在 AWS 上部署高可用性 Kubernetes 集群：一个完整的教程

Kubernetes 是现代化企业云计算的核心组件之一，它能为企业带来高可用性、灵活性和可伸缩性。在 AWS 上部署 Kubernetes 集群能够更充分地利用云计算优势，同时也能够高效地管理资源并实现弹性伸缩。在本文中，我们将详细讲解如何在 AWS 上部署高可用性 Kubernetes 集群。

1. 创建 VPC 和子网

要想在 AWS 上部署 Kubernetes 集群，首先需要创建一个 VPC 和两个子网，一个用于部署 Kubernetes 控制平面，一个用于部署工作负载节点。具体操作如下：

在 AWS 控制台中，选择 VPC，然后点击“Create VPC”按钮，填写 VPC 名称和 CIDR Block。例如，我们可以填写 VPC 名称为“kubernetes-vpc”，CIDR Block 为“10.0.0.0/16”。

接着，我们需要创建两个子网。在 AWS 控制台中，选择 VPC，然后点击“Create subnet”按钮，填写子网名称和 CIDR Block。例如，我们可以填写第一个子网名称为“k8s-control-plane-subnet”，CIDR Block 为“10.0.0.0/24”；第二个子网名称为“k8s-worker-nodes-subnet”，CIDR Block 为“10.0.1.0/24”。

2. 配置安全组

在 AWS 上运行 Kubernetes 集群需要配置安全组来控制入站和出站流量。具体操作如下：

在 AWS 控制台中，选择安全组，然后点击“Create security group”按钮，填写安全组名称和描述。例如，我们可以填写安全组名称为“k8s-security-group”，并添加描述“Kubernetes 安全组”。

接着，我们需要添加入站和出站规则。我们需要添加允许 TCP 协议端口 22 和 6443 的入站规则；允许 TCP 协议所有端口的出站规则。

3. 部署 Kubernetes 控制平面

在 AWS 上部署 Kubernetes 集群需要部署控制平面和工作负载节点。在本节中，我们将详细讲解如何部署 Kubernetes 控制平面。具体操作如下：

在 AWS 控制台中，选择 EC2，然后点击“Launch Instance”按钮，选择 Amazon Linux 2 AMI，然后选择合适的实例类型和存储选项。例如，我们可以选择 t2.micro 实例类型和 10GB 存储选项。

接着，我们需要为实例配置安全组和 VPC，选择之前创建的 k8s-security-group 安全组和 k8s-control-plane-subnet 子网。

完成实例创建后，我们需要登录到实例中，安装 Docker 和 Kubernetes 工具。具体操作如下：

```bash
sudo yum update -y
sudo amazon-linux-extras install docker
sudo service docker start
sudo usermod -a -G docker ec2-user
sudo systemctl enable docker.service

sudo curl --silent --location -o /usr/local/bin/kubectl "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl --silent --location https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo chmod +x /usr/local/bin/kubectl
```

接着，我们需要启动 Kubernetes 控制平面。具体操作如下：

```bash
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 --apiserver-advertise-address=10.0.0.10
```

其中，--pod-network-cidr 参数用于设置 Pod 网络地址范围，--apiserver-advertise-address 参数用于设置 Kubernetes API 服务器的地址。

完成 Kubernetes 控制平面启动后，我们需要为kubectl配置kubeconfig文件。具体操作如下：

```bash
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```

接着，我们需要安装网络插件。在本例中，我们将使用 Calico 网络插件。具体操作如下：

```bash
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.19/manifests/calico.yaml
```

最后，我们需要将 Kubernetes 控制平面节点打上标签，以便后续部署工作负载节点。具体操作如下：

```bash
kubectl label node  node-role.kubernetes.io/master=master
```

其中，node-name 为节点名称。

4. 部署 Kubernetes 工作负载节点

在 AWS 上部署 Kubernetes 集群需要部署控制平面和工作负载节点。在本节中，我们将详细讲解如何部署 Kubernetes 工作负载节点。具体操作如下：

在 AWS 控制台中，选择 EC2，然后点击“Launch Instance”按钮，选择 Amazon Linux 2 AMI，然后选择合适的实例类型和存储选项。例如，我们可以选择 t2.micro 实例类型和 10GB 存储选项。

接着，我们需要为实例配置安全组和 VPC，选择之前创建的 k8s-security-group 安全组和 k8s-worker-nodes-subnet 子网。

完成实例创建后，我们需要登录到实例中，安装 Docker 和 Kubernetes 工具。具体操作如下：

```bash
sudo yum update -y
sudo amazon-linux-extras install docker
sudo service docker start
sudo usermod -a -G docker ec2-user
sudo systemctl enable docker.service

sudo curl --silent --location -o /usr/local/bin/kubectl "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl --silent --location https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo chmod +x /usr/local/bin/kubectl
```

接着，我们需要加入 Kubernetes 集群。具体操作如下：

```bash
sudo kubeadm join 10.0.0.10:6443 --token  --discovery-token-ca-cert-hash 
```

其中，--token 参数用于设置加入 Kubernetes 集群的令牌，--discovery-token-ca-cert-hash 参数用于设置令牌的 CA 证书哈希值。这些参数可以从 Kubernetes 控制平面节点中获取。

完成 Kubernetes 工作负载节点部署后，我们可以使用 kubectl 命令查看节点状态。具体操作如下：

```bash
kubectl get nodes
```

如果输出如下，则说明 Kubernetes 集群已经成功部署：

```
NAME              STATUS   ROLES    AGE    VERSION
ip-10-0-0-10      Ready       5h8m   v1.21.2
ip-10-0-1-10      Ready       5h8m   v1.21.2
```

5. 部署应用程序

在 Kubernetes 集群部署完毕后，我们可以部署应用程序并进行测试。在本例中，我们将部署一个简单的 Nginx 应用程序。具体操作如下：

```bash
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=LoadBalancer
```

其中，kubectl create deployment 命令用于在 Kubernetes 集群中创建一个名为 nginx 的 Deployment，kubectl expose deployment 命令用于将 Nginx Deployment 暴露为一个名为 nginx 的 Service，并将其配置为 LoadBalancer 类型。

完成应用程序部署后，我们可以使用 kubectl 命令查看应用程序状态。具体操作如下：

```bash
kubectl get svc
```

如果输出如下，则说明 Nginx 应用程序已经成功部署：

```
NAME         TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP                                                               PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP      10.96.0.1                                                                           443/TCP        5h10m
nginx        LoadBalancer   10.96.36.198    a2bf5a4c7be5d4e5ea79d2e84a3ebfe5-1480454552.us-west-2.elb.amazonaws.com   80:30116/TCP   5h8m
```

至此，我们已经成功在 AWS 上部署了一个高可用性 Kubernetes 集群，并成功部署应用程序进行测试。

总结

在本文中，我们详细讲解了如何在 AWS 上部署高可用性 Kubernetes 集群。我们首先创建了 VPC 和子网，然后配置了安全组。接着，我们部署了 Kubernetes 控制平面和工作负载节点，并部署了一个简单的 Nginx 应用程序。希望这篇文章能够帮助你顺利部署 Kubernetes 集群，并能够在企业云计算中发挥重要作用。