Kubernetes在Linux上如何高效部署

Kubernetes在Linux上的高效部署指南

一、前期准备：环境与依赖配置

在开始部署前，需完成以下基础准备工作，确保系统环境符合Kubernetes的要求：

系统要求：使用CentOS 7.5+或Ubuntu 20.04+等主流Linux发行版，确保系统已更新至最新版本（sudo apt update && sudo apt upgrade -y 或 sudo yum update -y）。

关闭冲突服务：Kubernetes组件需直接通信，需关闭防火墙、SELinux和Swap：

# 关闭防火墙
sudo systemctl stop firewalld && sudo systemctl disable firewalld
# 关闭SELinux（临时生效）
sudo setenforce 0
# 永久关闭SELinux（修改配置文件）
sudo sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
# 关闭Swap
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/swap/d' /etc/fstab

配置内核参数：编辑/etc/sysctl.conf，添加以下参数以优化网络性能：
```
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
```
生效配置：sudo sysctl --system。

安装Docker：Kubernetes推荐使用Docker作为容器运行时，安装步骤如下：

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
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
sudo systemctl enable docker && sudo systemctl start docker
# 配置Docker镜像加速（国内推荐）
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://registry.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload && sudo systemctl restart docker

二、核心组件部署：kubeadm快速初始化

使用kubeadm工具可快速完成Kubernetes集群的部署，步骤如下：

安装kubeadm、kubelet、kubectl：

sudo yum install -y kubeadm kubelet kubectl --nogpgcheck
sudo systemctl enable kubelet

初始化Master节点：
```
sudo kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=<Master节点IP> \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.28.0
```
- --apiserver-advertise-address：指定Master节点的访问IP；
- --pod-network-cidr：指定Pod网络的CIDR范围（需与后续网络插件兼容）；
- --image-repository：使用国内镜像仓库加速镜像下载（避免网络问题）。

配置kubectl：初始化成功后，执行以下命令配置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节点：在Master节点初始化完成后，会输出kubeadm join命令（包含Token和CA证书哈希）。在Worker节点上执行该命令即可加入集群：
```
sudo kubeadm join <Master节点IP>:6443 --token <Token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<Hash>
```

三、网络插件部署：Calico实现Pod通信

Kubernetes需要网络插件实现Pod之间的跨节点通信，推荐使用Calico（高性能、易配置）：

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

部署完成后，检查网络插件状态：

kubectl get pods -n calico-system

若所有Pod状态为Running，则说明网络插件部署成功。

四、高效部署优化技巧

为提升部署效率和集群性能，需进行以下优化：

自动化部署：使用脚本或工具简化重复操作：
- 脚本部署：编写Shell脚本自动执行安装Docker、kubeadm、初始化Master等步骤（参考搜索结果中的脚本示例）；
- Ansible自动化：通过Ansible Playbook批量管理节点，实现“一键部署”（适用于大规模集群）。
镜像优化：
- 使用轻量级镜像：如Alpine Linux（体积小、启动快）替代Ubuntu；
- 多阶段构建：减少镜像层数和大小（例如，将编译环境和运行环境分离）。
资源调优：
- 调整kubelet参数：修改/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf，设置--max-pods（每个节点最大Pod数，默认110，可根据节点资源调整）；
- 启用kube-proxy的IPVS模式：IPVS比iptables更适合大规模集群，提升网络性能：
```
kubectl edit cm -n kube-system kube-proxy
# 修改mode为ipvs
mode: "ipvs"
```
  重启kube-proxy使配置生效：
```
kubectl rollout restart ds -n kube-system kube-proxy
```

五、验证集群状态

部署完成后，通过以下命令验证集群是否正常运行：

# 查看Master节点状态
kubectl get nodes
# 查看集群组件状态
kubectl get componentstatuses
# 查看Pod状态
kubectl get pods -A

若所有节点状态为Ready、组件状态为Healthy、Pod状态为Running，则说明集群部署成功。

通过以上步骤，可在Linux上高效部署Kubernetes集群，并通过优化手段提升集群的性能和稳定性。部署过程中需注意版本兼容性（如Docker与Kubernetes的版本匹配）和网络安全（如配置RBAC、网络策略），确保集群的安全运行。