高可用部署

本文档介绍如何部署高可用的 KubePolaris 集群。

架构设计

高可用组件

组件	HA 策略	说明
Backend	多副本	无状态，可水平扩展
Frontend	多副本	无状态，可水平扩展
MySQL	主从复制	建议使用云数据库
负载均衡	多节点	对外入口

推荐配置

规模	Backend 副本	Frontend 副本	数据库
小型	2	2	主从
中型	3	3	云 RDS
大型	5+	3+	云 RDS + 读写分离

Kubernetes 部署

values.yaml 配置

values-ha.yaml

# 后端配置
backend:
  replicaCount: 3
  
  resources:
    limits:
      cpu: 4000m
      memory: 4Gi
    requests:
      cpu: 1000m
      memory: 1Gi

  # Pod 反亲和性
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        - labelSelector:
            matchLabels:
              app.kubernetes.io/component: backend
          topologyKey: kubernetes.io/hostname

  # 拓扑分布约束
  topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: 1
      topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      whenUnsatisfiable: ScheduleAnyway
      labelSelector:
        matchLabels:
          app.kubernetes.io/component: backend

# 前端配置
frontend:
  replicaCount: 3
  
  affinity:
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        - weight: 100
          podAffinityTerm:
            labelSelector:
              matchLabels:
                app.kubernetes.io/component: frontend
            topologyKey: kubernetes.io/hostname

# 使用外部数据库
mysql:
  internal:
    enabled: false
  external:
    enabled: true
    host: mysql.example.com
    port: 3306
    database: kubepolaris
    username: kubepolaris
    existingSecret: kubepolaris-mysql-secret

# Ingress 配置
ingress:
  enabled: true
  className: nginx
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/affinity: "cookie"
    nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-name: "route"
    nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-max-age: "3600"
  hosts:
    - host: kubepolaris.example.com
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix
  tls:
    - secretName: kubepolaris-tls
      hosts:
        - kubepolaris.example.com

# PDB 配置
podDisruptionBudget:
  enabled: true
  minAvailable: 2

# HPA 配置
autoscaling:
  enabled: true
  minReplicas: 3
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 70
  targetMemoryUtilizationPercentage: 80

部署命令

helm install kubepolaris kubepolaris/kubepolaris \
  -f values-ha.yaml \
  -n kubepolaris \
  --create-namespace

数据库高可用

云数据库

推荐使用云厂商的托管数据库服务：

• 阿里云 RDS: 支持主备实例、读写分离
• AWS RDS: Multi-AZ 部署
• 腾讯云 MySQL: 支持主从同步

自建 MySQL HA

使用 MySQL InnoDB Cluster 或 Galera Cluster：

mysql-cluster-values.yaml

# 使用 MySQL Operator
architecture: group-replication
groupReplication:
  enabled: true
  secondary:
    replicaCount: 2

连接池配置

database:
  max_idle_conns: 20
  max_open_conns: 200
  conn_max_lifetime: 3600

负载均衡

Kubernetes Ingress

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: kubepolaris
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "100m"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "300"
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "300"
    # WebSocket 支持
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "3600"
    nginx.ingress.kubernetes.io/websocket-services: "kubepolaris-backend"
spec:
  ingressClassName: nginx
  tls:
    - hosts:
        - kubepolaris.example.com
      secretName: kubepolaris-tls
  rules:
    - host: kubepolaris.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: kubepolaris-frontend
                port:
                  number: 80
          - path: /api
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: kubepolaris-backend
                port:
                  number: 8080
          - path: /ws
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: kubepolaris-backend
                port:
                  number: 8080

外部负载均衡

配置云负载均衡器：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubepolaris-lb
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: "nlb"
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme: "internet-facing"
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8080
  selector:
    app: kubepolaris

会话管理

WebSocket 会话

WebSocket 连接需要会话保持：

# Ingress 会话保持
nginx.ingress.kubernetes.io/affinity: "cookie"
nginx.ingress.kubernetes.io/session-cookie-hash: "sha1"

JWT Token

使用相同的 JWT Secret 确保所有实例可以验证 Token：

# 所有实例使用相同的 JWT Secret
security:
  jwtSecret: your-shared-secret

健康检查

Kubernetes 探针

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /api/health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10
  timeoutSeconds: 5
  failureThreshold: 3

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /api/health/ready
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 10
  periodSeconds: 5
  timeoutSeconds: 3
  failureThreshold: 3

健康检查端点

GET /api/health
{
  "status": "healthy",
  "database": "connected",
  "uptime": "10h30m"
}

GET /api/health/ready
{
  "ready": true
}

监控告警

关键指标

指标	告警条件
副本数	< 期望值
CPU 使用率	> 80%
内存使用率	> 85%
API 延迟	P99 > 1s
数据库连接	失败
证书过期	< 30 天

Prometheus 告警规则

groups:
  - name: kubepolaris
    rules:
      - alert: KubePolarisDown
        expr: up{job="kubepolaris"} == 0
        for: 5m
        labels:
          severity: critical
        annotations:
          summary: "KubePolaris instance down"

      - alert: KubePolarisHighLatency
        expr: histogram_quantile(0.99, rate(http_request_duration_seconds_bucket{job="kubepolaris"}[5m])) > 1
        for: 5m
        labels:
          severity: warning
        annotations:
          summary: "High API latency"

      - alert: KubePolarisReplicasLow
        expr: kube_deployment_status_replicas_available{deployment="kubepolaris"} < 2
        for: 5m
        labels:
          severity: warning
        annotations:
          summary: "Low replica count"

灾难恢复

备份策略

# 每日全量备份
0 2 * * * /scripts/backup-full.sh

# 每小时增量备份
0 * * * * /scripts/backup-incremental.sh

恢复步骤

1. 准备新环境
2. 恢复数据库
3. 部署应用
4. 验证功能
5. 切换流量

RTO/RPO

指标	目标
RTO (恢复时间)	< 30 分钟
RPO (数据丢失)	< 1 小时

最佳实践

部署检查清单

• 多副本部署
• Pod 反亲和性配置
• 数据库 HA 配置
• 负载均衡配置
• SSL/TLS 证书
• 健康检查配置
• PDB 配置
• 备份策略
• 监控告警

容量规划

定期评估资源使用：

• 管理集群数量增长
• API 请求增长
• WebSocket 连接数
• 数据库存储

定期演练

• 故障转移演练
• 恢复演练
• 扩容演练

下一步

• 安全加固 - 安全配置
• 备份恢复 - 备份策略