Kubernetes HA Cluster ติดตั้งบน Ubuntu 2026 — คู่มือฉบับสมบูรณ์

22/02/2026 | อ.บอม (Bom) | SiamCafe.net Since 1997

ถ้าคุณเคยตั้ง Kubernetes แบบ Single Master มาก่อน คุณอาจเจอปัญหาว่าพอ Master Node ล่ม ทุกอย่างใน Cluster ก็หยุดชะงัก Pod ที่รันอยู่ยังทำงานได้ แต่สร้าง Pod ใหม่ไม่ได้ Scale ไม่ได้ Deploy ไม่ได้ ถ้าเป็น Production Environment แบบนี้ยอมรับไม่ได้แน่นอน

คำตอบคือ Kubernetes HA (High Availability) Cluster ที่มี Control Plane หลายตัว Load Balancer คอยกระจาย Request และ etcd ที่มี Quorum เพียงพอ ทำให้แม้ Node ใด Node หนึ่งล่ม ระบบยังทำงานต่อได้ปกติ ไม่มี Downtime

บทความนี้ผมจะพาตั้ง Kubernetes HA Cluster ตั้งแต่ศูนย์บน Ubuntu 24.04 LTS ครบทุกขั้นตอน ตั้งแต่วางแผน Architecture ไปจนถึง Deploy Application จริง ใช้เครื่องมือ Official ทั้งหมด ไม่พึ่ง Managed Service ครับ

1. Architecture Overview — HA Cluster หน้าตาเป็นยังไง

Kubernetes HA Cluster ประกอบด้วยส่วนหลักดังนี้:

ทำไมต้อง 3 Control Plane? เพราะ etcd ใช้ Raft Consensus Algorithm ที่ต้องการ Quorum (เสียงข้างมาก) ในการ Write ข้อมูล ถ้ามี 3 Node จะ Tolerate ได้ 1 Node Failure ถ้ามี 5 Node จะ Tolerate ได้ 2 Node Failure สูตรคือ (n-1)/2 ดังนั้น 3 เป็นจำนวนที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับ HA

Stacked vs External etcd Topology

Stacked Topology คือ etcd รันบนเครื่องเดียวกับ Control Plane ข้อดีคือใช้เครื่องน้อย แต่ถ้า Node ล่มจะเสียทั้ง Control Plane และ etcd Member ไปพร้อมกัน

External Topology คือ etcd แยก Cluster ต่างหาก ปลอดภัยกว่า แต่ต้องใช้เครื่องเพิ่ม 3 ตัวสำหรับ etcd ในบทความนี้ผมจะใช้ Stacked Topology เพราะเหมาะกับทีมส่วนใหญ่และใช้ทรัพยากรน้อยกว่า

2. เตรียมเครื่อง 5 Nodes + Load Balancer

ทุกเครื่องใช้ Ubuntu 24.04 LTS ต้องทำขั้นตอนพื้นฐานเหมือนกันหมด ยกเว้น haproxy:

# ทำบนทุก Node (master1-3, worker1-2)

# 1. ตั้ง hostname
sudo hostnamectl set-hostname master1  # เปลี่ยนตามเครื่อง

# 2. แก้ /etc/hosts ให้ resolve ได้ทุกเครื่อง
cat >> /etc/hosts << 'EOF'
192.168.1.10 haproxy
192.168.1.11 master1
192.168.1.12 master2
192.168.1.13 master3
192.168.1.21 worker1
192.168.1.22 worker2
192.168.1.10 k8s-api  # VIP สำหรับ API Server
EOF

# 3. ปิด swap (สำคัญมาก — Kubernetes ไม่ทำงานถ้ามี swap)
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

# 4. เปิด Kernel Modules ที่จำเป็น
cat > /etc/modules-load.d/k8s.conf << 'EOF'
overlay
br_netfilter
EOF
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

# 5. ตั้ง Sysctl Parameters
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << 'EOF'
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
EOF
sudo sysctl --system

# 6. ปิด Firewall (หรือเปิด port ที่จำเป็น)
sudo ufw disable

3. ติดตั้ง Container Runtime (containerd)

Kubernetes ตั้งแต่ v1.24+ ไม่รองรับ Docker โดยตรงแล้ว ต้องใช้ CRI-compatible runtime ซึ่ง containerd เป็นตัวเลือก Standard:

# ทำบนทุก Node (master + worker)

# ติดตั้ง containerd
sudo apt update
sudo apt install -y containerd

# สร้าง default config
sudo mkdir -p /etc/containerd
containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml

# เปิด SystemdCgroup (สำคัญสำหรับ kubeadm)
sudo sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml

# Restart
sudo systemctl restart containerd
sudo systemctl enable containerd

# ตรวจสอบ
sudo systemctl status containerd
# ● containerd.service - containerd container runtime
#   Active: active (running)

4. ติดตั้ง kubeadm, kubelet, kubectl

# ทำบนทุก Node

# เพิ่ม Kubernetes APT Repository
sudo apt install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg
curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/Release.key | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/ /' | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

# ติดตั้ง
sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

# ตรวจสอบ version
kubeadm version
# kubeadm version: v1.31.x

5. ตั้ง HAProxy เป็น API Server Load Balancer

HAProxy จะเป็นจุดเดียว (Single Endpoint) ที่ kubelet และ kubectl ติดต่อ API Server แทนที่จะชี้ไปที่ master1 ตัวเดียว HAProxy จะกระจาย Request ไปยัง master1-3 และถ้าตัวไหนล่มก็จะ Health Check แล้วเอาออกอัตโนมัติ

# บนเครื่อง haproxy (192.168.1.10)
sudo apt install -y haproxy

cat > /etc/haproxy/haproxy.cfg << 'EOF'
global
    log /dev/log local0
    maxconn 2048
    daemon

defaults
    log     global
    mode    tcp
    option  tcplog
    timeout connect 5s
    timeout client  50s
    timeout server  50s

frontend k8s_api
    bind *:6443
    default_backend k8s_masters

backend k8s_masters
    balance roundrobin
    option tcp-check
    server master1 192.168.1.11:6443 check fall 3 rise 2
    server master2 192.168.1.12:6443 check fall 3 rise 2
    server master3 192.168.1.13:6443 check fall 3 rise 2

listen stats
    bind *:8404
    mode http
    stats enable
    stats uri /stats
    stats auth admin:P@ssw0rd
EOF

sudo systemctl restart haproxy
sudo systemctl enable haproxy

# ทดสอบ
curl -k https://192.168.1.10:6443
# จะได้ connection refused (ยังไม่มี API Server) แต่ HAProxy ทำงานอยู่

6. Init HA Control Plane ตัวแรก

นี่คือขั้นตอนสำคัญที่สุด — Init Cluster บน master1 ด้วย --control-plane-endpoint ที่ชี้ไปที่ HAProxy:

# บน master1 เท่านั้น
sudo kubeadm init \
  --control-plane-endpoint "k8s-api:6443" \
  --upload-certs \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --apiserver-advertise-address=192.168.1.11

# Output สำคัญที่ต้องเก็บ:
# 1. kubeconfig setup command
# 2. Control Plane join command (มี --control-plane --certificate-key)
# 3. Worker join command

หลัง Init สำเร็จ ตั้ง kubeconfig:

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# ตรวจสอบ
kubectl get nodes
# NAME      STATUS   ROLES           AGE   VERSION
# master1   NotReady control-plane   1m    v1.31.x
# (NotReady เพราะยังไม่มี CNI)

7. Join Control Plane Node ตัวที่ 2 และ 3

# บน master2 และ master3
# ใช้ command ที่ได้จาก kubeadm init (มี --control-plane flag)
sudo kubeadm join k8s-api:6443 \
  --token xxxxxx.xxxxxxxxxxxxxxxx \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxx...xxxx \
  --control-plane \
  --certificate-key xxxx...xxxx \
  --apiserver-advertise-address=192.168.1.12  # เปลี่ยนตาม IP ของเครื่อง

ทำซ้ำบน master3 (เปลี่ยน --apiserver-advertise-address เป็น 192.168.1.13) หลัง Join สำเร็จ ตรวจสอบ:

kubectl get nodes
# NAME      STATUS     ROLES           AGE   VERSION
# master1   NotReady   control-plane   5m    v1.31.x
# master2   NotReady   control-plane   2m    v1.31.x
# master3   NotReady   control-plane   1m    v1.31.x

8. Join Worker Nodes

# บน worker1 และ worker2
# ใช้ Worker join command (ไม่มี --control-plane flag)
sudo kubeadm join k8s-api:6443 \
  --token xxxxxx.xxxxxxxxxxxxxxxx \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxx...xxxx

# ตรวจสอบทั้ง Cluster (รันบน master1)
kubectl get nodes
# NAME      STATUS     ROLES           AGE   VERSION
# master1   NotReady   control-plane   10m   v1.31.x
# master2   NotReady   control-plane   7m    v1.31.x
# master3   NotReady   control-plane   6m    v1.31.x
# worker1   NotReady   <none>          2m    v1.31.x
# worker2   NotReady   <none>          1m    v1.31.x

9. ติดตั้ง CNI Network Plugin (Calico)

ทุก Node ยังเป็น NotReady เพราะยังไม่มี CNI Plugin สำหรับ Pod Networking ผมเลือก Calico เพราะรองรับ Network Policy, BGP และ Performance ดีมาก:

# บน master1
# ติดตั้ง Calico Operator
kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.28/manifests/tigera-operator.yaml

# ติดตั้ง Calico Custom Resources
kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.28/manifests/custom-resources.yaml

# รอจนทุก Pod Ready (ใช้เวลา 2-3 นาที)
watch kubectl get pods -n calico-system

# ตรวจ Node Status
kubectl get nodes
# NAME      STATUS   ROLES           AGE   VERSION
# master1   Ready    control-plane   15m   v1.31.x
# master2   Ready    control-plane   12m   v1.31.x
# master3   Ready    control-plane   11m   v1.31.x
# worker1   Ready    <none>          7m    v1.31.x
# worker2   Ready    <none>          6m    v1.31.x

10. ทดสอบ HA — จำลอง Node Failure

จุดสำคัญของ HA คือเมื่อ Node ล่ม ระบบยังทำงานต่อได้ มาทดสอบกัน:

# สร้าง Deployment ทดสอบ
kubectl create deployment nginx-test --image=nginx --replicas=6
kubectl expose deployment nginx-test --port=80 --type=NodePort

# ดู Pod กระจายอยู่บน Worker Nodes
kubectl get pods -o wide

# ทดสอบ 1: ปิด master1 (Control Plane)
# บน master1: sudo shutdown now

# รอ 30 วินาที แล้วลองจาก master2:
kubectl get nodes
# master1 จะเป็น NotReady แต่ kubectl ยังใช้ได้ปกติ!
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=10
# ✅ Scale ได้สำเร็จ — Control Plane HA ทำงาน!

# ทดสอบ 2: ปิด worker1
# Pod ที่อยู่บน worker1 จะถูกย้ายไป worker2 อัตโนมัติ (ใช้เวลา ~5 นาที)
kubectl get pods -o wide
# ทุก Pod จะกลับมา Running บน worker2

11. ติดตั้ง MetalLB + Ingress NGINX

HA Cluster จะสมบูรณ์ต้องมี Load Balancer สำหรับ Service Type LoadBalancer และ Ingress Controller สำหรับ HTTP Routing:

MetalLB — Bare-Metal Load Balancer

# ติดตั้ง MetalLB
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.14/config/manifests/metallb-native.yaml

# รอจน Ready
kubectl wait --namespace metallb-system --for=condition=ready pod --all --timeout=90s

# ตั้ง IP Pool
cat <

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.11/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml

# แก้ Service เป็น LoadBalancer (ได้ External IP จาก MetalLB)
kubectl -n ingress-nginx patch svc ingress-nginx-controller \
  -p '{"spec":{"type":"LoadBalancer"}}'

kubectl get svc -n ingress-nginx
# NAME                      TYPE           EXTERNAL-IP     PORT(S)
# ingress-nginx-controller  LoadBalancer   192.168.1.200   80:xxx/TCP,443:xxx/TCP

# ติดตั้ง Helm
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

# เพิ่ม Prometheus Helm Repo
helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm repo update

# ติดตั้ง kube-prometheus-stack
helm install monitoring prometheus-community/kube-prometheus-stack \
  --namespace monitoring --create-namespace \
  --set grafana.adminPassword=YourSecurePassword \
  --set prometheus.prometheusSpec.retention=30d

# เข้า Grafana
kubectl port-forward -n monitoring svc/monitoring-grafana 3000:80
# เปิด http://localhost:3000 → admin / YourSecurePassword
# Dashboard ที่ต้องดู: Node Exporter Full, K8s Cluster Overview

# Backup etcd snapshot
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save /backup/etcd-$(date +%Y%m%d).db \
  --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
  --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
  --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \
  --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key

# ตั้ง Cron backup ทุกวัน
0 2 * * * /usr/local/bin/etcd-backup.sh >> /var/log/etcd-backup.log 2>&1

resources:
  requests:
    cpu: "250m"
    memory: "256Mi"
  limits:
    cpu: "500m"
    memory: "512Mi"