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创建大型集群

支持

在 v1.18 版本中, Kubernetes 支持的最大节点数为 5000。更具体地说,我们支持满足以下所有条件的配置:

  • 节点数不超过 5000
  • Pod 总数不超过 150000
  • 容器总数不超过 300000
  • 每个节点的 pod 数量不超过 100

设定

集群是一组运行着 Kubernetes 代理的节点(物理机或者虚拟机),这些节点由主控节点(集群级控制面)控制。

通常,集群中的节点数由特定于云平台的配置文件 config-default.sh(可以参考 GCE 平台的 config-default.sh)中的 NUM_NODES 参数控制。

但是,在许多云供应商的平台上,仅将该值更改为非常大的值,可能会导致安装脚本运行失败。例如,在 GCE,由于配额问题,集群会启动失败。

因此,在创建大型 Kubernetes 集群时,必须考虑以下问题。

配额问题

为了避免遇到云供应商配额问题,在创建具有大规模节点的集群时,请考虑:

  • 增加诸如 CPU,IP 等资源的配额。
    • 例如,在 GCE,您需要增加以下资源的配额:
      • CPUs
      • VM 实例
      • 永久磁盘总量
      • 使用中的 IP 地址
      • 防火墙规则
      • 转发规则
      • 路由
      • 目标池
  • 由于某些云供应商会对虚拟机的创建进行流控,因此需要对设置脚本进行更改,使其以较小的批次启动新的节点,并且之间有等待时间。

Etcd 存储

为了提高大规模集群的性能,我们将事件存储在专用的 etcd 实例中。

在创建集群时,现有 salt 脚本可以:

  • 启动并配置其它 etcd 实例
  • 配置 API 服务器以使用 etcd 存储事件

主控节点大小和主控组件

在 GCE/Google Kubernetes Engine 和 AWS 上,kube-up 会根据节点数量自动为您集群中的 master 节点配置适当的虚拟机大小。在其它云供应商的平台上,您将需要手动配置它。作为参考,我们在 GCE 上使用的规格为:

  • 1-5 个节点:n1-standard-1
  • 6-10 个节点:n1-standard-2
  • 11-100 个节点:n1-standard-4
  • 101-250 个节点:n1-standard-8
  • 251-500 个节点:n1-standard-16
  • 超过 500 节点:n1-standard-32

在 AWS 上使用的规格为

  • 1-5 个节点:m3.medium
  • 6-10 个节点:m3.large
  • 11-100 个节点:m3.xlarge
  • 101-250 个节点:m3.2xlarge
  • 251-500 个节点:c4.4xlarge
  • 超过 500 节点:c4.8xlarge
说明:

在 Google Kubernetes Engine 上,主控节点的大小会根据集群的大小自动调整。更多有关信息,请参阅 此博客文章

在 AWS 上,主控节点的规格是在集群启动时设置的,并且,即使以后通过手动删除或添加节点的方式使集群缩容或扩容,主控节点的大小也不会更改。

插件资源

为了防止内存泄漏或 集群插件 中的其它资源问题导致节点上所有可用资源被消耗,Kubernetes 限制了插件容器可以消耗的 CPU 和内存资源(请参阅 PR #10653#10778)。

例如:

  containers:
  - name: fluentd-cloud-logging
    image: k8s.gcr.io/fluentd-gcp:1.16
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi

除了 Heapster 之外,这些限制都是静态的,并且限制是基于 4 节点集群上运行的插件数据得出的(请参阅 #10335)。在大规模集群上运行时,插件会消耗大量资源(请参阅 #5880)。因此,如果在不调整这些值的情况下部署了大规模集群,插件容器可能会由于达到限制而不断被杀死。

为避免遇到集群插件资源问题,在创建大规模集群时,请考虑以下事项:

  • 根据集群的规模,如果使用了以下插件,提高其内存和 CPU 上限(每个插件都有一个副本处理整个群集,因此内存和 CPU 使用率往往与集群的规模/负载成比例增长) :
  • 根据集群的规模,如果使用了以下插件,调整其副本数量(每个插件都有多个副本,增加副本数量有助于处理增加的负载,但是,由于每个副本的负载也略有增加,因此也请考虑增加 CPU/内存限制):
  • 根据集群的规模,如果使用了以下插件,限制其内存和 CPU 上限(这些插件在每个节点上都有一个副本,但是 CPU/内存使用量也会随集群负载/规模而略有增加):

Heapster 的资源限制与您集群的初始大小有关(请参阅 #16185#22940)。如果您发现 Heapster 资源不足,您应该调整堆内存请求的计算公式(有关详细信息,请参阅相关 PR)。

关于如何检测插件容器是否达到资源限制,参见 计算资源的故障排除 部分。

未来,我们期望根据集群规模大小来设置所有群集附加资源限制,并在集群扩缩容时动态调整它们。 我们欢迎您来实现这些功能。

允许启动时次要节点失败

出于各种原因(更多详细信息,请参见 #18969), 在 kube-up.sh 中设置很大的 NUM_NODES 时,可能会由于少数节点无法正常启动而失败。 此时,您有两个选择:重新启动集群(运行 kube-down.sh,然后再运行 kube-up.sh),或者在运行 kube-up.sh 之前将环境变量 ALLOWED_NOTREADY_NODES 设置为您认为合适的任何值。采取后者时,即使运行成功的节点数量少于 NUM_NODESkube-up.sh 仍可以运行成功。根据失败的原因,这些节点可能会稍后加入集群,又或者群集的大小保持在 NUM_NODES-ALLOWED_NOTREADY_NODES