Ubuntu 上搭建 Kubernetes 网络的实操指南
一 基础环境准备
- 关闭 Swap（Kubernetes 不支持）：执行 sudo swapoff -a，并在 /etc/fstab 中注释 swap 行以永久生效。
- 加载内核模块：sudo modprobe overlay 与 sudo modprobe br_netfilter。
- 开启桥接与转发：
sudo tee /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
- 容器运行时与 cgroup 驱动：安装 Docker 并配置 systemd 驱动（/etc/docker/daemon.json 中添加 “exec-opts”: [“native.cgroupdriver=systemd”]，重启 Docker）。
- 安装组件：在所有节点安装 kubelet、kubeadm、kubectl，并 sudo apt-mark hold 锁定版本，避免自动升级引发兼容性问题。
- 节点互通与端口放行：确保 Master/Worker 节点间网络互通，按需放行关键端口（如 6443、10250 等）或使用安全组策略。
二 初始化集群与 kubectl 配置
- 仅在 Master 节点执行初始化，并指定与所选 CNI 插件匹配的 Pod 网段（常见为 10.244.0.0/16 或 192.168.0.0/16）：
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
- 配置 kubectl：
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
- 加入 Worker：使用 kubeadm init 输出中的 kubeadm join 命令在各 Worker 节点执行，完成后等待节点状态变为 Ready。
三 安装网络插件 CNI
- 选择并部署一种 CNI 插件（仅部署一种，避免冲突）：
| 插件 |
适用场景 |
安装要点 |
| Calico |
中大规模、需要细粒度策略 |
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.26/manifests/calico.yaml；若 Pod 网段非默认，修改清单中的 CALICO_IPV4POOL_CIDR；双网卡可设置 IP_AUTODETECTION_METHOD: “interface=eth0” |
| Flannel |
快速搭建、中小规模 |
使用最新稳定清单（如 v0.22.0）：curl -O https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.22.0/Documentation/kube-flannel.yml && kubectl apply -f kube-flannel.yml；同二层网段可将 Backend.Type 由 vxlan 改为 host-gw 提升性能 |
| Cilium |
高性能、基于 eBPF、可替代 kube-proxy |
通过 Helm 安装：helm repo add cilium https://helm.cilium.io/ && helm install cilium cilium/cilium --namespace kube-system --set kubeProxyReplacement=true（按需设置 k8sServiceHost/k8sServicePort） |
- 部署完成后确认相关 Pod 均为 Running：kubectl get pods -n kube-system | grep -E ‘calico|flannel|cilium’。
四 验证与连通性测试
- 节点状态：kubectl get nodes（应为 Ready）。
- 插件状态：kubectl get pods -n kube-system（确保 CNI 相关 Pod 正常）。
- Pod 连通性：
- 启动测试应用：kubectl run nginx --image=nginx --port=80
- 获取 Pod IP：POD_IP=$(kubectl get pod nginx -o jsonpath=‘{.status.podIP}’)
- 从其他 Pod 访问：kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it – wget -qO- http://$POD_IP
- 外部访问：为 Service 配置 NodePort/LoadBalancer/Ingress 后从集群外部访问验证。
五 常见问题与优化
- Pod 网段一致性：kubeadm init 的 –pod-network-cidr 必须与 CNI 配置一致（如 10.244.0.0/16 或 192.168.0.0/16），否则会导致跨节点不通。
- 双网卡/多网卡：在 Calico 中设置 IP_AUTODETECTION_METHOD 指定主网卡（如 interface=eth0）。
- 性能优化：同二层网络下 Flannel 可将 vxlan 切换为 host-gw；Cilium 启用 eBPF 可提升转发与策略性能。
- 安全策略：按需启用 NetworkPolicy（Calico 或 Cilium 均支持），限制命名空间/Pod 间访问。
- 防火墙策略：测试环境可临时关闭 ufw，生产环境应配置精确放行规则，确保 6443、10250 等端口与节点间通信正常。
