零基础拿下云原生 CKA 认证
王雪飞
前东软高级工程师
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17|集群升级与数据备份

你好,我是雪飞。
刚开始使用 K8s 的时候,我们团队搭建了 V1.18 稳定版本的 K8s 集群,在上面部署了各种业务应用,这套环境长时间没有进行集群升级。随着业务迭代加快和系统安全需求提升,我们发现老版的 K8s 集群无法兼容一些新组件,因此必须要对集群升级。预期升级后的版本是 V1.26 版本,然而,由于版本跨度过大,升级时遇到了许多问题,花费了大量时间。因此,及时升级集群非常重要,避免留下技术债。
集群升级能够带来很多好处,比如确保集群能利用最新版本的新功能、性能提升和安全补丁,可以增强集群的稳定性和可靠性,同时提升兼容性和扩展性,满足不断变化的技术与业务需求。接下来,我们将深入了解 K8s 的升级过程。

K8s 升级说明

在 K8s 升级过程中,首先需要备份集群数据。由于所有 K8s 集群相关数据都存储在 etcd 数据库中,所以我们需要先对 etcd 中的数据进行整体备份。如果集群升级过程中出现意外,可以利用 etcd 的快照数据进行回退恢复。
接下来,按照顺序先升级管理节点,即 Master 节点,然后再升级工作节点,也就是其他 Worker 节点。为避免业务服务中断,通常采用滚动升级方式,逐个或分批升级工作节点,确保部分节点仍能正常运行,从而保障节点上的 Pod 能持续对外提供服务。
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1. K8s集群升级对于业务迭代和系统安全需求的提升至关重要,避免留下技术债。 2. 集群升级带来的好处包括利用最新功能、性能提升、安全补丁、稳定性和可靠性增强、兼容性和扩展性提升。 3. 在K8s升级过程中,需要备份集群数据,特别是etcd数据库,以应对意外情况。 4. 备份etcd数据需要使用etcdctl工具,备份命令参数包括指定API版本、快照保存操作、端口和证书路径等。 5. 在升级单个节点时,需要先清空节点上的Pod并设置节点为不可调度状态,待升级完成后再取消设置,确保整个集群的平稳过渡。 6. 在执行恢复数据操作前,应先停止所有系统核心组件,如Scheduler和Controller Manager等,以确保它们不会依赖一些过时数据。 7. 升级控制面主节点时,需要确保升级版本不要跨度太大,通过kubectl命令查看当前集群节点版本,然后依次执行升级命令。 8. 升级过程中需要更新kubeadm、kubelet和kubectl等工具和组件,K8s建议这三个组件的版本在升级时保持一致。 9. etcd的数据备份文件包含所有K8s资源对象、配置参数、状态信息和其他数据,通过etcdctl工具导出数据备份,并将其加密存储在安全的服务器备份目录中。 10. 在升级过程中,需要备份当前etcd的数据目录,执行恢复命令,并重启系统组件,以确保集群状态恢复到etcd备份数据时的状态。

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