在容器化与云原生的世界里，高可用是保证业务连续性的关键。无论你是想部署生产环境，还是测试环境中验证架构，高可用集群都能提供更强的容错能力与更稳定的运行保障。
本文将带你搭建一个 最简单、可直接运行的 K3s 高可用集群，同时配备自动升级功能，让它未来一年几乎零维护。
为什么选择 K3s 做 HA？
K3s 是由 Rancher 开发的轻量级 Kubernetes 发行版，相比传统 K8s：
- 安装简单：单一二进制文件，几分钟即可部署
- 资源占用低：适合边缘计算、嵌入式和小型数据中心
- 集成度高：默认集成多种核心组件，减少额外运维工作
在高可用架构下，K3s 同样能提供与标准 K8s 类似的稳定性和可扩展性，同时部署门槛更低，非常适合中小型团队。
架构设计：我们的 HA 基础方案
为了保证架构的简单与稳定，我们将构建一个由 4 台节点组成的集群：
| 节点类型 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| 负载均衡器（LB） | 1 | 负责将 API Server 请求分发到多个 Server 节点，可后续扩展到多台 |
| Server 节点 | 3 | 每台节点运行 K3s Server，使用嵌入式 etcd 提供一致性存储 |
| Agent 节点 | 可选 | 本文先不部署，后续可根据业务需求扩展 |
特点：
单 IP 入口（通过负载均衡器访问 API Server）- 内置 etcd 高可用存储（无需额外数据库）
- 自动升级（system-upgrade-controller）
部署步骤
准备工作
我使用 vagrant 创建了 4 台 Ubuntu 24.04 虚拟机，它们处于同一网段（平面网络）。
假设节点信息如下：
| 节点名称 | IP 地址 | 角色 |
|---|---|---|
| lb | 10.10.10.100 | 负载均衡器 |
| server-0 | 10.10.10.50 | Server |
| server-1 | 10.10.10.51 | Server |
| server-2 | 10.10.10.52 | Server |
安装负载均衡器（haproxy）
我们使用 haproxy 转发 6443 端口（Kubernetes API Server）。
sudo apt update
sudo apt install haproxy
配置文件 /etc/haproxy/haproxy.cfg：
frontend k3s
bind *:6443
mode tcp
default_backend k3s
backend k3s
mode tcp
option tcp-check
balance roundrobin
server server-0 10.10.10.50:6443 check
server server-1 10.10.10.51:6443 check
server server-2 10.10.10.52:6443 check
重启服务：
sudo systemctl restart haproxy
提示
- 后续可以使用 keepalived 部署第二台 LB，实现双机热备。
- 如果有防火墙，请确保 6443 端口已开放。
部署第一个 Server 节点
在 server-0 上执行：
curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_CHANNEL=v1.31 sh -s - \
--cluster-init --token k3sblog --tls-san 10.10.10.100
参数说明：
--cluster-init：初始化集群（第一个 Server 必须有）--token：节点加入集群的密钥--tls-san：将负载均衡 IP 加入 API Server 证书
加入其他 Server 节点
在 server-1 和 server-2 上执行：
curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_CHANNEL=v1.31 sh -s - \
--server https://10.10.10.100:6443 --token k3sblog
获取 kubeconfig 文件
现在集群已启动，我们可以从第一台 server 节点获取 kubeconfig：
scp server-0:/etc/rancher/k3s/k3s.yaml k3s.yaml
将 127.0.0.1 替换为负载均衡器的 IP，这样就可以在本地主机上通过负载均衡器访问集群：
sed -i 's/127.0.0.1/10.10.10.100/' k3s.yaml
测试集群：
export KUBECONFIG=$(pwd)/k3s.yaml
kubectl get nodes
此时应能看到 3 台 Server 节点均为 Ready 状态。
自动升级集群
我使用的升级计划会让 K3s 保持在所选版本通道的最新补丁版本。本例中我们使用 v1.31 通道（与安装时一致）。在撰写本文时，Kubernetes v1.31.4 刚刚发布，因此该计划能在接下来 10~12 个月内保持稳定升级（取决于该小版本的补丁数量）。
安装 system-upgrade-controller
升级计划由 system-upgrade-controller 管理，安装方法如下：
kubectl apply -f https://github.com/rancher/system-upgrade-controller/releases/latest/download/system-upgrade-controller.yaml
kubectl apply -f https://github.com/rancher/system-upgrade-controller/releases/latest/download/crd.yaml
创建升级计划
server-plan.yaml：
apiVersion: upgrade.cattle.io/v1
kind: Plan
metadata:
name: server-plan
namespace: system-upgrade
spec:
concurrency: 1
cordon: true
nodeSelector:
matchExpressions:
- key: node-role.kubernetes.io/control-plane
operator: In
values:
- "true"
serviceAccountName: system-upgrade
upgrade:
image: rancher/k3s-upgrade
channel: https://update.k3s.io/v1-release/channels/v1.31
应用计划：
kubectl apply -f server-plan.yaml
说明：
concurrency: 1表示一次只升级一台节点，保证业务不中断channel指定升级通道（v1.31），会自动跟进最新补丁版本
总结与扩展
至此，我们已经拥有一个：
- 高可用 K3s 集群（3 台 Server + 1 台 LB）
- 单 IP 入口（方便运维与访问）
- 自动升级机制（未来一年免维护）
进一步扩展：
- 添加 Agent 节点 承载更多工作负载
- 增加第二台 LB 节点，实现更高冗余
- 配置持久化存储（如 Longhorn、NFS）