一、單Master集群

k8s 集群是由一組運行 k8s 的節點組成的，節點可以是物理機、虛擬機或者云服務器。k8s 集群中的節點分為兩種角色：master 和 node。

• master 節點：master 節點負責控制和管理整個集群，它運行著一些關鍵的組件，如 kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager 等。master 節點可以有一個或多個，如果有多個 master 節點，那么它們之間需要通過 etcd 這個分布式鍵值存儲來保持數據的一致性。
• node 節點：node 節點是承載用戶應用的工作節點，它運行著一些必要的組件，如 kubelet、kube-proxy、container runtime 等。node 節點可以有一個或多個，如果有多個 node 節點，那么它們之間需要通過網絡插件來實現通信和路由。

一般情況下我們會搭建單master多node集群。它是一種常見的 k8s 集群架構，它只有一個 master 節點和多個 node 節點。這種架構的優點是簡單易搭建，適合用于學習和測試 k8s 的功能和特性。這種架構的缺點是 master 節點成為了單點故障，如果 master 節點出現問題，那么整個集群就無法正常工作。

搭建 k8s 單 master 多 node 集群有多種方法，根據不同的需求和場景，可以選擇合適的方式來搭建和運維node集群。一般來說，有以下幾種常見的方式：

• 使用kubeadm：這是一種使用官方提供的工具kubeadm來快速創建和管理node集群的方式。kubeadm可以自動安裝和配置node節點上所需的組件，如kubelet、kube-proxy、容器運行時等。這種方式適用于學習和測試目的，或者簡單的生產環境。
• 使用kops：這是一種使用開源工具kops來在云服務商（如AWS、GCP等）上創建和管理node集群的方式。kops可以自動創建和配置云資源，如虛擬機、網絡、存儲等，并安裝和配置node節點上所需的組件。這種方式適用于在云端部署高可用和可擴展的node集群。
• 使用其他工具或平臺：這是一種使用其他第三方提供的工具或平臺來創建和管理node集群的方式。例如，你可以使用Ansible、Terraform、Rancher等工具來自動化和定制node集群的創建和配置過程。或者，你可以使用云服務商提供的托管服務（如EKS、GKE、AKS等）來直接創建和管理node集群。這種方式適用于不同的需求和偏好，但可能需要更多的學習和調試成本。

二、多Master集群

通常情況下如果只有一個master節點，那么一旦它出現故障或者不可用，那么整個集群就會失去控制，無法進行任何操作。因此，為了保證集群的高可用性，需要使用多個master節點來構建master集群。多master集群可以分為應用集群與存儲集群。應用集群主要是apiserver、scheduler、controller-manager的集群它們可以是單獨的節點實現負載均衡集群，而etcd可以實現多節點的高可用集群。其中etcd高可以集群也可以分為內置集群與外部集群的方式。以下就具體的介紹：

1、應用負載均衡集群

kubernetes多master集群是指使用多個master節點來提高集群的可用性和容錯性的方案。master節點是負責控制和管理集群中的資源和服務的節點，它運行著以下組件：

• kube-apiserver：提供了HTTP REST接口的關鍵服務進程，是集群中所有資源的增、刪、改、查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口進程。
• kube-scheduler：負責資源調度（Pod調度）的進程，相當于公交公司的“調度室”。
• kube-controller-manager：集群中所有資源對象的自動化控制中心，可以將其理解為資源對象的“大總管”。

實現kubernetes master集群有多種方式，根據不同的需求和場景，可以選擇合適的方式來搭建和運維master集群。一般來說，根據實現方式，負載均衡集群可以分為以下幾種方案：

• 硬件負載均衡：硬件負載均衡是使用專門的硬件設備來實現負載均衡的方案，如 F5、Cisco 等。硬件負載均衡的優點是性能高、穩定性強，缺點是成本高、擴展性差。
• 軟件負載均衡：軟件負載均衡是使用普通的服務器和軟件來實現負載均衡的方案，如 Nginx、HAProxy 等。軟件負載均衡的優點是成本低、擴展性好，缺點是性能低、穩定性差。
• 混合負載均衡：混合負載均衡是結合硬件和軟件來實現負載均衡的方案，如使用硬件設備作為全局入口，使用軟件作為局部分發。混合負載均衡的優點是兼顧了性能和成本，缺點是復雜度高、維護難。

2、存儲高可用集群

etcd：分布式鍵值存儲系統，用于保存集群中所有資源對象的狀態和元數據。

k8s配置高可用（HA）Kubernetes etcd集群。

你可以設置 以下兩種HA 集群：

• 使用堆疊（stacked）控制平面節點，其中 etcd 節點與控制平面節點共存
• 使用外部 etcd 節點，其中 etcd 在與控制平面不同的節點上運行

（1）堆疊(Stacked)etcd 拓撲--內置etcd集群

堆疊（Stacked）HA集群是一種這樣的拓撲，其中 etcd 分布式數據存儲集群堆疊在 kubeadm 管理的控制平面節點上，作為控制平面的一個組件運行。

每個控制平面節點運行 kube-apiserver、kube-scheduler 和 kube-controller-manager 實例。 kube-apiserver 使用負載均衡器暴露給工作節點。

每個控制平面節點創建一個本地etcd成員（member），這個 etcd 成員只與該節點的 kube-apiserver 通信。 這同樣適用于本地 kube-controller-manager 和 kube-scheduler 實例。

這種拓撲將控制平面和 etcd 成員耦合在同一節點上。相對使用外部 etcd 集群， 設置起來更簡單，而且更易于副本管理。

然而，堆疊集群存在耦合失敗的風險。如果一個節點發生故障，則etcd 成員和控制平面實例都將丟失， 并且冗余會受到影響。你可以通過添加更多控制平面節點來降低此風險。

因此，你應該為 HA 集群運行至少三個堆疊的控制平面節點。

這是 kubeadm 中的默認拓撲。當使用 kubeadm init 和 kubeadm join --control-plane 時， 在控制平面節點上會自動創建本地 etcd 成員。

（2）外部 etcd 拓撲--外部etcd集群

具有外部 etcd 的 HA 集群是一種這樣的拓撲， 其中 etcd 分布式數據存儲集群在獨立于控制平面節點的其他節點上運行。

就像堆疊的 etcd 拓撲一樣，外部 etcd 拓撲中的每個控制平面節點都會運行 kube-apiserver、kube-scheduler 和 kube-controller-manager 實例。 同樣，kube-apiserver 使用負載均衡器暴露給工作節點。但是 etcd 成員在不同的主機上運行， 每個 etcd 主機與每個控制平面節點的 kube-apiserver 通信。

這種拓撲結構解耦了控制平面和 etcd 成員。因此它提供了一種 HA 設置， 其中失去控制平面實例或者 etcd 成員的影響較小，并且不會像堆疊的 HA 拓撲那樣影響集群冗余。

但此拓撲需要兩倍于堆疊 HA 拓撲的主機數量。 具有此拓撲的 HA 集群至少需要三個用于控制平面節點的主機和三個用于 etcd 節點的主機。