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：

1. 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）。
2. 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
   

3. 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。
4. 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：

1. 安装kubeadm、kubelet、kubectl：

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

2. 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）。
3. 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
   

4. 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：

1. 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）。
2. 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）。
3. 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。

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