Come creare un cluster Kubernetes ad alta…

Per creare un cluster Kubernetes resistente ai guasti, è necessario garantire la ridondanza dei componenti chiave e dei dati.

Passaggi principali:

Nodi master:
- Distribuire più nodi master (almeno tre) per il componente kube-apiserver, che funzionano dietro un bilanciatore di carico. Questo garantisce la disponibilità dell’API anche in caso di guasto di uno dei nodi master.
- Ogni nodo master deve avere accesso a uno storage condiviso dello stato del cluster — etcd.
etcd:
- Distribuire un cluster di etcd con più nodi (si consiglia un numero dispari, almeno tre), distribuiti in diverse zone di disponibilità o server fisici. Questo garantisce l’integrità dei dati dello stato del cluster.
Bilanciatore di carico:
- Utilizzare un bilanciatore di carico L4/L7 per distribuire il traffico tra i nodi master (kube-apiserver).
- Utilizzare un altro bilanciatore di carico per il traffico in ingresso alle applicazioni nel cluster (ad esempio, un Ingress Controller con supporto di alta disponibilità).
Nodi di lavoro:
- Distribuire un numero sufficiente di nodi di lavoro per eseguire i Pod.
- Distribuire i nodi di lavoro in diverse zone di disponibilità o server fisici per garantire la resilienza a livello di infrastruttura.
- Configurare i Pod Disruption Budgets (PDBs) per definire il numero minimo di Pod accessibili durante interruzioni volontarie (ad esempio, durante aggiornamenti dei nodi).
Storage:
- Utilizzare storage distribuito o cloud con alta disponibilità per i Volumi Persistenti.
- Esempi: Rook (Ceph), GlusterFS, fornitori cloud (AWS EBS, GCP Persistent Disk, Azure Managed Disks) con replica.
Rete:
- Utilizzare una soluzione di rete affidabile CNI (Container Network Interface) con supporto di alta disponibilità (ad esempio, Calico, Cilium con componenti replicati).
- Garantire la connettività tra i nodi master, i nodi etcd e i nodi di lavoro.
Backup:
- Eseguire regolarmente backup dei dati etcd.
- Utilizzare strumenti come Velero per il backup e il ripristino dello stato del cluster e dei Volumi Persistenti.

Esempio di architettura:

graph LR
    subgraph Utenti
        A[Utente] --> B(Load Balancer applicazioni)
    end

    subgraph Cluster Kubernetes
        subgraph Nodi master
            C1(Nodo master 1)
            C2(Nodo master 2)
            C3(Nodo master 3)
        end

        subgraph Cluster etcd
            D1(etcd 1)
            D2(etcd 2)
            D3(etcd 3)
        end

        subgraph Nodi di lavoro
            E1(Nodo di lavoro 1)
            E2(Nodo di lavoro 2)
            E3(Nodo di lavoro 3)
        end

        subgraph Storage
            F(Storage distribuito)
        end

        subgraph Rete
            G(Interfaccia di rete CNI)
        end

        B --> LoadBalancer(Bilanciatore API del server)
        LoadBalancer --> C1
        LoadBalancer --> C2
        LoadBalancer --> C3

        C1 <--> D1
        C1 <--> D2
        C1 <--> D3
        C2 <--> D1
        C2 <--> D2
        C2 <--> D3
        C3 <--> D1
        C3 <--> D2
        C3 <--> D3

        C1 --> G
        C2 --> G
        C3 --> G

        E1 <--> G
        E2 <--> G
        E3 <--> G

        E1 <--> F
        E2 <--> F
        E3 <--> F

        G --> E1: Deployment Pods
        G --> E2: Deployment Pods
        G --> E3: Deployment Pods

        E1 --> B: Traffico applicazioni
        E2 --> B: Traffico applicazioni
        E3 --> B: Traffico applicazioni
    end

Durante il deployment, si utilizzano strumenti di automazione come kubeadm, Kubespray o servizi gestiti di Kubernetes (EKS, GKE, AKS), che semplificano la creazione di un’infrastruttura resistente ai guasti.

Come creare un cluster Kubernetes ad alta disponibilità?