Kubernetes 集群搭建

引言

Kubernetes（K8s）作为容器编排的事实标准，已经成为了云原生架构的核心基石。虽然各大云厂商提供了托管 K8s 服务，但对于私有云部署或架构演进，深入掌握 K8s 集群的底层搭建和配置是运维人员的必备技能。

集群架构与准备工作

Master 与 Worker 节点规划

在开始搭建前，建议准备至少三台机器以保障基础可用性：

k8s-master1：主控制节点，负责集群调度和管理，IP: 192.168.1.10
k8s-node1：工作节点，运行实际业务容器，IP: 192.168.1.11
k8s-node2：工作节点，运行实际业务容器，IP: 192.168.1.12

基础环境初始化限制

所有节点必须完成以下准备工作：

禁用 Swap 分区：K8s 调度器不建议使用 swap，否则会严重影响性能。通过 swapoff -a 关闭，并在 /etc/fstab 中注释相关行。
关闭防火墙与 SELinux：防止网络规则被系统防火墙拦截，禁用 SELinux 以免容器无法访问宿主机文件系统。
配置内核转发参数：修改 /etc/sysctl.d/k8s.conf，启用 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 以保证网桥网络流量正确通过 iptables。

使用 kubeadm 快速初始化

安装容器运行时

在安装 K8s 组件之前，必须在所有节点安装兼容 CRI（Container Runtime Interface）的运行时，目前最推荐的是 containerd。

初始化 Master 节点

在 Master 节点上执行初始化命令，并指定网段：

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.1.10 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.28.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化成功后，系统会输出 kubeadm join 带有 Token 和证书哈希的命令，将其保存用于 Worker 节点的加入。

容器网络插件选择 (CNI)

K8s 本身并不提供容器间的网络互通，必须安装网络插件。最常用的两个插件对比：

Flannel

机制：简单的 Overlay 网络，通常采用 VXLAN 模式，通过在 UDP 包中封装 IP 报文来实现跨主机通信。
优点：配置简单，开箱即用，特别适合初学者或中小型集群。
缺点：不支持 NetworkPolicy（网络隔离安全规则），且性能略逊于 Calico。

Calico

机制：基于三层 BGP 协议构建路由网络，无需额外的封包解包。
优点：性能极佳，原生支持丰富的网络安全隔离规则，是大中型生产环境的首选方案。

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