Ubuntu Kubernetes入门指南

Ubuntu 上搭建与体验 Kubernetes 的实用入门指南

一环境准备与系统要求

操作系统建议：Ubuntu 22.04/24.04，64 位架构。
资源建议：单节点学习至少 2 核 CPU、4GB 内存、20GB 磁盘；多节点或生产建议更高规格。
基础工具：更新系统并安装常用工具（如 curl、gnupg、ca-certificates、software-properties-common）。
主机名与解析：为各节点设置清晰主机名（如 k8s-master、k8s-worker1），必要时配置 /etc/hosts 便于内网解析。
容器运行时：安装并启用 containerd（推荐）或 Docker；如使用 containerd，需生成默认配置并启用 SystemdCgroup。

二安装容器运行时与 Kubernetes 组件

安装 containerd（推荐）
- 安装与配置：
  - sudo apt update && sudo apt install -y containerd
  - sudo mkdir -p /etc/containerd
  - containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml
  - 将配置中的 SystemdCgroup = true
  - sudo systemctl restart containerd && sudo systemctl enable containerd
安装 kubeadm、kubelet、kubectl
- 导入 GPG 并添加仓库（使用签名密钥环）：
  - curl -fsSLo /usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
  - echo “deb [signed-by=/usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main” | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
- 安装指定版本（示例：1.28.x）：
  - sudo apt update && sudo apt install -y kubeadm=1.28. kubelet=1.28. kubectl=1.28.***
  - sudo systemctl enable --now kubelet
可选：安装 Docker（如选择 Docker 作为运行时）
- sudo apt update && sudo apt install -y docker.io
- sudo systemctl start docker && sudo systemctl enable docker

三初始化集群与加入节点

前置系统设置（所有节点）
- 禁用 Swap：sudo swapoff -a 并注释 /etc/fstab 中的 swap 行
- 加载内核模块：sudo modprobe overlay；sudo modprobe br_netfilter
- 开启桥接与转发：
  - cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
    - net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    - net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    - net.ipv4.ip_forward = 1
    - EOF
  - sudo sysctl --system
初始化控制平面（仅在 Master）
- 初始化命令（按需替换参数）：
  - sudo kubeadm init
    –pod-network-cidr=192.168.0.0/16
    –apiserver-advertise-address=<主节点IP>
    –control-plane-endpoint=<主节点IP或负载均衡地址>
- 配置 kubectl（普通用户）：
  - mkdir -p $HOME/.kube
  - sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  - sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
安装网络插件（CNI）
- Calico（与 192.168.0.0/16 匹配）：
  - kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.0/manifests/calico.yaml
- 或 Flannel（经典 10.244.0.0/16）：
  - kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
加入工作节点
- 在 Master 生成加入命令：sudo kubeadm token create --print-join-command
- 在 Worker 执行输出的 kubeadm join … 命令
验证
- kubectl get nodes（状态应为 Ready）
- kubectl cluster-info

四快速上手应用部署

部署示例应用
- 创建 Deployment：
  - kubectl create deployment nginx-deployment --image=nginx:1.25 --replicas=3
- 暴露为 NodePort 服务：
  - kubectl expose deployment nginx-deployment --port=80 --type=NodePort
- 查看访问端口：
  - kubectl get svc nginx-deployment
- 访问测试（任一节点 IP + NodePort）：
  - curl http://<节点IP>:
常用命令
- 查看资源：kubectl get pods,svc,deploy -A
- 查看日志：kubectl logs
- 进入容器：kubectl exec -it – /bin/sh

五常见问题排查与生产建议

常见问题
- Pod 处于 Pending：多因未安装 CNI 或 PodNetworkCIDR 与插件不匹配；检查 kubectl describe pod 与网络插件 YAML。
- 服务无法访问：确认 Service type=NodePort 的端口范围（默认 30000–32767）、节点防火墙/安全组放行、以及 Pod 就绪探针。
- kubelet 启动失败：journalctl -u kubelet 查看日志，常见为 cgroup 驱动不一致、镜像拉取失败或端口占用。
生产建议
- 高可用控制平面：使用 kubeadm 的 HA 方案或 kube-vip/keepalived + HAProxy，并配置 –control-plane-endpoint 指向 VIP。
- 持久化存储：引入 CSI 驱动与 StorageClass，为数据库等有状态应用提供 PV/PVC。
- 安全加固：启用 RBAC、Pod Security、镜像仓库凭据管理、最小权限 ServiceAccount、网络策略（如 Calico NetworkPolicy）。
- 备份与恢复：定期备份 etcd（快照与恢复流程），并演练灾难恢复。

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