Ubuntu 使用 kubeadm 搭建 Kubernetes 集群

Kubernetes 是一个开源的容器编排平台，kubeadm 是 Kubernetes 官方提供的一个工具，用于快速搭建 Kubernetes 集群。本文将详细介绍如何在 Ubuntu 系统上使用 kubeadm 搭建一个 Kubernetes 集群，包括准备工作、安装 Kubernetes 组件、初始化集群、加入节点等步骤。

一、环境准备

1. 系统要求

• Ubuntu 20.04 或 18.04
• 至少 2 GB 的 RAM
• 至少 2 个 CPU 核心
• 每台机器一个唯一的主机名、MAC 地址和产品 UUID
• 关闭交换分区（Swap）

2. 更新系统和关闭交换分区

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

3. 设置主机名和 IP 地址

确保每台机器的主机名唯一并设置静态 IP 地址。

sudo hostnamectl set-hostname <hostname>

4. 修改 hosts 文件

在每台机器的 /etc/hosts 文件中添加所有节点的 IP 和主机名映射。

sudo nano /etc/hosts

添加如下内容：

<master-ip> master
<worker1-ip> worker1
<worker2-ip> worker2

5. 安装必要的工具

sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl

二、安装 Docker

Kubernetes 使用 Docker 作为容器运行时，安装 Docker 具体步骤如下：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker.io
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker

三、安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl

1. 添加 Kubernetes 仓库

curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
sudo apt-add-repository "deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main"

2. 安装 Kubernetes 组件

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

四、初始化 Kubernetes 集群

在主节点上运行以下命令进行集群初始化：

1. 使用 kubeadm 初始化集群

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16

2. 配置 kubectl

初始化完成后，会输出一些后续步骤的指示。按提示在主节点上配置 kubectl：

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

3. 安装网络插件

安装网络插件 Calico：

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

五、加入工作节点

在每个工作节点上运行 kubeadm join 命令，将其加入到集群中。这个命令可以在初始化主节点后得到。

sudo kubeadm join <master-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

六、验证集群

在主节点上运行以下命令验证集群状态：

kubectl get nodes

如果所有节点的状态都是 Ready，则说明集群搭建成功。

七、管理和使用 Kubernetes 集群

1. 部署一个示例应用

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

2. 查看 Pod 和服务

kubectl get pods
kubectl get svc

3. 删除应用和服务

kubectl delete svc nginx
kubectl delete deployment nginx

八、常见问题及解决方法

1. 问题：节点状态为 NotReady

解决方法：

• 确认网络插件已正确安装。
• 检查节点上的 kubelet 和 Docker 是否运行正常。

2. 问题：无法加入工作节点

解决方法：

• 确认使用的 kubeadm join 命令的 token 和 hash 正确。
• 检查主节点上的防火墙设置，确保端口 6443 打开。

总结

通过以上步骤，您可以在 Ubuntu 系统上使用 kubeadm 成功搭建一个 Kubernetes 集群。本文详细介绍了从环境准备、安装 Kubernetes 组件、初始化集群到管理和使用集群的完整过程，希望对您有所帮助。在实际应用中，您可以根据具体需求调整配置，进一步优化集群性能和安全性。