从零搭建 Kubernetes 集群

适用场景

用 kubeadm 搭建自管 Kubernetes 集群，适合学习和中小规模生产。生产环境建议至少 3 个控制面节点和负载均衡 VIP。

前置条件

• 节点：Ubuntu/Debian 或 RHEL 系，时间同步，唯一 hostname/MAC。
• 网络：节点互通，开放 6443、2379-2380、10250、30000-32767 等端口。
• 容器运行时：containerd（推荐）。
• 负载均衡：控制面 VIP/API 入口。

步骤

1. 基础准备（所有节点）：

swapoff -a
sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab
modprobe overlay
modprobe br_netfilter
cat >/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
sysctl --system

2. 安装 containerd 并配置 systemd cgroup：

apt install containerd.io
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
# 设置 SystemdCgroup = true
systemctl restart containerd

3. 安装 kubeadm/kubelet/kubectl 并固定版本。

4. 初始化第一个控制面：

kubeadm init \
  --control-plane-endpoint=api.example.com:6443 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --upload-certs

5. 配置 kubeconfig：

mkdir -p $HOME/.kube
cp /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

6. 安装 CNI（Calico/Cilium/Flannel，按需求选择）：

kubectl apply -f <cni-manifest>

7. 加入其他控制面和 worker：

kubeadm join api.example.com:6443 --token ... --discovery-token-ca-cert-hash ...

8. 安装基础组件：Ingress Controller、metrics-server、存储 CSI、日志/监控。

验证

• kubectl get nodes 全部 Ready。
• 跨节点 Pod 网络、Service DNS 正常。
• 能部署测试 Deployment/Service/Ingress。
• 控制面重启后集群恢复。

回滚/重建

• 保留 kubeadm 配置和证书。
• 节点可 kubeadm reset 后重新加入。
• 生产删除集群前先备份 etcd 和应用数据。

常见坑

• cgroup 驱动不一致会导致 kubelet 失败。
• Pod CIDR 与 CNI/节点网段冲突。
• 控制面 VIP 未配置会导致多控制面不稳定。
• 防火墙/安全组未放行必要端口。
• 时间不同步会引发证书和 etcd 问题。
• 生产要备份 etcd 和证书。

相关命令

• kubeadm — 集群初始化
• kubectl — 集群操作
• crictl — 节点运行时
• etcdctl — etcd 备份

读完自测

合上页面，先回答，再展开对照。

1. 生产环境对控制面节点数量和 API 入口有什么前置要求？
2. 集群搭建完成后，如何验证它不只是节点 Ready，而是真正可用？
3. 节点需要重建或生产集群要删除时，回滚和备份步骤是什么？