【保姆级实战】从零搭建 Kubernetes 集群

returnthem

300人浏览 · 2026-03-25 17:12:46

returnthem · 2026-03-25 17:12:46 发布

Kubernetes（简称 K8s）是当下容器编排的事实标准。本文以 CentOS 7 为基础环境，从前置环境配置到部署第一个 Nginx 应用，搭建出可用的 K8s 集群。

一、K8s 集群前置环境配置（所有节点必须执行）

搭建 K8s 集群前，需要对操作系统进行标准化配置，关闭影响集群运行的系统组件、配置网络参数。

1.1 关闭防火墙

K8s 集群节点间需要通过大量端口通信，防火墙会拦截通信请求，因此必须关闭。

# 临时关闭防火墙
systemctl stop firewalld
# 永久关闭防火墙（开机不自启）
systemctl disable firewalld

1.2 关闭 SELinux

SELinux 是 Linux 的安全子系统，会限制容器的权限与访问，K8s 要求必须关闭，否则会出现权限异常。

# 临时关闭
setenforce 0
# 永久关闭（修改配置文件）
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

1.3 关闭 Swap 交换分区

这是 K8s 强制要求，Swap 会降低容器性能，导致集群调度异常，kubeadm 初始化时会强制检查。

# 临时关闭
swapoff -a
# 永久关闭（注释 fstab 中的 Swap 配置）
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

1.4 设置主机名

集群内节点通过主机名识别，每个节点主机名必须唯一，方便区分 Master 与 Node 节点。

# Master 节点执行
hostnamectl set-hostname k8smaster
# Node1 节点执行
hostnamectl set-hostname k8snode1
# Node2 节点执行
hostnamectl set-hostname k8snode2

1.5 配置 hosts 域名映射

让节点之间通过主机名互通，无需依赖 DNS 服务。

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.177.130 k8smaster
192.168.177.131 k8snode1
192.168.177.132 k8snode2
EOF

注意：IP 地址替换为自己节点的真实内网 IP。

1.6 配置桥接 IPv4 流量

K8s 的容器网络依赖 Linux 桥接功能，需要开启内核参数，让桥接流量转发到 iptables。

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
# 生效内核参数
sysctl --system

1.7 时间同步

集群内所有节点时间必须一致，否则证书验证、日志记录、组件通信会出现异常。

# 安装时间同步工具
yum install ntpdate -y
# 同步阿里云时间服务器
ntpdate ntp.aliyun.com

二、安装 Docker /kubeadm/kubelet（所有节点执行）

K8s 本身不运行容器，需要容器运行时，同时需要安装集群管理工具。

2.1 安装 Docker（容器运行时）

Docker 是 K8s 最常用的容器运行时，负责创建、启动、管理容器。

2.1.1 配置 Docker 阿里云 YUM 源

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

2.1.2 安装 Docker 社区版

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

2.1.3 配置 Docker 镜像加速与 cgroup 驱动

K8s 默认使用 systemd 作为 cgroup 驱动，Docker 默认是 cgroupfs，两者必须统一，否则集群异常。

cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://mirrors.aliyun.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

2.1.4 启动 Docker 并设置开机自启

systemctl daemon-reload
systemctl enable docker && systemctl start docker

2.2 安装 kubeadm /kubelet/kubectl

核心术语解释

kubelet：运行在所有节点，负责与容器运行时交互，管理 Pod 生命周期
kubeadm：集群初始化、节点加入的工具，简化集群搭建
kubectl：K8s 命令行客户端，用于操作集群

2.2.1 配置 K8s 阿里云源

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=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

2.2.2 安装核心组件

yum install -y kubelet kubeadm kubectl
# 设置 kubelet 开机自启（初始化前不手动启动）
systemctl enable kubelet

三、kubeadm init 初始化 Master 节点

Master 节点是集群的控制平面，负责集群调度、管理、监控，仅在 Master 节点执行。

3.1 初始化命令（带国内镜像适配）

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.177.130 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.30.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --ignore-preflight-errors=all

参数解释

--apiserver-advertise-address：Master 节点 API 服务监听地址
--image-repository：阿里云镜像仓库，解决国外镜像拉取失败
--service-cidr：集群内部 Service 网段
--pod-network-cidr：Pod 网络网段（Flannel 插件专用）
--ignore-preflight-errors：忽略非关键预检错误

3.2 初始化成功后配置 kubectl

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

3.3 保存节点加入命令

初始化成功后会输出 kubeadm join 命令，这是 Node 节点加入集群的唯一凭证，务必保存。

四、Node 节点加入集群

所有 Node 节点完成前置配置与工具安装后，执行 Master 节点输出的加入命令。

4.1 执行加入命令

kubeadm join 192.168.177.130:6443 --token xxx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxx

4.2 忘记加入命令的解决方法

在 Master 节点执行：

kubeadm token create --print-join-command

4.3 查看节点状态

kubectl get nodes

此时节点状态为 NotReady，因为未部署 CNI 网络插件。

五、部署 CNI 网络插件（Flannel）

CNI（容器网络接口）是 K8s 容器网络的标准接口，没有 CNI 插件，Pod 无法通信，节点永远为 NotReady。

5.1 部署 Flannel 插件

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

5.2 查看 Flannel 组件状态

kubectl get pods -n kube-system

5.3 验证集群节点状态

kubectl get nodes

所有节点状态变为 Ready，代表集群网络正常，集群搭建完成。

六、实战：部署第一个 Nginx 应用并访问

集群搭建完成后，部署 Nginx 应用，验证集群的应用调度与访问能力。

6.1 创建 Nginx Deployment

Deployment 是 K8s 用于管理无状态应用的资源，负责 Pod 的创建、更新、扩缩容

kubectl create deployment nginx --image=nginx

6.2 查看 Deployment 与 Pod 状态

# 查看 Deployment
kubectl get deployments
# 查看 Pod
kubectl get pods -o wide

6.3 创建 Service 暴露应用

Service 是 K8s 的服务发现与负载均衡资源，通过 NodePort 类型暴露端口，让外部访问应用。

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

6.4 查看 Service 端口

kubectl get svc

输出结果中 PORT(S) 列会显示 80:3xxxx/TCP，3xxxx 是外部访问端口。

6.5 浏览器访问应用

打开浏览器，输入：

http://节点IP:3xxxx

看到 Nginx 欢迎页，代表应用部署成功，集群可正常对外提供服务。

结语

本文完整覆盖了 K8s 集群搭建的全流程：前置环境配置 → 核心工具安装 → Master 初始化 → Node 加入 → CNI 网络部署 → 应用实战，完成本教程后，已经拥有了一套可用的 K8s 集群，可继续学习 Deployment 扩缩容、ConfigMap、Ingress 等进阶功能。