实操入门——从零搭建K8s集群（单节点/多节点）

经过前两篇的学习，我们已经了解了K8s的基本概念和核心组件，今天就进入实操环节——从零搭建K8s集群。对于新手来说，搭建K8s集群可能会遇到各种问题，因此本文将分别介绍两种搭建方式：单节点集群（适合学习和测试）和多节点集群（适合模拟生产环境），并详细说明每一步操作，确保新手也能顺利完成搭建。

在开始搭建之前，我们需要先明确搭建环境的要求，无论是单节点还是多节点，每个节点都需要满足以下基础条件：

1. 操作系统：推荐使用CentOS 7.x、Ubuntu 18.04及以上版本（本文以CentOS 7.x为例）；

2. 硬件配置：单节点集群至少需要2核CPU、2GB内存、20GB磁盘空间；多节点集群中，控制平面节点建议2核CPU、4GB内存，工作节点建议2核CPU、2GB内存；

3. 网络要求：所有节点之间能够互相通信，关闭防火墙（或开放K8s所需端口），禁用SELinux；

4. 软件要求：安装Docker（或其他容器运行时），设置主机名，配置主机映射，关闭swap分区（K8s要求禁用swap，否则会影响性能和稳定性）。

### 一、单节点集群搭建（使用kubeadm）

kubeadm是K8s官方提供的集群搭建工具，能够快速搭建一个符合标准的K8s集群，适合新手入门。单节点集群即控制平面节点和工作节点合二为一，无需额外部署工作节点，操作简单，适合学习和测试。

步骤1：环境准备（核心操作）

1. 关闭防火墙和SELinux：

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

2. 关闭swap分区：

swapoff -a && sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

3. 设置主机名（以k8s-node1为例）：

hostnamectl set-hostname k8s-node1

4. 配置主机映射（将主机名与IP绑定）：

echo "192.168.1.100 k8s-node1" >> /etc/hosts（替换为自己的节点IP和主机名）

5. 安装Docker（容器运行时）：

yum install -y docker

systemctl start docker && systemctl enable docker

步骤2：安装kubeadm、kubelet、kubectl

kubeadm负责集群的初始化，kubelet负责管理节点上的容器，kubectl是K8s的命令行工具，用于操作集群。

1. 添加K8s yum源：

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/

enabled=1

gpgcheck=0

repo_gpgcheck=0

gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

EOF

2. 安装组件（指定版本，避免版本兼容问题，本文以1.24.0为例）：

yum install -y kubeadm-1.24.0 kubelet-1.24.0 kubectl-1.24.0

3. 设置kubelet开机自启：

systemctl enable kubelet

步骤3：初始化集群（核心步骤）

执行以下命令初始化控制平面，--image-repository指定阿里云镜像仓库（避免国外镜像拉取失败），--pod-network-cidr指定Pod网络网段（后续安装网络插件需要用到）：

kubeadm init --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化成功后，会出现一段提示信息，包含集群接入命令（如kubectl config相关命令）和工作节点加入集群的命令（kubeadm join ...），请务必保存好这段信息，后续会用到。

步骤4：配置kubectl（让kubectl能够操作集群）

执行初始化成功后提示的命令：

mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

执行kubectl get nodes命令，若能看到节点状态为NotReady（未安装网络插件），说明初始化成功。

步骤5：安装网络插件（关键步骤，让Pod之间能够通信）

K8s集群必须安装网络插件才能实现Pod之间的通信，本文选择常用的flannel插件：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.20.2/Documentation/kube-flannel.yml

安装完成后，等待几分钟，执行kubectl get nodes，若节点状态变为Ready，说明单节点集群搭建成功。

### 二、多节点集群搭建（1个控制平面+2个工作节点）

多节点集群更接近生产环境，需要1个控制平面节点和至少2个工作节点，搭建流程与单节点类似，核心区别是需要在工作节点上执行加入集群的命令。

步骤1：环境准备

按照单节点集群的环境准备步骤，分别配置3个节点（控制平面节点：k8s-master，IP：192.168.1.100；工作节点1：k8s-node1，IP：192.168.1.101；工作节点2：k8s-node2，IP：192.168.1.102），确保所有节点之间能够互相通信。

步骤2：安装组件

在3个节点上，分别安装Docker、kubeadm、kubelet、kubectl，操作与单节点一致。

步骤3：初始化控制平面节点

在k8s-master节点上，执行与单节点相同的初始化命令，保存好工作节点加入集群的命令。

步骤4：工作节点加入集群

在k8s-node1和k8s-node2节点上，执行控制平面初始化成功后提示的kubeadm join命令（例如）：

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token abcdef.0123456789abcdef --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

步骤5：安装网络插件

在控制平面节点上，安装flannel网络插件，操作与单节点一致。

步骤6：验证集群状态

在控制平面节点上执行kubectl get nodes，若3个节点的状态都为Ready，说明多节点集群搭建成功。

### 常见问题排查

1. 镜像拉取失败：检查yum源是否配置正确，或手动拉取镜像（kubeadm config images pull --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers）；

2. 节点状态NotReady：检查网络插件是否安装成功，或查看kubelet日志（journalctl -u kubelet）排查问题；

3. 工作节点无法加入集群：检查控制平面节点的防火墙是否关闭，或token是否过期（过期后可执行kubeadm token create --print-join-command重新生成）。

总结来说，使用kubeadm搭建K8s集群的核心步骤是：环境准备→安装组件→初始化控制平面→安装网络插件→工作节点加入（多节点）。搭建完成后，我们就可以在集群上部署容器应用了，下一篇文章我们将讲解如何在K8s集群上部署应用，以及常用的kubectl命令。