Configure High Availability

🚀 Kubernetes 고가용성(HA) 클러스터 설계

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✅ 1. 왜 HA가 필요한가?

• Master 노드 장애 시 문제점

  • 기존 실행 중인 애플리케이션은 유지됨.

  • 하지만,

    • 새로운 Pod 스케줄링 불가.
    • 장애 복구 불가 (ReplicaSet 작동 안 함).
    • kubectl 명령어, API 호출 모두 실패.

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✅ 2. HA 아키텍처 구성 요소

구성 요소	HA 동작 방식
API Server	Active-Active (Load Balancer 필요)
Scheduler	Active-Standby (Leader Election)
Controller Manager	Active-Standby (Leader Election)
etcd	클러스터 구성 (3, 5, 7 노드 권장)

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✅ 3. Master Plane 구성

• ✔️ API Server

  • 모든 Master에 동시에 동작
  • Load Balancer가 요청을 분산

• ✔️ Controller Manager & Scheduler

  • 여러 Master에 실행되지만
  • Leader Election으로 한 대만 Active

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✅ 4. Leader Election 동작 방식

• 🔑 --leader-elect=true 옵션으로 활성화

$ kube-controller-manager --leader-elect true [other options]
                          --leader-elect-lease-duration 15s
                          --leader-elect-renew-deadline 10s
                          --leader-elect-retry-period 2s

• Kubernetes 내 Endpoint 객체를 이용해 Lock 획득

• Leader:

  • 주기적으로 갱신 (renew deadline: 10초 기본)

• Standby:

  • Leader 장애 시 Lock 획득 후 승격

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✅ 5. etcd 구성 옵션

토폴로지	특징
Stacked Topology	etcd + Control Plane 함께 구동 (설치 간단, 리스크 ↑)
External etcd Topology	별도 etcd 클러스터 (이중화 강화, 설치 복잡)

✔️ etcd는 홀수 노드 (3, 5, 7) 권장.
✔️ API Server는 etcd 클러스터에 직접 연결.

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✅ 6. API Server + Load Balancer 구성

• API Server 포트 6443
• kubeconfig는 Load Balancer 주소를 바라봄.

kubeconfig → Load Balancer → API Servers (master1, master2, ...)

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🔥 최종 아키텍처 다이어그램

                           ┌──────────────────────┐
                           │     Load Balancer     │
                           │    (HAProxy / NGINX)  │
                           └─────────┬────────────┘
                                     │
        ┌────────────────────────────┴────────────────────────────┐
        │                         API Server (6443)                │
        │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐       │
        │ │ Master Node 1 │ │ Master Node 2 │ │ Master Node 3 │ ... │
        │ │ - API Server  │ │ - API Server  │ │ - API Server  │     │
        │ │ - Scheduler   │ │ - Scheduler   │ │ - Scheduler   │     │
        │ │ - Controller  │ │ - Controller  │ │ - Controller  │     │
        │ │ - etcd (opt)  │ │ - etcd (opt)  │ │ - etcd (opt)  │     │
        │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘       │
        └───────────────────────────────────────────────────────────┘
                                     │
                            ┌────────┴────────┐
                            │    Worker Node 1 │
                            │    Worker Node 2 │
                            │    Worker Node 3 │
                            └──────────────────┘

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✅ 7. 실습 환경 변화

이전	변경 후 (HA 구성)
Master 1개	Master 2개 + Load Balancer
Worker 2개	Worker 2개 (동일)
총 3 노드	총 4 노드 + LB (5개 리소스)

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🔧 결론

• API Server는 Active-Active, LB 필요
• Scheduler와 Controller는 Leader Election 기반 Active-Standby
• etcd는 클러스터 구성 필수
• 프로덕션에서는 External etcd + 다중 Master + LB가 표준