Linux如何支持Kubernetes集群

Linux支持Kubernetes集群的核心条件与部署流程
Kubernetes（K8s）是一个开源容器编排平台，其设计初衷是跨平台支持，而Linux是K8s的首选操作系统（K8s社区版本主要针对Linux优化）。Linux系统的高稳定性、灵活的网络配置及对容器技术的原生支持，使其成为搭建K8s集群的基础环境。

一、Linux支持K8s集群的前提条件

要让Linux系统支持K8s集群，需满足以下关键要求：

操作系统兼容性：
推荐使用Ubuntu 16.04及以上版本、CentOS 7.x及以上版本或**Rocky Linux 8+**等主流Linux发行版（避免使用过旧的内核版本，如CentOS 6.x）。
硬件要求：
- 至少3台服务器（用于搭建最小规模集群：1个Master节点+2个Worker节点，生产环境建议更多）；
- 每台服务器需配备≥2GB内存、≥2核CPU、≥20GB存储空间（若运行内存密集型应用，需适当增加内存）。
基础环境配置：
- 网络互通：所有节点之间需能通过SSH无密码登录，且防火墙开放K8s组件通信端口（如6443（API Server）、10250（kubelet）等）；
- 关闭SELinux（仅CentOS/RHEL）：setenforce 0（临时关闭），并修改/etc/selinux/config文件中的SELINUX=disabled（永久关闭）；
- 禁用Swap分区：swapoff -a（临时禁用），并修改/etc/fstab文件（删除或注释swap相关行，永久禁用）——K8s要求节点禁用Swap以避免性能问题。

二、Linux下部署K8s集群的具体步骤

1. 准备基础环境

在所有节点上执行以下操作：

更新系统软件包：sudo apt update && sudo apt upgrade -y（Ubuntu）或sudo yum update -y（CentOS）；

安装Docker（容器运行时）：

Ubuntu：添加Docker官方仓库并安装：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
sudo apt install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

CentOS：使用Yum安装：

sudo yum install -y yum-utils
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

启动Docker服务并设置开机自启：sudo systemctl start docker && sudo systemctl enable docker。

2. 安装K8s核心组件

在所有节点上安装kubeadm（集群初始化工具）、kubelet（节点代理）、kubectl（命令行工具）：

Ubuntu：

sudo apt install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl  # 锁定版本，避免自动升级

CentOS：

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo systemctl enable kubelet
```。

3. 初始化Master节点

在Master节点上执行kubeadm init命令初始化集群（需指定Pod网络CIDR，如10.244.0.0/16，用于Flannel等网络插件）：

sudo kubeadm init --apiserver-advertise-address=<Master节点IP> --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化成功后，会输出加入Worker节点的命令（需保存，后续使用），并提示配置kubectl：

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

验证Master节点状态：kubectl get nodes（此时Master节点状态为NotReady，需等待网络插件部署）。

4. 部署网络插件

K8s需要网络插件实现Pod之间的通信，常用插件包括Calico（高性能）、Flannel（简单易用）。以Calico为例：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

部署完成后，再次检查Master节点状态：kubectl get nodes（此时Master节点应变为Ready）。

5. 加入Worker节点

在Worker节点上执行Master节点初始化时输出的kubeadm join命令（替换其中的<Master节点IP>、<token>、<sha256哈希>）：

sudo kubeadm join <Master节点IP>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

执行成功后，Worker节点会自动连接到Master节点，Master节点的kubectl get nodes命令将显示该节点状态为Ready。

三、常见问题排查

节点状态NotReady：检查Docker/kubelet服务是否运行（systemctl status docker kubelet），网络插件是否部署成功（kubectl get pods -n kube-system），节点间网络是否互通（ping <其他节点IP>）；
kubeadm init失败：确保系统满足K8s版本要求（如K8s 1.25需Linux内核≥3.10），Docker版本兼容（建议使用18.09及以上版本），swap分区已禁用。

通过以上步骤，即可在Linux系统上成功搭建Kubernetes集群，实现对容器化应用的高效编排与管理。