2、Kubernetes 介绍+安装+卸载

发布时间：2026/10/20 2:15:25

2、Kubernetes 介绍+安装+卸载

0 Kubernetes 介绍

0.1 应用部署演进

  1. 传统物理机部署多应用直接跑在物理服务器；没有资源隔离；单个应用抢占 CPU / 内存，挤压其他业务；硬件资源利用率低，维护成本高。
  2. 虚拟化 VM 部署一台物理机上运行多台完整虚拟机；每台虚拟机拥有独立完整操作系统；资源强隔离；但是虚拟机操作系统开销大，启动慢，资源损耗高。
  3. 容器部署时代容器共享宿主机内核，拥有独立文件系统、CPU、内存、进程空间；轻量级，秒级启动；镜像一次构建到处运行，开发测试生产环境保持一致。

容器优势：快速部署、CI/CD、开发运维分离、环境一致性、可移植、微服务适配、资源隔离、资源利用率高。

0.2 Kubernetes 前世今生

K8s 是Kubernetes缩写，去掉中间 8 个字母 ubernete；源自 Google 内部 Borg/Omega 容器调度系统，2014 开源。

  • 定位：开源容器编排平台，自动化部署、扩缩容、管理容器化应用。

0.3 K8s 核心特性

  1. 自动化上线与回滚：分批次更新应用，异常自动回滚
  2. 服务发现与负载均衡：Pod 分配独立 IP，Service 实现负载均衡
  3. 存储编排：自动挂载本地 / NFS / 云存储
  4. 配置与密钥管理 Secret：更新配置无需重建镜像，敏感信息加密保存
  5. 自动调度装箱：按照资源需求调度 Pod，提升硬件利用率
  6. 批处理任务：支持一次性任务、定时任务
  7. 自我修复：容器崩溃自动重启、异常 Pod 重建
  8. 水平扩缩容：命令 / 监控指标自动增减实例数量
  9. IPv4/IPv6 双栈；高可扩展架构。

0.4 Kubernetes 不是什么

  1. 不是完整 PaaS 平台，不限制应用语言、框架；
  2. 不内置数据库、消息队列等中间件，但可以部署在 K8s 之上；
  3. 不会编译源代码，不提供完整 CI 流水线；
  4. 不强制指定日志监控告警组件；
  5. 不做底层机器操作系统维护。

0.5 K8s 集群架构

集群分为控制平面 Master（Control‑Plane）和工作节点 Worker Node。

控制平面组件（Master）
  1. kube‑apiserver：集群唯一入口，REST API，所有组件 / 客户端都和 apiserver 交互；鉴权、校验。
  2. etcd：分布式键值存储，保存集群全部配置、元数据，集群数据库。
  3. kube‑scheduler：调度器，按照策略把 Pod 分配到合适 worker 节点。
  4. kube‑controller‑manager：控制器管理器，维持集群期望状态，故障检测、副本管理。
Worker 工作节点组件（所有节点都运行）
  1. kubelet：节点代理；接收 Pod 配置，管理本节点 Pod 生命周期，管理 CNI 网络、CSI 存储。
  2. kube‑proxy：网络代理，维护 iptables/ipvs 规则，实现 Service 服务发现、集群内部负载均衡。
  3. 容器运行时 containerd/docker：真正拉取镜像、运行容器。

1 K8s 多种安装方式对比

表格

安装方式特点难度适用场景
kubeadm官方标准，无魔改中等考试、自建标准生产集群⭐⭐⭐⭐⭐
二进制手工部署完全底层可控极高原理研究教学
Sealos/KubeKey一键自动化部署低快速搭建测试生产
k3s/k0s轻量裁剪版低边缘、低配机器开发测试
minikube/kind/k3d单机模拟集群极低本地学习实验
云厂商 ACK/EKS托管 master 免运维低云上生产，成本高
RKE/OpenShift企业发行版中高大型企业商用

学习 + 未来上生产优先选择kubeadm。

2 集群节点环境准备（Ubuntu24.04）

2.1 系统基础配置

  1. 修改 apt 软件源为国内镜像源。
  2. 设置静态 IP，使用netplan yaml 配置，只能空格，禁止 Tab；netplan apply生效。
  3. /etc/hosts主机名解析，集群所有节点互相解析主机名。
  4. 关闭 swap，K8s 要求禁用 swap 分区
swapoff -a sed -i '/swap/d' /etc/fstab
  1. 时间同步 chrony。
  2. ssh 优化：关闭 UseDNS，关闭 StrictHostKeyChecking，配置免密 ssh。

2.2 内核模块与内核参数

  1. 加载内核模块：overlay、br_netfilter；ipvs 模块 (ip_vs、ip_vs_rr、ip_vs_wrr、ip_vs_lc、ip_vs_sh、nf_conntrack)，写入/etc/modules‑load.d/k8s‑net.conf开机自动加载。
  2. sysctl 内核参数/etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge‑nf‑call‑iptables=1 net.bridge.bridge‑nf‑call‑ip6tables=1 net.ipv4.ip_forward=1 vm.swappiness=0

执行sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf生效。

2.3 安装 containerd 容器运行时

  1. 安装containerd.io cri‑tools
  2. 生成默认配置：containerd config default > /etc/containerd/config.toml
  3. 修改配置：
    • SystemdCgroup = true使用 systemd cgroup 驱动；
    • 修改 pause 镜像版本；
    • 配置镜像 mirrors 镜像加速器（docker.io、registry.k8s.io 私有 hub 仓库）
  4. 重启systemctl restart containerd
  5. crictl 配置 runtime 端点指向 containerd。
  6. nerdctl：containerd 的 docker 兼容客户端，需要配置镜像加速，必须设置环境变量CONTAINERD_NAMESPACE=k8s.io。

2.4 安装 kubernetes 组件

安装kubeadm kubelet kubectl指定版本 v1.30.2；设置 kubelet 开机自启。

kubelet 刚安装状态 activating，集群初始化完成才会 active。

2.5 配置命令补全

配置 bash_completion.d：kubectl、kubeadm、crictl、nerdctl命令自动补全。

3 kubeadm 初始化集群

3.1 master 控制平面节点操作

  1. 预拉取镜像
kubeadm config images pull --kubernetes-version=v1.30.2
  1. kubeadm init 初始化控制平面
kubeadm init --kubernetes-version=v1.30.2 --pod‑network‑cidr=10.224.0.0/16 --image‑repository=镜像仓库

主要参数：

  • --kubernetes‑version指定 k8s 版本
  • --pod‑network‑cidrPod 网络网段，要和 Calico 网络插件匹配
  • --image‑repository指定镜像仓库地址，国内加速。
  1. 配置 kubectl 访问凭据
mkdir -p $HOME/.kube sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

也可以使用环境变量export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf。

  1. 部署网络插件 Calico
  • 下载 calico.yaml，修改CALICO_IPV4POOL_CIDR和 pod‑network‑cidr 保持一致10.224.0.0/16
  • 所有节点提前下载 calico 镜像
  • kubectl apply -f calico.yaml部署
  • 等待 calico pod 全部 Running，节点状态变为 Ready。

3.2 worker 工作节点加入集群

  1. 在 worker 节点执行 join 命令加入集群
kubeadm join 10.1.8.30:6443 --token xxx --discovery‑token‑ca‑cert sha256:xxx
  1. token 过期，master 重新生成 join 命令：
kubeadm token create --print‑join‑command

3.3 集群验证命令

kubectl cluster-info #查看集群信息 kubectl version #客户端服务端版本 kubectl get nodes #查看所有节点状态，状态Ready代表正常 kubectl get pods -A #查看所有命名空间全部Pod状态，全部Running

节点 Ready 条件：kubelet 正常运行、swap 关闭、CNI 网络插件正常。

4 Node 节点管理（节点查看、维护、删除、重置、集群销毁重建）

4.1 查看节点

kubectl get nodes #查看节点简要信息 kubectl describe node worker31.laoma.cloud #查看节点详细信息

4.2 下线维护节点（drain 驱逐 Pod）

节点要停机维护，驱逐节点上所有 Pod，设置节点不可调度 SchedulingDisabled

#--ignore‑daemonsets忽略DaemonSet类型pod（如calico‑node、kube‑proxy） kubectl drain worker31.laoma.cloud --ignore‑daemonsets

drain 执行后，节点状态 Ready,SchedulingDisabled，新 Pod 不会调度到此节点。

4.3 删除集群内节点对象

kubectl delete node worker31.laoma.cloud

4.4 在被删除的节点本机执行 kubeadm reset 重置

在待重置节点本机执行，清理本机 k8s 所有组件数据

kubeadm reset -f

清理内容：etcd 数据目录、kubelet 目录、证书、kubeconfig 配置文件。

reset不会清理 CNI 配置 /etc/cni/net.d、iptables/ipvs 规则，需要手动清理。

4.5 完整删除整个集群流程

  1. 所有 worker 节点执行 drain 驱逐 Pod，kubectl delete node 删除节点对象。
  2. worker 本机执行kubeadm reset -f重置。
  3. master 控制平面节点执行 kubectl delete node 删除 master 节点对象，本机kubeadm reset -f，删除.kube/config。

4.6 重建集群

  1. master 节点：kubeadm init初始化集群，拷贝 admin.conf 凭据。
  2. 部署 calico 网络插件。
  3. worker 节点执行 kubeadm join 重新加入集群。

思维导图文本

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