k8s集群如何通过vip访问

K8s集群通过VIP（虚拟IP）访问是一种常见的方法，主要通过MetalLB、Keepalived、HAProxy等工具实现。这使得外部用户能够通过一个固定的IP地址访问集群中的服务，确保高可用性和负载均衡。MetalLB是一种流行的解决方案，它在Kubernetes集群中提供了本地负载均衡的功能，可以将服务暴露在一个固定的IP地址上。MetalLB的工作原理是将一个预定义的IP池分配给Kubernetes服务，然后通过BGP或ARP协议将这些IP地址广播到网络中。使用MetalLB不仅简化了集群的网络配置，还提高了服务的可用性和可靠性。

一、K8S集群VIP访问的概念及优势

Kubernetes（K8s）是一个强大的容器编排平台，但其默认的服务暴露方式主要是通过ClusterIP、NodePort和LoadBalancer。ClusterIP只能在集群内部访问，NodePort虽然可以被外部访问，但需要知道所有节点的IP地址和端口，LoadBalancer则依赖于云提供商的负载均衡服务。VIP（虚拟IP）是一种更为简便和高效的方式，可以在内部和外部网络中提供一个固定的IP地址来访问服务，从而实现高可用性和负载均衡。

VIP访问的主要优势包括：

统一访问入口：通过一个固定的IP地址，简化了服务的访问方式。
高可用性：通过负载均衡和故障转移机制，确保服务的持续可用。
负载均衡：将流量分散到多个实例，优化资源使用和性能。
简化网络配置：减少了对外部负载均衡器的依赖，降低了运营成本。

二、MetalLB的安装与配置

MetalLB是一个专为Kubernetes设计的负载均衡器，支持BGP和ARP两种模式。以下是安装和配置MetalLB的步骤：

安装MetalLB：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.6/manifests/namespace.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.6/manifests/metallb.yaml

配置IP地址池：

创建一个ConfigMap来定义MetalLB可以使用的IP地址池：

apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: namespace: metallb-system name: config data: config: | address-pools: - name: default protocol: layer2 addresses: - 192.168.1.240-192.168.1.250

应用该配置：

kubectl apply -f config.yaml

创建服务：

将服务类型设置为LoadBalancer：

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service namespace: default spec: type: LoadBalancer selector: app: my-app ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080

部署该服务后，MetalLB会自动分配一个虚拟IP地址供外部访问。

三、Keepalived的安装与配置

Keepalived是一种开源的高可用性解决方案，常用于为网络服务提供VIP功能。以下是Keepalived的安装和配置步骤：

安装Keepalived：

在所有Kubernetes节点上安装Keepalived：
```
apt-get update
apt-get install -y keepalived
```

配置Keepalived：

在每个节点上创建并编辑配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf：

vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth0 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1234 } virtual_ipaddress { 192.168.1.240 } }

根据实际情况调整interface和virtual_ipaddress。

启动Keepalived：

systemctl start keepalived systemctl enable keepalived

验证配置：

通过ip addr命令确认VIP地址已经被分配到节点上。

四、HAProxy的安装与配置

HAProxy是一款高性能的负载均衡器和代理服务器，常用于将流量分发到多个后端服务器。以下是HAProxy的安装和配置步骤：

安装HAProxy：

apt-get update apt-get install -y haproxy

配置HAProxy：

编辑配置文件/etc/haproxy/haproxy.cfg：

global log /dev/log local0 log /dev/log local1 notice chroot /var/lib/haproxy stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin stats timeout 30s user haproxy group haproxy daemon defaults log global mode http option httplog option dontlognull timeout connect 5000 timeout client 50000 timeout server 50000 errorfile 400 /etc/haproxy/errors/400.http errorfile 403 /etc/haproxy/errors/403.http errorfile 408 /etc/haproxy/errors/408.http errorfile 500 /etc/haproxy/errors/500.http errorfile 502 /etc/haproxy/errors/502.http errorfile 503 /etc/haproxy/errors/503.http errorfile 504 /etc/haproxy/errors/504.http frontend http-in bind *:80 default_backend servers backend servers balance roundrobin server srv1 192.168.1.101:80 check server srv2 192.168.1.102:80 check

启动HAProxy：

systemctl start haproxy systemctl enable haproxy

验证配置：

通过访问VIP地址，确认流量被正确分发到后端服务器。

五、MetalLB与Keepalived的结合使用

将MetalLB和Keepalived结合使用，可以进一步增强Kubernetes集群的高可用性。具体步骤如下：

安装和配置MetalLB：

参考前文的MetalLB安装与配置部分。
安装和配置Keepalived：

参考前文的Keepalived安装与配置部分。

配置Kubernetes服务：

创建一个LoadBalancer类型的服务：

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service namespace: default spec: type: LoadBalancer selector: app: my-app ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080