Kubernetes (K8S) 集群搭建与配置指南

一、环境准备

1.1 系统要求

• 操作系统：CentOS 7.0
• 镜像下载地址：阿里云开源镜像站
• 节点规划：
  • Master节点：192.168.108.100
  • Node01节点：192.168.108.101
  • Node02节点：192.168.108.102

1.2 基础配置

1.2.1 主机名解析配置

编辑/etc/hosts文件，添加以下内容：

192.168.108.100 master
192.168.108.101 node01
192.168.108.102 node02

操作步骤：

su root  # 切换到root权限
vi /etc/hosts  # 编辑文件
# 按i进入插入模式，添加内容后按Esc，输入:wq保存退出

1.2.2 时间同步

systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd
date  # 验证时间

二、系统优化配置

2.1 禁用防火墙和iptables

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

2.2 禁用SELinux

# 永久关闭
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
# 临时关闭
setenforce 0

2.3 禁用Swap分区

# 临时关闭
swapoff -a
# 永久关闭
vim /etc/fstab  # 注释掉swap相关行

2.4 修改内核参数

编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf，添加：

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

应用配置：

sysctl -p
modprobe br_netfilter
lsmod | grep br_netfilter  # 验证是否加载成功

2.5 配置IPVS功能

yum install ipset ipvsadmin -y

cat <<EOF > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
/bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4  # 验证

完成以上配置后重启服务器：

reboot

三、Docker安装与配置

3.1 安装Docker

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y

3.2 配置Docker

mkdir /etc/docker

cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://xxxx.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "storage-opts": [
    "overlay2.override_kernel_check=true"
  ]
}
EOF

3.3 启动Docker

systemctl enable docker && systemctl start docker

四、Kubernetes组件安装

4.1 配置Kubernetes源

vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

添加以下内容：

[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

4.2 安装Kubernetes组件

yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

4.3 配置kubelet

vim /etc/sysconfig/kubelet

添加：

KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

五、集群初始化

5.1 Master节点初始化

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.108.100 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version=v1.17.4 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12

5.2 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

5.3 Node节点加入集群

在Node节点上执行Master初始化后输出的join命令，例如：

kubeadm join 192.168.108.100:6443 --token xxxxxx.xxxxxxxxxxxx \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

如果遇到问题，可以先执行：

kubeadm reset

六、网络插件配置

6.1 下载Flannel

下载地址：Flannel releases

6.2 加载Flannel镜像

docker load < flanneld-v0.13.0-amd64.docker

6.3 部署Flannel服务

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

6.4 验证节点状态

kubectl get nodes
# 等待几分钟让状态变为Ready

七、集群功能验证

7.1 创建Deployment

kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine
kubectl get deploy  # 查看部署状态

7.2 创建Service

kubectl expose deploy nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
kubectl get svc  # 查看服务状态

7.3 访问测试

通过Node节点的IP加上Service暴露的NodePort访问Nginx服务。

八、常用命令

8.1 基础命令

kubectl get pod  # 查看所有pod
kubectl get node  # 查看所有node
kubectl get pod <pod-name>  # 查看特定pod

8.2 详细信息查看

kubectl get pod <pod-name> -o json  # JSON格式输出
kubectl get pod <pod-name> -o yaml  # YAML格式输出
kubectl get pod <pod-name> -o wide  # 详细信息
kubectl describe pod <pod-name>  # 描述资源信息

8.3 进入Pod

kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/sh

九、常见问题解决

9.1 节点无法加入集群

• 检查token是否过期
• 确保所有节点时间同步
• 检查网络连通性

9.2 Pod状态异常

• 检查网络插件是否正常运行
• 查看Pod描述信息获取错误详情

kubectl describe pod <pod-name>

9.3 服务无法访问

• 检查Service是否正确暴露端口
• 确认Pod运行在哪个节点上

kubectl get pod <pod-name> -o json  # 查看hostIP

十、维护与重置

10.1 重置集群

kubeadm reset

10.2 删除资源

kubectl delete deployment <deployment-name>
kubectl delete svc <service-name>

通过以上步骤，您可以成功搭建一个功能完整的Kubernetes集群，并进行基本的应用部署和管理。在实际使用过程中，可能会遇到各种问题，建议参考Kubernetes官方文档和社区资源进行深入学习和故障排查。