k8s扩容Worker节点

Kubernetes高可用集群：扩容Worker节点实战指南

在Kubernetes高可用集群中，Worker节点承担着实际业务容器的运行任务。与单Master集群不同，高可用集群的Master节点采用多副本+负载均衡架构，这使得Worker节点的加入流程需要关注一些特殊细节。以下是经过生产环境验证的标准操作流程：

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一、核心原理图解

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所有Worker节点通过负载均衡器与Master集群通信，避免单点故障。

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二、标准操作流程（生产级）

1. 节点基础环境配置

• 系统一致性：
  • 操作系统版本、内核版本需与现有集群一致（推荐CentOS 7.9/Ubuntu 20.04 LTS）
  • 禁用swap：swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab
• 容器运行时：

  # Docker示例（版本需与集群匹配）
  yum install -y docker-ce-20.10.12
  systemctl enable docker && systemctl start docker
  

• 安装K8S组件：

  yum install -y kubelet-1.23.5 kubeadm-1.23.5 kubectl-1.23.5
  systemctl enable kubelet
  

2. 获取集群接入信息

• 负载均衡器地址：
  • 记录VIP地址（如：192.168.100.100:6443）
  • 生产环境建议使用DNS名称（如：k8s-api.example.com）
• 生成接入令牌（Master节点操作）：

  # 生成24小时有效令牌
  kubeadm token create --ttl 24h --print-join-command
  
  # 获取CA证书哈希（证书变更后需更新）
  openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex
  

3. 执行节点加入命令

kubeadm join k8s-api.example.com:6443 \
  --token abcdef.0123456789abcdef \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:你的证书哈希值

生产注意：

• 使用内网流量避免暴露控制平面
• 通过Ansible等工具批量执行时需加密敏感信息
• 建议将命令写入初始化脚本进行版本管理

4. 节点状态验证与管理

• 检查加入状态：

  kubectl get nodes -o wide
  kubectl describe node <节点名称>
  

• 节点标签管理（按业务需求）：

  kubectl label nodes node01 disktype=ssd region=cn-east
  

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三、生产环境进阶配置

1. 安全加固实践

• 替代Token认证：
  • 使用kubeconfig文件加入（更细粒度控制）

  kubeadm join --config worker-config.yaml
  

• 网络策略：
  • 开放Worker与Master的6443、10250端口
  • 使用Calico等CNI插件时确保BGP端口通畅

2. 自动化运维方案

• 使用Terraform+Ansible：

  # Terraform示例片段
  resource "null_resource" "join_cluster" {
    provisioner "local-exec" {
      command = "ansible-playbook join-cluster.yaml"
    }
  }
  

• 自定义Kubelet配置：

  # /var/lib/kubelet/config.yaml
  serializeImagePulls: false
  maxPods: 150
  

3. 常见问题排查

• 证书过期：
  • 报错提示：x509: certificate has expired or is not yet valid
  • 解决方案：同步节点时间（部署NTP服务）
• 网络连通性：

  # 诊断命令
  curl -k https://<LB_IP>:6443/version
  telnet <LB_IP> 6443
  

• 组件日志查看：

  journalctl -u kubelet -f
  tail -f /var/log/pods/kube-system_kube-proxy-*/kube-proxy/*.log
  

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四、架构设计建议

1. 节点分组策略：
   • 按机型划分：物理机组/虚拟机组/GPU节点组
   • 按业务划分：中间件节点/计算密集型节点
2. 容量规划标准：
   • 预留至少30% CPU、内存资源应对突发流量
   • 单个节点建议不超过128核/256GB内存（避免资源碎片）

通过以上标准化流程，您可以安全高效地实现高可用集群的动态扩容。建议结合监控系统（Prometheus+Granfana）实时观察新节点资源利用率，确保集群健康稳定运行。