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创建大规模集群

支持规格

在 {{page.version}}，Kubernetes支持最多5000节点规模的集群。更具体地说，我们支持满足以下所有标准的配置：

不超过5000节点
总共不超过15000个pod
总共不超过300000个容器
每个节点不超过100个pod

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创建

集群是一组运行Kubernetes代理组件的节点(物理或虚拟机)，它们被 "master" (集群管理平面)所管理。

一般来说，集群的节点数量通过平台相关的 config-default.sh 文件中的 NUM_NODES 值来控制，(例如，详见 GCE's config-default.sh)。

对很多云提供商来说，单纯地修改NUM_NODES 为一个非常大的值，可能会导致集群的创建脚本失败。例如，在GCE中部署时，会因配额不足，导致集群启动失败。

当建立一个大型的Kubernetes集群，以下几个问题必须考虑。

配额问题

为了避免出现配额问题，当创建包含大量节点的集群时，考虑：

提高相关配额，如CPU，IP等。
- 如，在 GCE中，你可能需要提高以下资源的配额：
  - CPU
  - 虚机实例
  - 磁盘
  - 使用的IP地址
  - 防火墙规则
  - 转发规则
  - 路由
  - 对象池
设置创建脚本，使其以较小的规模分批次拉起新的节点，并在其间设置一定的等待时间，因为一些云供应商可能对虚机的创建速率进行了限制。

Etcd存储

为了提升大规模集群的性能，我们将事件对象存储到独立的etcd实例中。

创建集群时，当前的salt脚本：

启动并配置额外的etcd实例
配置api-server，将该etcd实例用于事件对象的存储

管理节点和组件的规格

在 GCE/Google Kubernetes Engine 或 AWS平台中， kube-up 会根据集群的节点规模合理地设置管理节点的规格。在其他云平台上，用户需要手动配置。作为参考，GCE使用的规格为：

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
500节点以上： n1-standard-32

AWS使用的规格为：

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
500节点以上： c4.8xlarge

注意，管理节点的规格只会在集群创建时进行设置，后续集群规模发生变化 (如手动增删节点或集群自动扩缩容)后不会再调整。

插件的资源占用

为防止集群插件耗尽节点资源引起内存泄漏或其他资源问题， Kubernetes 设置了插件容器资源的上限，来限制其对CPU和内存资源的占用 (参考 PR #10653 和 #10778)。

例如：

  containers:
  - name: fluentd-cloud-logging
    image: k8s.gcr.io/fluentd-gcp:1.16
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi

除 Heapster 外，这些限制是静态的，基于4个节点规模的集群上运行的插件所采集的数据 (详见 #10335)。而实际大规模集群中插件所消耗的资源要多得多 (详见 #5880)。所以如果部署大规模集群时不对这些值进行调整，插件可能会因为资源占用达到上限而不断被杀死。

为了避免集群插件的资源问题，创建多节点的集群时，考虑以下几点：

当扩大集群规模时，如果涉及，相应扩大以下插件的内存和CPU限制 (通过一个实例处理整个集群，因此其内存和CPU使用量往往与集群的大小/负载成比例增长)：
当扩大集群规模时，如果涉及，相应扩大以下插件副本数 (每个组件有多个副本，因此增加副本将有助于处理增加的负载，但是，由于每个副本的负载也略有增加，也应考虑提高CPU /内存上限)：
- elasticsearch
当扩大集群规模时，如果涉及，略微扩大以下插件的内存和CPU限制 (每个节点一个副本，但是CPU/内存使用随集群的大小/负载增长变化不明显)：
- FluentD with ElasticSearch Plugin
- FluentD with GCP Plugin

Heapster的资源限制是基于集群的初始规模动态设置的 (参考 #16185 和 #22940)。当发现Heapster资源耗尽，应考虑调整计算Heapster内存请求的公式 (参考上述PR)。

关于如何检测插件是否达到资源上限参考计算资源的故障排除章节。

将来，我们期望基于集群规模来设置集群插件的资源限制，并且在集群规模增长或缩小时能够动态调整。欢迎提出PR来实现这些特性。

启动时允许部分失败

因为种种原因 (详见 #18969)，在 NUM_NODES 值很大的情况下执行 kube-up.sh，可能因为其中一小部分节点没有正常启动而失败。这时我们有两种选择：重启集群 (kube-down.sh 然后再 kube-up.sh），或者在执行 kube-up.sh之前，将环境变量 ALLOWED_NOTREADY_NODES 设置为合适的值。这将允许 kube-up.sh 以少于 NUM_NODES 的节点数量启动集群。依据失败的具体原因，另外的节点可能在后面加入集群，或者集群节点数量将保持在 NUM_NODES - ALLOWED_NOTREADY_NODES。

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