在
Ubuntu 24.04 上安装和
部署 Kubernetes（
k8s）需要遵循一系列步骤，以确保系统环境的正确配置和组件的顺利安装。以下是基于最佳实践整理出的完整指南。
### 一、环境准备
#### 1
. 系统初始化
- 更新系统软件包：
```bash
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
```
- 安装必要的依赖项：
```bash
sudo apt install -y curl gnupg2 software-properties-common
```
#### 2
. 安装
容器运行时（
containerd）
- 添加 Docker 的官方 GPG 密钥并设置仓库：
```bash
curl -fsSL https
://download
.docker
.com/linux/
ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring
.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring
.gpg] https
://download
.docker
.com/linux/
ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources
.list
.d/docker
.list > /dev/null
```
- 更新 APT 包索引并安装
containerd：
```bash
sudo apt update && sudo apt install -y
containerd.io
```
- 配置
containerd：
```bash
sudo mkdir -p /etc/
containerd
containerd config default | sudo tee /etc/
containerd/config
.toml
```
- 重启
containerd 服务：
```bash
sudo systemctl restart
containerd
```
#### 3
. 安装
Kubernetes 组件（kubeadm, kubelet, kubectl）
- 添加
Kubernetes 的官方 GPG 密钥并设置仓库：
```bash
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"
```
- 安装
Kubernetes 组件：
```bash
sudo apt update && sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
```
- 锁定版本以防止意外升级：
```bash
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
```
### 二、
部署 Kubernetes 集群
#### 1
. 初始化主节点
- 使用 `kubeadm init` 命令初始化主节点，该命令会自动检测网络插件，并生成一个用于加入其他节点的 token：
```bash
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10
.244
.0
.0/1
6
```
- 按照输出提示设置用户权限：
```bash
mkdir -p $HOME/
.kube
sudo cp -i /etc/
kubernetes/admin
.conf $HOME/
.kube/config
sudo chown $(id -u)
:$(id -g) $HOME/
.kube/config
```
#### 2
. 添加工作节点
- 在每个工作节点上执行以下命令来加入集群（具体命令由主节点初始化时输出提供）：
```bash
sudo kubeadm join <control-plane-ip>
:<port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha25
6:<hash>
```
#### 3
. 验证集群状态
- 查看节点状态：
```bash
kubectl get nodes
```
- 查看所有命名空间下的 Pod 状态：
```bash
kubectl get pods --all-namespaces
```
### 三、
部署应用示例
#### 1
. 创建 Deployment
- 创建一个简单的 Nginx Deployment：
```yaml
apiVersion
: apps/v1
kind
: Deployment
metadata
:
name
: nginx-deployment
spec
:
replicas
: 3
selector
:
matchLabels
:
app
: nginx
template
:
metadata
:
labels
:
app
: nginx
spec
:
containers
:
- name
: nginx
image
: nginx
:1
.7
.9
ports
:
- containerPort
: 80
```
- 应用配置文件：
```bash
kubectl apply -f nginx-deployment
.yaml
```
#### 2
. 创建 Service
- 创建一个 ClusterIP 类型的服务来暴露 Deployment：
```yaml
apiVersion
: v1
kind
: Service
metadata
:
name
: nginx-service
spec
:
selector
:
app
: nginx
ports
:
- protocol
: TCP
port
: 80
targetPort
: 80
```
- 应用配置文件：
```bash
kubectl apply -f nginx-service
.yaml
```
#### 3
. 部署应用
- 验证 Deployment 和 Service 是否成功创建：
```bash
kubectl get deployments
kubectl get services
```
### 四、运维管理
#### 1
. 资源监控
- 可以使用 Prometheus 和 Grafana 来监控
Kubernetes 集群中的资源使用情况。
- 安装 Prometheus Operator：
```bash
helm repo add prometheus-community https
://prometheus-community
.github
.io/helm-charts
helm repo update
helm install prometheus prometheus-community/kube-prometheus-stack
```
#### 2
. 日志管理
- 使用 Fluentd 或 Logstash 收集日志，并通过 Elasticsearch 存储和搜索日志数据。
- 安装 EFK 堆栈：
```bash
helm repo add elastic https
://helm
.elastic
.co
helm repo update
helm install elasticsearch elastic/elasticsearch
helm install kibana elastic/kibana
helm install fluentd fluent/fluentd
```
#### 3
. 自动扩缩容
- 使用 Horizontal Pod Autoscaler (HPA) 根据 CPU 使用率自动调整 Pod 数量：
```bash
kubectl autoscale deployment nginx-deployment --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
```
### 五、生产级最佳实践
#### 1
. 高可用控制平面
-
部署多个主节点以实现高可用性，并使用负载均衡器分发请求。
- 使用 Keepalived 或 HAProxy 设置虚拟 IP 地址。
#### 2
. 持久化存储
- 使用 Persistent Volumes (PV) 和 Persistent Volume Claims (PVC) 提供持久化存储。
- 配置 StorageClass 以便动态分配存储卷。
#### 3
. 安全加固
- 启用 RBAC 并限制用户的访问权限。
- 使用 Network Policies 控制 Pod 之间的通信。
### 六、备份与灾难恢复
#### 1
. 备份 etcd 数据
- 定期备份 etcd 数据库以防止数据丢失：
```bash
ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints=https
://[ETCD_IP]
:2379 --cacert=/etc/
kubernetes/pki/etcd/ca
.crt --cert=/etc/
kubernetes/pki/etcd/server
.crt --key=/etc/
kubernetes/pki/etcd/server
.key snapshot save /opt/snapshot-pre-boot
.db
```
#### 2
. 恢复 etcd 数据
- 如果发生故障，可以从快照恢复 etcd 数据：
```bash
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot restore /opt/snapshot-pre-boot
.db --data-dir /var/lib/etcd-backup
sudo mv /var/lib/etcd /var/lib/etcd-old
sudo mv /var/lib/etcd-backup /var/lib/etcd
sudo chown -R etcd
:etcd /var/lib/etcd
sudo systemctl start etcd
```
### 七、常见问题排查
#### 1
. Pod 处于 Pending 状态
- 检查节点资源是否充足，或者查看是否有调度策略阻止了 Pod 的调度。
#### 2
. 服务无法访问
- 确认服务类型是否正确（如 NodePort 或 LoadBalancer），并且检查防火墙规则是否允许流量通过。
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