan dengan benar harus:

• Melakukan pemeriksaan kesehatan pada /kesehatan Titik akhir setiap server API. Respons HTTP 200 menunjukkan kesiapan, sementara HTTP 500 menandakan adanya masalah. Pemeriksaan kesehatan harus dijalankan setiap 10–15 detik dengan batas waktu 5 detik untuk memastikan deteksi masalah yang cepat.
• Distribusikan permintaan secara merata, karena server API Kubernetes bersifat stateless. Afinitas sesi biasanya tidak diperlukan, sehingga lalu lintas tetap lancar bahkan saat server mengalami kegagalan.
• Tangani penghentian SSL. Anda dapat memindahkan pemrosesan TLS di penyeimbang beban untuk mengurangi beban kerja server API atau meneruskan lalu lintas terenkripsi untuk enkripsi ujung ke ujung jika kepatuhan mengharuskannya.

Untuk redundansi tambahan, terapkan beberapa penyeimbang beban di berbagai zona. Penyeimbangan beban berbasis DNS dapat menyediakan lapisan failover tambahan, tetapi perlu diingat bahwa caching DNS dapat menyebabkan penundaan selama transisi.

Jika Anda menggunakan infrastruktur Serverion, server khusus Memberikan kinerja bidang kontrol yang tangguh, sementara opsi VPS ideal untuk pengaturan yang lebih kecil. Dengan pusat data di seluruh dunia, Serverion mendukung konfigurasi multi-zona dan menawarkan alat penyeimbang beban untuk menangani distribusi lalu lintas secara efektif, bahkan dalam kondisi jaringan yang menantang.

sbb-itb-59e1987

Panduan Langkah demi Langkah: Menyebarkan HA Kubernetes dengan kubeadm

Setelah Anda terbiasa dengan komponen dan topologinya, saatnya membangun klaster Kubernetes Anda yang sangat tersedia. Kami akan menggunakan kubeadm untuk panduan ini – kubeadm menyederhanakan penerapan sekaligus memungkinkan Anda mengontrol konfigurasinya.

Penyiapan dan Prasyarat Infrastruktur

Mulailah dengan mempersiapkan infrastruktur Anda untuk menangani beban kerja produksi.

Anda memerlukan setidaknya tiga node bidang kontrol (minimal: 2 inti CPU dan RAM 4 GB; direkomendasikan: 4 inti dan RAM 8 GB) dan dua atau lebih node pekerja (minimal: 1 inti dan RAM 2 GB). Instal distribusi Linux yang didukung, seperti Ubuntu 20.04/22.04, CentOS 8, atau Rocky Linux 9, di semua node. Pastikan setiap node memiliki nama host yang unik dan dapat berkomunikasi satu sama lain melalui jaringan.

Nonaktifkan pertukaran di semua node karena Kubernetes tidak mendukungnya. Jalankan sudo swapoff -a dan mengomentari entri swap apa pun di /etc/fstab Untuk membuat perubahan permanen. Buka port yang diperlukan: 6443 (server API), 2379-2380 (etcd), 10250 (kubelet), dan 10251-10252 (scheduler/controller-manager).

Instal sebuah waktu proses kontainer di setiap node. Sebagian besar pengguna memilih containerd, yang didukung dengan baik. Konfigurasikan untuk menggunakan systemd sebagai driver cgroup agar selaras dengan pengaturan default Kubernetes. Kemudian, instal kubeadm, kubelet, dan kubectl di semua node, pastikan semuanya menjalankan versi Kubernetes yang sama untuk menghindari masalah kompatibilitas.

Siapkan sebuah penyeimbang beban Sebelum menginisialisasi klaster. Penyeimbang beban dapat berbasis perangkat keras, bagian dari penawaran penyedia cloud, atau solusi perangkat lunak seperti HAProxy. Penyeimbang beban harus mendengarkan port 6443 dan meneruskan lalu lintas ke server API pada node bidang kontrol Anda.

Untuk pengaturan yang toleran terhadap kesalahan global, pertimbangkan untuk menggunakan server khusus untuk node bidang kontrol dan instans VPS untuk node pekerja.

Menyiapkan Node Bidang Kontrol

Node bidang kontrol pertama adalah fondasi klaster Anda. Alih-alih menggunakan flag baris perintah, buatlah berkas konfigurasi kubeadm untuk menentukan pengaturan HA Anda.

Buat file bernama kubeadm-config.yaml dan sertakan konfigurasi kluster Anda. Atur titik akhir bidang kontrol ke alamat dan port penyeimbang beban Anda. Untuk topologi etcd bertumpuk, kubeadm akan mengonfigurasi etcd pada node bidang kontrol secara otomatis. Jika Anda menggunakan etcd eksternal, tentukan titik akhir dalam berkas ini.

Inisialisasi node bidang kontrol pertama dengan perintah berikut:
sudo kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --upload-certs
Itu --unggah-sertifikat Bendera menyederhanakan proses pendistribusian sertifikat ke node bidang kontrol lainnya. Langkah ini memakan waktu beberapa menit dan akan menampilkan perintah gabung untuk menambahkan node tambahan.

Simpan perintah gabung ini dengan aman – perintah ini berisi token sensitif. Selanjutnya, konfigurasikan kubectl pada node bidang kontrol pertama:
mkdir -p $HOME/.kube dan sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config dan sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Sebelum menambahkan lebih banyak node, instal plugin CNI yang sesuai untuk lingkungan Anda.

Gunakan perintah join dari keluaran inisialisasi untuk menambahkan node bidang kontrol yang tersisa:
sudo kubeadm gabung penyeimbang beban-ip:6443 --token --discovery-token-ca-cert-hash sha256: --bidang-kendali --kunci-sertifikat
Jalankan perintah ini pada setiap node bidang kontrol tambahan.

Verifikasi bahwa semua node bidang kontrol beroperasi dengan menjalankan:
kubectl dapatkan node
Anda akan melihat semua node tercantum dengan status “Siap”.

Mengonfigurasi etcd dan Load Balancer

Sempurnakan pengaturan etcd dan penyeimbang beban Anda untuk menyelesaikan pengaturan HA.

Jika Anda menggunakan topologi etcd bertumpuk, kubeadm akan mengonfigurasinya secara otomatis. Untuk klaster etcd eksternal, Anda perlu menyiapkan etcd pada node khusus, membuat sertifikat komunikasi aman, dan mengonfigurasi setiap anggota etcd agar saling mengenali. Selalu gunakan jumlah anggota etcd ganjil (misalnya, 3, 5, atau 7) untuk menjaga kuorum jika terjadi kegagalan.

Periksa kesehatan etcd dengan menjalankan:
sudo kubectl exec -n kube-system dll- -- etcdctl --endpoints= --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key kesehatan titik akhir
Semua titik akhir harus melaporkan keadaan sehat.

Untuk penyeimbang beban, konfigurasikan pemeriksaan kesehatan untuk memantau /kesehatan Titik akhir pada port 6443 di setiap server API. Atur interval ke 10 detik dengan batas waktu 5 detik, dan pastikan server yang tidak sehat dihapus dan ditambahkan kembali secara otomatis saat pulih.

Untuk menguji penyeimbang beban, hentikan server API pada satu node bidang kontrol (sudo systemctl hentikan kubelet) dan verifikasi bahwa perintah kubectl masih berfungsi. Mulai ulang layanan dan pastikan node bergabung kembali dengan klaster.

Jika Anda menggunakan beberapa penyeimbang beban, konfigurasikan keduanya dalam pengaturan aktif-pasif atau gunakan DNS round-robin untuk distribusi beban awal. Dokumentasikan prosedur failover untuk memandu tim Anda dalam menangani masalah penyeimbang beban.

Menambahkan Node Pekerja dan Menguji Kesehatan Klaster

Node pekerja adalah tulang punggung klaster Anda, yang menyediakan daya komputasi untuk aplikasi Anda. Menambahkannya mudah, tetapi pengujian memastikan klaster tetap tangguh.

Gunakan perintah gabung simpul pekerja yang diberikan selama pengaturan awal kubeadm:
sudo kubeadm gabung penyeimbang beban-ip:6443 --token --discovery-token-ca-cert-hash sha256:
Jika token telah kedaluwarsa, Anda dapat membuat yang baru.

Periksa apakah node pekerja telah berhasil bergabung dengan menjalankan:
kubectl dapatkan node
Semua node harus berstatus “Siap”. Jika sebuah node tetap berstatus “BelumSiap”, periksa log kubelet dengan:
sudo journalctl -u kubelet -f

Deploy aplikasi uji untuk memastikan kesehatan klaster. Misalnya, buat deployment Nginx dengan beberapa replika:
kubectl buat penerapan nginx-test --image=nginx --replicas=5
Kemudian periksa distribusi pod di seluruh node:
kubectl dapatkan pod -o lebar

Simulasikan kegagalan untuk menguji fungsionalitas HA. Untuk node bidang kontrol, hentikan layanan kubelet pada satu node dan pastikan perintah kubectl masih berfungsi. Jika Anda memiliki lebih dari tiga node bidang kontrol, coba hentikan dua node secara bersamaan – klaster akan tetap beroperasi selama sebagian besar node dalam kondisi sehat.

Untuk node pekerja, simulasikan kegagalan dengan menutup dan menguras node:
kubectl cordon && kubectl tiriskan --abaikan-daemonset --hapus-data-direktori-kosong
Amati saat Kubernetes menjadwal ulang pod ke node lain.

Pantau komponen klaster dengan:
kubectl dapatkan status komponen dan kubectl dapatkan pod -n kube-system
Semua pod sistem harus berjalan, dan komponen-komponennya harus dilaporkan sehat. Untuk pemantauan berkelanjutan, gunakan alat seperti Prometheus untuk melacak metrik dari waktu ke waktu.

Jangan lupa untuk mengaturnya etcd dan cadangan sertifikatUji prosedur pencadangan dan pemulihan Anda secara berkala di lingkungan non-produksi untuk memastikan efektivitasnya.

Dengan klaster Kubernetes Anda yang sangat tersedia dan sudah beroperasi serta teruji, Anda siap mendukung operasi berkelanjutan dan melakukan pemeliharaan rutin dengan percaya diri.

Praktik Terbaik untuk Operasi HA Kubernetes

Menyiapkan klaster Kubernetes yang sangat tersedia hanyalah langkah pertama. Agar klaster tetap berjalan secara efisien dan andal, Anda perlu berfokus pada pemantauan, pengujian, dan praktik terbaik operasional yang berkelanjutan. Langkah-langkah ini akan membantu Anda mempertahankan kinerja, menghindari waktu henti, dan memastikan klaster Anda tetap tangguh.

Pemantauan dan Pemeliharaan

Pemantauan yang efektif adalah tulang punggung ketersediaan tinggi (HA). Gunakan alat seperti Prometheus dan Grafana untuk melacak metrik utama seperti penggunaan CPU, konsumsi memori, latensi jaringan, dan kinerja etcd. Perhatikan kesehatan etcd dengan cermat. metrik pemantauan seperti pemilihan pemimpin, kegagalan proposal, dan latensi I/O disk. Siapkan peringatan untuk ambang batas kritis – misalnya, jika penggunaan CPU melebihi 80% di beberapa node atau jika latensi etcd melebihi 100 ms, tindakan segera diperlukan. Gunakan secara teratur status titik akhir etcdctl perintah untuk memastikan semua anggota etcd tersinkronisasi dan berfungsi dengan baik.

Pastikan komponen Kubernetes Anda selalu diperbarui dengan jadwal terstruktur. Rencanakan pembaruan triwulanan untuk rilis minor dan terapkan patch keamanan Segera setelah tersedia. Selalu uji pembaruan di lingkungan staging sebelum menerapkannya ke produksi. Saat memperbarui, tangani etcd dan Kubernetes secara terpisah untuk meminimalkan risiko – jangan pernah memperbarui keduanya secara bersamaan.

Manajemen sertifikat adalah area penting lainnya. Sertifikat Kubernetes biasanya kedaluwarsa setelah satu tahun, sehingga pembaruan otomatis menjadi suatu keharusan. Gunakan alat seperti kubeadm atau manajer sertifikat untuk menangani pembaruan, dan memantau tanggal kedaluwarsa dengan cermat. Uji proses pembaruan Anda setiap bulan untuk menghindari waktu henti tak terduga akibat sertifikat yang kedaluwarsa.

Sentralisasikan agregasi log dengan alat seperti Lancar atau Fluent BitHal ini memudahkan korelasi peristiwa di seluruh node dan komponen selama respons insiden. Dengan menerapkan praktik pemantauan dan pemeliharaan ini, Anda akan mendeteksi potensi masalah sejak dini, yang akan membantu menjaga ketersediaan klaster Anda.

Menguji Prosedur Failover dan Pencadangan

Pemantauan saja tidak cukup – Anda juga perlu menguji proses failover dan pencadangan secara ketat. Lakukan uji injeksi kesalahan bulanan untuk mensimulasikan kegagalan di dunia nyata. Misalnya, matikan node bidang kontrol, buat partisi jaringan, atau bebani node pekerja secara berlebihan untuk melihat respons sistem Anda. Lacak waktu pemulihan untuk setiap skenario dan upayakan untuk menguranginya.

Uji prosedur pencadangan dan pemulihan etcd secara berkala untuk memastikan integritas data. Lakukan pengujian ini di lingkungan terpisah untuk memverifikasi akurasi dan mengukur waktu pemulihan. Jika proses pemulihan Anda melebihi Target Waktu Pemulihan (RTO), pertimbangkan solusi penyimpanan yang lebih cepat atau perampingan prosedur Anda. Otomatiskan pencadangan etcd setiap enam jam dan simpan di lokasi terpisah untuk keamanan tambahan.

Pengujian failover tingkat aplikasi sama pentingnya. Gunakan alat seperti Monyet Kekacauan atau Lakmus untuk menghentikan pod atau node secara acak selama jam kerja. Ini membantu mengidentifikasi apakah aplikasi Anda dapat menangani kegagalan tanpa memengaruhi pengguna.

Buat buku panduan terperinci untuk skenario kegagalan umum. Buku panduan ini harus mencakup instruksi pemulihan langkah demi langkah, kontak eskalasi, dan pohon keputusan untuk berbagai jenis insiden. Perbarui dokumen ini setelah setiap insiden dan uji bersama berbagai anggota tim untuk memastikan kejelasan dan kegunaannya.

Verifikasi cadangan lebih dari sekadar membuat cadangan. Pulihkan status klaster Anda secara berkala di lingkungan yang terisolasi dan pastikan aplikasi berfungsi sebagaimana mestinya. Uji pemulihan klaster secara menyeluruh serta pemulihan namespace individual untuk bersiap menghadapi berbagai skenario bencana.

Merancang Aplikasi untuk HA

Agar aplikasi dapat berkembang dalam lingkungan HA, aplikasi perlu dirancang dengan mempertimbangkan ketersediaan. Anggaran Gangguan Pod (PDB) membantu memastikan jumlah replika minimum tetap tersedia selama pemeliharaan atau penskalaan. Untuk layanan penting, tetapkan minTersedia ke sejumlah replika tertentu, bukan persentase.

Gunakan aturan anti-afinitas untuk mencegah titik kegagalan tunggal. Dengan podAntiAfinitasAnda dapat menyebarkan replika di berbagai node atau zona ketersediaan. Untuk aplikasi stateful seperti database, gabungkan anti-afinitas dengan batasan penyebaran topologi untuk mendistribusikan beban kerja secara merata.

Konfigurasikan permintaan dan batasan sumber daya berdasarkan data penggunaan aktual. Hal ini memastikan penjadwal Kubernetes dapat membuat keputusan penempatan yang lebih cerdas dan menghindari perebutan sumber daya. Tinjau dan sesuaikan nilai-nilai ini setiap tiga bulan berdasarkan data pemantauan Anda.

Pemeriksaan kesehatan memainkan peran penting dalam menjaga kesiapan aplikasi. Gunakan probe keaktifan untuk mendeteksi proses yang tidak responsif dan probe kesiapan untuk mengelola perutean lalu lintas. Sesuaikan nilai batas waktu untuk mencapai keseimbangan – pengaturan yang terlalu agresif dapat menyebabkan restart yang tidak perlu, sementara pengaturan yang terlalu longgar dapat memungkinkan pod yang gagal untuk tetap menerima lalu lintas.

Jika memungkinkan, rancang aplikasi agar tanpa status. Simpan data sesi di sistem eksternal seperti Merah atau basis data, alih-alih di dalam memori. Hal ini memungkinkan pod untuk memulai ulang atau diskalakan tanpa memengaruhi sesi pengguna. Untuk aplikasi yang memerlukan status, gunakan StatefulSet dengan volume persisten dan pastikan data direplikasi di seluruh zona. Strategi ini, yang dipadukan dengan infrastruktur tangguh, membantu memastikan aplikasi Anda tetap tersedia.

Menggunakan ServerionInfrastruktur untuk HA Kubernetes

Jaringan pusat data global Serverion menyederhanakan distribusi geografis, komponen kunci ketersediaan tinggi. Terapkan node bidang kontrol di berbagai wilayah untuk mencapai redundansi sejati. Server khusus mereka memberikan kinerja konsisten yang dibutuhkan untuk klaster etcd, sementara instans VPS menawarkan skalabilitas yang hemat biaya untuk node pekerja.

Server khusus dari Serverion ideal untuk node bidang kontrol karena menghilangkan efek “tetangga yang berisik”, memastikan kinerja yang terprediksi. Bagi organisasi dengan persyaratan kepatuhan atau investasi perangkat keras yang sudah ada, layanan kolokasi Serverion memungkinkan arsitektur hibrida. Pengaturan ini memungkinkan Anda menggabungkan infrastruktur lokal dengan pusat data mereka, didukung oleh koneksi bandwidth tinggi untuk replikasi data real-time dan failover yang lancar.

Lokasi beberapa pusat data Serverion juga membuat pemulihan bencana lebih tangguh. Siapkan kluster siaga di berbagai wilayah dan gunakan alat seperti Velero untuk pencadangan tingkat aplikasi yang dapat dipulihkan di seluruh klaster. Layanan hosting DNS mereka memungkinkan failover otomatis dengan memperbarui rekaman DNS ketika situs utama offline.

Selain itu, Serverion menawarkan perlindungan tingkat infrastruktur dan Layanan sertifikat SSL untuk mengamankan lalu lintas eksternal dan internal. Layanan manajemen server mereka menangani pemantauan perangkat keras, pembaruan OS, dan tugas-tugas keamanan dasar, sehingga tim Anda dapat fokus pada operasi khusus Kubernetes. Kombinasi fitur-fitur ini memberikan fondasi yang kuat untuk mengelola klaster Kubernetes dengan HA.

Kesimpulan

Setiap pilihan desain dan langkah operasional berkontribusi pada terciptanya klaster Kubernetes yang andal. Membangun pengaturan Kubernetes yang sangat tersedia membutuhkan perencanaan yang matang, eksekusi yang solid, dan pemeliharaan berkelanjutan untuk menjaga ketahanan dan kinerjanya.

Memilih topologi yang tepat dan menyiapkan penyeimbang beban yang andal memastikan akses API tanpa gangguan. Bagi banyak organisasi, model bidang kontrol bertumpuk mencapai keseimbangan yang baik antara kesederhanaan dan keandalan. Alat seperti kubeadm mempermudah penerapan dan membantu mengelola sertifikat secara efektif.

Keberhasilan operasional bergantung pada pemantauan proaktif, latihan failover rutin, dan perancangan aplikasi dengan fitur-fitur seperti Anggaran Disrupsi Pod dan aturan anti-afinitas. Langkah-langkah ini membantu beban kerja tetap stabil selama gangguan infrastruktur, memastikan kinerja yang andal.

Infrastruktur global Serverion menambahkan lapisan keandalan baru pada strategi ini. Dengan menawarkan keragaman geografis dan opsi pemulihan bencana yang andal, yang dipadukan dengan server khusus, mereka membantu menjaga kinerja bidang kontrol yang konsisten di berbagai pusat data.

Tanya Jawab Umum

Apa perbedaan antara pengaturan etcd bertumpuk dan eksternal di Kubernetes, dan bagaimana cara memilih yang terbaik untuk kluster saya?

Perbedaan utama antara ditumpuk dan etcd eksternal Konfigurasi terletak pada lokasi pengoperasian dan pengelolaan database etcd. Dalam konfigurasi bertumpuk, etcd berjalan pada node yang sama dengan komponen bidang kontrol Kubernetes. Metode ini lebih mudah diimplementasikan dan lebih murah, tetapi memiliki konsekuensi: kegagalan node dapat memengaruhi bidang kontrol dan etcd, yang berpotensi menyebabkan gangguan yang signifikan.

Sebaliknya, topologi etcd eksternal menempatkan etcd pada mesin terpisah yang berdedikasi. Pendekatan ini meningkatkan ketahanan dan kinerja, terutama untuk klaster yang lebih besar atau kelas produksi. Namun, pendekatan ini juga melibatkan kompleksitas yang lebih tinggi dalam hal konfigurasi dan pemeliharaan berkelanjutan.

Untuk lingkungan Kubernetes yang lebih kecil atau kurang kritis, konfigurasi bertumpuk biasanya memenuhi kebutuhan. Namun, untuk klaster produksi berskala besar atau ketersediaan tinggi, etcd eksternal merupakan opsi yang lebih disukai untuk menjaga keandalan dan stabilitas.

Apa praktik terbaik untuk memantau dan memelihara kluster Kubernetes yang memiliki ketersediaan tinggi untuk memenuhi sasaran waktu aktif?

Agar kluster Kubernetes Anda berjalan lancar dan memenuhi harapan waktu aktif, Anda perlu memantau tiga lapisan penting: infrastruktur, platform, Dan aplikasiAlat seperti Prometheus dapat membantu Anda melacak metrik penting, sementara Grafana memudahkan visualisasi data. Perhatikan metrik seperti penggunaan CPU, konsumsi memori, restart pod, dan tingkat kesalahan. Menyiapkan peringatan memastikan Anda dapat dengan cepat mendeteksi dan mengatasi masalah sebelum memburuk.

Saat menyiapkan klaster Anda, patuhi praktik terbaik. Aktifkan kontrol akses berbasis peran (RBAC) untuk mengelola izin secara efektif, mengatur sumber daya ke dalam namespace untuk struktur yang lebih baik, dan menerapkan beberapa node bidang kontrol dengan penyeimbang beban untuk meningkatkan toleransi kesalahan. Memperbarui secara berkala ke versi Kubernetes terbaru dan menjadwalkan pemeliharaan proaktif sama pentingnya. Langkah-langkah ini tidak hanya mengurangi waktu henti tetapi juga memastikan klaster Anda dapat diskalakan untuk memenuhi kebutuhan bisnis Anda.

Bagaimana saya dapat mendesain aplikasi saya untuk ketersediaan tinggi dalam kluster Kubernetes?

Untuk menjaga aplikasi Anda berjalan lancar di kluster Kubernetes, mulailah dengan menyiapkan beberapa replika aplikasi Anda melalui Deployment Kubernetes. Ini akan mendistribusikan beban kerja dan memastikan aplikasi Anda dapat menangani kegagalan pod tanpa gangguan.

Alat bermanfaat lainnya adalah Anggaran Gangguan PodFitur ini membantu menjaga jumlah minimum pod aktif selama pembaruan atau pemeliharaan, sehingga mengurangi waktu henti. Untuk keandalan yang lebih baik, terapkan klaster Anda di seluruh beberapa zona atau wilayahPengaturan ini melindungi aplikasi Anda dari gangguan lokal dan meningkatkan redundansi.

Dengan menggunakan metode ini, pengaturan Kubernetes Anda akan lebih tangguh, memastikan kinerja yang stabil bahkan saat terjadi gangguan.

Tulisan terkait