Kubernetes网络配置Ubuntu指南

Ubuntu 上搭建与配置 Kubernetes 网络的实用指南

一 环境准备与内核网络

• 基础设置：关闭 Swap、统一 hostname 与 /etc/hosts、可选安装 chrony 做时间同步（生产环境强烈建议）。
• 内核模块与转发：加载 overlay、br_netfilter 并开启桥接与转发，使 Pod 网络与宿主机网络栈正确联动。
• 容器运行时：以 Docker 为例，配置 systemd cgroup 驱动 与 overlay2 存储驱动，保证与 kubelet 的 cgroup 一致性与稳定性。
• 组件安装：在所有节点安装并固定版本 kubeadm/kubelet/kubectl，避免滚动升级导致的不兼容。
• 控制平面初始化：使用 kubeadm init 启动集群，注意与所选网络插件的 Pod CIDR 保持一致（例如 Flannel 常用 10.244.0.0/16）。

示例命令（在所有节点执行基础网络与内核设置）：

# 关闭 Swap
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

# 主机名与 hosts（示例）
echo "192.168.65.128 master" | sudo tee -a /etc/hosts
echo "192.168.65.129 node1"  | sudo tee -a /etc/hosts
echo "192.168.65.130 node2"  | sudo tee -a /etc/hosts

# 内核模块与 sysctl
cat <
    <
    EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

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

# Docker 与 cgroup 驱动
sudo apt-get update &
    &
     sudo apt-get install -y docker.io
sudo mkdir -p /etc/docker
cat <
    <
EOF | sudo tee /etc/docker/daemon.json
{

  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
 "max-size": "100m" }
,
  "storage-driver": "overlay2"
}
    
EOF
sudo systemctl enable --now docker

# 安装并固定 kubeadm/kubelet/kubectl（示例版本）
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet=1.28.2-00 kubeadm=1.28.2-00 kubectl=1.28.2-00
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

说明：以上为 Ubuntu 20.04/22.04 常见做法，生产环境请结合内核安全策略与合规要求调整防火墙与日志策略。

二 选择并部署网络插件

• 常用方案与适用场景：
  • Flannel：上手简单、覆盖常见场景，默认 VXLAN 后端，适合快速交付与测试。
  • Calico：支持 BGP/IPIP、网络策略丰富，适合对网络策略与规模有要求的环境。
  • Cilium：基于 eBPF，高性能与服务网格集成，适合云原生与高并发场景。
• 部署要点：
  • 仅部署一个集群网络插件，避免冲突。
  • 初始化控制平面时的 –pod-network-cidr 需与插件配置一致（如 Flannel 使用 10.244.0.0/16）。
  • 安装完成后等待 kube-system 中插件 Pod 全部 Running，再进行业务部署。

示例命令（任选其一）

• Flannel（推荐新手）

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

• Calico（策略与安全能力强）

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/tigera-operator.yaml
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/custom-resources.yaml

• Cilium（eBPF 与可观测性强）

helm repo add cilium https://helm.cilium.io/
helm install cilium cilium/cilium --namespace kube-system

提示：若使用 Flannel，其默认后端为 VXLAN；如需自定义 Pod CIDR，请修改清单中的 Network 字段后再部署。

三 验证与连通性测试

• 集群就绪：确认节点 Ready、插件 Running。
• 基础连通：创建测试 Pod，通过 Service 暴露端口，跨节点与跨命名空间访问验证。
• 网络策略：按需启用 NetworkPolicy，验证隔离与放行规则生效。

示例命令

# 等待节点就绪
kubectl get nodes

# 等待网络插件就绪（示例标签）
kubectl get pods -n kube-system -l app=flannel

# 部署测试应用
kubectl run nginx --image=nginx:1.25 --port=80 --restart=Never
kubectl expose pod nginx --port=80 --type=NodePort

# 验证访问
kubectl get pod nginx -o wide
kubectl get svc nginx
curl -I http://<
    任一节点IP>
    :<
    NodePort>
    

说明：若测试失败，优先检查节点 Ready 状态、插件 Pod 状态与 Pod CIDR 是否与插件配置一致。

四 常见问题与排查清单

• 节点 NotReady：检查 kubelet 状态、容器运行时、镜像拉取、内核参数与 cgroup 驱动 一致性。
• Pod 之间不通：确认只启用一个网络插件、Pod CIDR 配置一致、节点间 UDP/TCP 8472(VXLAN) 或 BGP 端口放通。
• Service 访问异常：核对 Service 类型、Endpoints、iptables/ipvs 规则与云厂商 安全组/NACL。
• 多插件冲突：卸载已安装插件后重启 kubelet 再安装目标插件，避免残留路由/网卡。
• 生产建议：开启 日志轮转 与 监控告警，定期审计 NetworkPolicy，在变更窗口内实施网络插件升级与回滚预案。

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