ghcr.io/kube-vip/kube-vip:v0.8.0

kube-vip

高可用与负载均衡

概述

适用于控制平面和 Kubernetes 服务的 Kubernetes 虚拟 IP 与负载均衡器

kube-vip 的设计理念是为所有环境提供一个小型独立的高可用方案，尤其适用于：

• 裸金属环境
• 边缘环境（ARM / 树莓派）
• 虚拟化环境
• 几乎所有其他环境 :)

[!NOTE] 所有使用和架构相关文档现已发布于 [***]。

如需原地升级现有安装（静态 Pod 或 DaemonSet），请参阅 升级指南。

特性

Kube-Vip 最初旨在为 Kubernetes 控制平面提供高可用解决方案，随着发展，其功能已扩展到支持 Kubernetes 服务类型的 https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#load***。

• VIP 地址支持 IPv4 或 IPv6
• 控制平面支持 ARP（二层）或 BGP（三层）
• 控制平面支持 https://godoc.org/k8s.io/client-go/tools/leaderelection 或 raft) 共识机制
• 通过 kubeadm（静态 Pod）实现控制平面高可用
• 通过 K3s 及其他发行版（DaemonSet）实现控制平面高可用
• 服务负载均衡器支持基于 ARP（二层）的 https://godoc.org/k8s.io/client-go/tools/leaderelection
• 服务负载均衡器支持多节点 BGP 模式
• 服务负载均衡器支持按命名空间或全局地址池
• 服务负载均衡器支持通过现有网络 DHCP 获取地址
• 服务负载均衡器支持通过 UPNP 向网关暴露地址
• 出口流量！Kube-vip 可将服务负载均衡器同时用作 Pod 的入口和出口流量端点
• ... 清单生成、厂商 API 集成及更多功能...

为什么选择 kube-vip？

替代高可用方案

kube-vip 既可为 Kubernetes 集群提供浮动或虚拟 IP 地址，又能将入站流量负载均衡到多个控制平面副本。目前，要实现同等功能至少需要两类工具：

VIP 工具：

• https://www.keepalived.org/
• UCARP
• 硬件负载均衡器（功能因厂商而异）

负载均衡工具：

• http://www.haproxy.org/
• Nginx
• 硬件负载均衡器（功能因厂商而异）

所有这些都需要单独的配置，在某些基础设施中甚至需要多个团队协作实施。此外，考虑软件组件时，可能需要将其打包为容器；若使用预打包版本，则可能存在安全和透明度问题。最后，在边缘环境中，硬件资源可能有限（无硬件负载均衡器），或特定架构的预打包解决方案可能不存在（如 ARM）。幸运的是，kube-vip 采用 Go 语言编写，体积小巧且易于为多架构构建，同时具有容器内仅需部署自身的安全优势。

故障排除与反馈

SELinux 与 IPVS 内核模块

在启用 SELinux 的节点上使用 IPVS 负载均衡时，kube-vip 可能会被阻止从容器内请求内核模块。症状可能包括：kube-vip Pod 进入 Error 或 CrashLoopBackOff 状态、日志中显示 ensure IPVS kernel modules are loaded，或来自 container_t 的 module_request 审计拒绝。

在部署 kube-vip 前，在所有可能运行 kube-vip 的节点上加载所需的 IPVS 模块：

sudo modprobe ip_vs
sudo modprobe ip_vs_rr

要在重启后保持模块加载，可将模块添加到文件中，例如 /etc/modules-load.d/kube-vip-ipvs.conf：

ip_vs
ip_vs_rr

仅预加载所需模块比为容器启用 SELinux domain_kernel_load_modules 布尔值更可取。

无端点的 Gateway API LoadBalancer 服务

某些 Gateway API 控制器会创建故意不包含 Endpoints/EndpointSlices 后端的 LoadBalancer 服务。

若需 kube-vip 调和此类服务，可通过以下注解选择启用：

metadata:
  annotations:
    kube-vip.io/allow-reconcile-without-endpoints: "true"
spec:
  type: LoadBalancer
  externalTrafficPolicy: Cluster

适用范围：

• 仅适用于 externalTrafficPolicy: Cluster
• 对 Local 无影响
• 对于没有此注解的服务，默认的端点限制行为保持不变

请在 GitHub 仓库提交 issue，同时如前所述，请查阅 [***] 上的文档。

社区工具

• Kube* 控制台 — kube-vip 引导式安装** — kube-vip 的分步引导式安装体验，包含预检检查、验证、故障排除和回滚支持。

贡献

[!WARNING] 此项目在 macOS 上编译存在问题，请在 Linux 发行版上编译。

此外，现在使用 https://skaffold.dev/ 进行开发相对简单快捷，skaffold.yaml 文件位于 git 仓库的根目录中。

设置 kind 开发环境

1. kind create cluster --config ./testing/kind.yaml
2. kubectl apply -f https://kube-vip.io/manifests/rbac.yaml
3. 从 kind 集群创建负载均衡器范围 configMap
4. 应用 CCM 清单
5. 使用 skaffold dev 启动 skaffold
6. 开始开发并实时查看变更应用。

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