ghcr.io/kube-vip/kube-vip:v0.9.1

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（Bare-Metal）
• 边缘环境（ARM/树莓派（Raspberry PI））
• 虚拟化（Virtualisation）
• 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[***]

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服务类型的负载均衡器。

• VIP地址支持IPv4和IPv6
• 控制平面支持ARP（二层）或BGP（三层）
• 控制平面支持leader election或raft)共识算法
• 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leader election的ARP（二层）模式
• 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（ingress）和出口（egress） 流量
• ...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同时提供Kubernetes集群的浮动/虚拟IP地址，以及将入站流量负载均衡到多个控制平面副本的能力。目前，要实现同等功能至少需要两类工具：

虚拟IP（VIP）工具：

• Keepalived
• UCARP
• 硬件负载均衡器（功能因厂商而异）

负载均衡工具：

• HAProxy
• Nginx
• 硬件负载均衡器（功能因厂商而异）

所有这些工具都需要单独配置，在某些基础设施中甚至需要多个团队协作才能实现。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基于GO语言开发，体积小巧且易于为多架构编译，容器中仅需包含该工具即可，安全性更有保障。

故障排除与反馈

SELinux与IPVS内核模块

在启用SELinux强制模式的节点上使用IPVS负载均衡时，kube-vip可能无法从容器内部请求内核模块。症状包括：kube-vip Pod进入Error或CrashLoopBackOff状态，日志显示ensure IPVS kernel modules are loaded，或审计日志中出现来自container_t的module_request拒绝记录。

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

sudo modprobe ip_vs
sudo modprobe ip_vs_rr

为确保重启后模块仍能加载，可将模块添加到文件（如/etc/modules-load.d/kube-vip-ipvs.conf）中：

ip_vs
ip_vs_rr

相比为容器启用SELinux domain_kernel_load_modules布尔值，预加载所需模块是更推荐的做法。

Gateway API无端点的LoadBalancer服务

部分Gateway API控制器会创建故意不带Endpoints/EndpointSlices后端的LoadBalancer服务。

若需kube-vip协调此类服务，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
• 未添加此注解的服务仍保持默认的端点检查行为

如有问题，请在GitHub仓库提交issue，也可查阅文档[***]

社区工具

• Kube* Console — Guided kube-vip Install** — kube-vip的分步引导式安装体验，包括预检检查、验证、故障排除和回滚支持。

贡献

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

此外，现在可通过skaffold进行快速开发，代码仓库根目录中已提供skaffold.yaml配置文件。

搭建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地址范围configMap
4. 应用CCM清单
5. 执行skaffold dev启动skaffold
6. 开始开发，实时查看变更效果。

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