kubernetes-guide/content/best-practices/ops/large-scale-cluster-optimiz...

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2023-10-13 13:37:29 +08:00
# 大规模集群优化
Kubernetes 自 v1.6 以来,官方就宣称单集群最大支持 5000 个节点。不过这只是理论上,在具体实践中从 0 到 5000还是有很长的路要走需要见招拆招。
官方标准如下:
* 不超过 5000 个节点
* 不超过 150000 个 pod
* 不超过 300000 个容器
* 每个节点不超过 100 个 pod
## Master 节点配置优化
GCE 推荐配置:
* 1-5 节点: n1-standard-1
* 6-10 节点: n1-standard-2
* 11-100 节点: n1-standard-4
* 101-250 节点: n1-standard-8
* 251-500 节点: n1-standard-16
* 超过 500 节点: n1-standard-32
AWS 推荐配置:
* 1-5 节点: m3.medium
* 6-10 节点: m3.large
* 11-100 节点: m3.xlarge
* 101-250 节点: m3.2xlarge
* 251-500 节点: c4.4xlarge
* 超过 500 节点: c4.8xlarge
对应 CPU 和内存为:
* 1-5 节点: 1vCPU 3.75G内存
* 6-10 节点: 2vCPU 7.5G内存
* 11-100 节点: 4vCPU 15G内存
* 101-250 节点: 8vCPU 30G内存
* 251-500 节点: 16vCPU 60G内存
* 超过 500 节点: 32vCPU 120G内存
## kube-apiserver 优化
### 高可用
* 方式一: 启动多个 kube-apiserver 实例通过外部 LB 做负载均衡。
* 方式二: 设置 `--apiserver-count``--endpoint-reconciler-type`,可使得多个 kube-apiserver 实例加入到 Kubernetes Service 的 endpoints 中,从而实现高可用。
不过由于 TLS 会复用连接,所以上述两种方式都无法做到真正的负载均衡。为了解决这个问题,可以在服务端实现限流器,在请求达到阀值时告知客户端退避或拒绝连接,客户端则配合实现相应负载切换机制。
### 控制连接数
kube-apiserver 以下两个参数可以控制连接数:
``` bash
--max-mutating-requests-inflight int The maximum number of mutating requests in flight at a given time. When the server exceeds this, it rejects requests. Zero for no limit. (default 200)
--max-requests-inflight int The maximum number of non-mutating requests in flight at a given time. When the server exceeds this, it rejects requests. Zero for no limit. (default 400)
```
节点数量在 1000 - 3000 之间时,推荐:
``` bash
--max-requests-inflight=1500
--max-mutating-requests-inflight=500
```
节点数量大于 3000 时,推荐:
``` bash
--max-requests-inflight=3000
--max-mutating-requests-inflight=1000
```
## kube-scheduler 与 kube-controller-manager 优化
### 高可用
kube-controller-manager 和 kube-scheduler 是通过 leader election 实现高可用,启用时需要添加以下参数:
``` bash
--leader-elect=true
--leader-elect-lease-duration=15s
--leader-elect-renew-deadline=10s
--leader-elect-resource-lock=endpoints
--leader-elect-retry-period=2s
```
### 控制 QPS
与 kube-apiserver 通信的 qps 限制,推荐为:
``` bash
--kube-api-qps=100
```
## Kubelet 优化
* 设置 `--image-pull-progress-deadline=30m`
* 设置 `--serialize-image-pulls=false`(需要 Docker 使用 overlay2
* Kubelet 单节点允许运行的最大 Pod 数:`--max-pods=110`(默认是 110可以根据实际需要设置
## 集群 DNS 高可用
设置反亲和,让集群 DNS (kube-dns 或 coredns) 分散在不同节点,避免单点故障:
``` yaml
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 100
labelSelector:
matchExpressions:
- key: k8s-app
operator: In
values:
- kube-dns
topologyKey: kubernetes.io/hostname
```
## ETCD 优化
参考 [ETCD 优化](etcd-optimization.md)
## 参考资料
* [Considerations for large clusters](https://kubernetes.io/docs/setup/best-practices/cluster-large/)