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K8S高可用Web应用部署方案

news 2025/10/14 5:33:48

以下是基于 Kubernetes 的高可用 Web 应用部署方案，满足多副本、跨可用区容灾、HTTPS 配置以及滚动更新和回滚的需求：

一、架构设计

多副本 + 跨可用区容灾
- 使用 Kubernetes 的 Deployment 部署多副本应用，并通过 Pod 反亲和性 将 Pod 分散到不同可用区。
- 使用 Cluster Autoscaler 自动扩缩节点，确保资源充足。
通过 Ingress 暴露服务并配置 HTTPS
- 使用 Ingress Controller（如 Nginx Ingress）暴露服务，并通过 Cert-Manager 自动管理 TLS 证书。
滚动更新和回滚机制
- 使用 Deployment 的滚动更新策略，逐步替换旧版本 Pod。
- 通过 kubectl rollout 命令实现版本回滚。

二、详细实现步骤

1. 多副本 + 跨可用区容灾

1.1 创建 Deployment

使用以下 YAML 文件创建 Deployment，部署 3 个副本：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-app
    spec:
      affinity:
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - web-app
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      containers:
      - name: web-app
        image: my-web-app:1.0.0
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "128Mi"
          limits:
            cpu: "500m"
            memory: "512Mi"

关键点：
- replicas: 3：部署 3 个副本。
- podAntiAffinity：确保 Pod 分散到不同可用区。

1.2 创建 Service

使用以下 YAML 文件创建 Service，暴露 Deployment：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-app
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: web-app
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

2. 通过 Ingress 暴露服务并配置 HTTPS

2.1 安装 Ingress Controller

使用 Helm 安装 Nginx Ingress Controller：

helm repo add ingress-nginx https://kubernetes.github.io/ingress-nginx
helm install ingress-nginx ingress-nginx/ingress-nginx

2.2 安装 Cert-Manager

使用 Helm 安装 Cert-Manager：

helm repo add jetstack https://charts.jetstack.io
helm install cert-manager jetstack/cert-manager \
  --namespace cert-manager \
  --create-namespace \
  --set installCRDs=true

2.3 创建 Ingress 资源

使用以下 YAML 文件创建 Ingress，配置 HTTPS：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: web-app
  namespace: default
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
    cert-manager.io/cluster-issuer: "letsencrypt-prod"
spec:
  tls:
  - hosts:
    - my-web-app.example.com
    secretName: web-app-tls
  rules:
  - host: my-web-app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: web-app
            port:
              number: 80

关键点：
- tls：配置 HTTPS，使用 Cert-Manager 自动签发 Let's Encrypt 证书。
- host：替换为实际域名。

3. 实现滚动更新和回滚机制

3.1 滚动更新

更新 Deployment 的镜像版本：

kubectl set image deployment/web-app web-app=my-web-app:2.0.0

Kubernetes 会自动执行滚动更新，逐步替换旧版本 Pod。

3.2 回滚机制

查看 Deployment 的更新历史：

kubectl rollout history deployment/web-app

回滚到上一个版本：
```
kubectl rollout undo deployment/web-app
```

回滚到指定版本：

kubectl rollout undo deployment/web-app --to-revision=2

三、验证与测试

验证多副本与跨可用区容灾
- 查看 Pod 分布：
```
kubectl get pods -o wide
```
- 确认 Pod 分散到不同可用区。
验证 HTTPS 配置
- 访问 https://my-web-app.example.com，确认证书有效且服务正常。
验证滚动更新与回滚
- 更新镜像版本，观察 Pod 替换过程。
- 执行回滚，确认应用恢复到旧版本。