本篇约3000字，阅读10分钟, 动手2小时Kubernetes（K8s）作为云原生生态的基石，已被广泛视为现代分布式系统的"操作系统"。云原生强调容器化、微服务、 DevOps 与持续交付，而 Kubernetes 正是实现这些理念的技术枢纽。K8s 与 DevOps 深度融合，推动 CI/CD 流程自动化。实现从代码提交到生产部署的分钟级响应。同时，其自愈、滚动更新等特性，提升了发布稳定性，助力企业实现高频、高质量交付。它不仅实现了容器化应用的自动化部署、扩缩容与运维管理，更通过强大的编排能力，将计算、存储、网络资源统一调度，为微服务、AI、大数据和DevOps等复杂工作负载提供稳定高效的运行平台，也成为了事实上企业数字化基座重要一环。
我们将在一系列的文章里讲解k8s的企业实践及使用思考。本篇是系列的第一篇，目的在于用最小篇幅创建一个可动手实践的路径, 让读者边做边验证边了解,尽快入门了解k8s及其主要使用场景. 实验是基于Windows Hyper-V 上创建 Ubuntu 24.04 虚机，并搭建 1 Master / 2 Worker 的 Kubernetes 测试集群（ kubeadm + containerd ）。按步骤执行即可完成集群安装与基本功能验证。
一、总体架构
|------------|---------------|---------|--------|----------------|
| 节点 | 角色 | CPU | 内存 | IP 示例 |
| Vm01master | Control Plane | 4C | 8G | 10.113.214.115 |
| Vm02node | Worker | 4C | 8G | 10.113.214.116 |
| Vm03node | Worker | 4C | 8G | 10.113.214.117 |
网络要求：
|-------|--------|
| 项 | 要求 |
| VM网络 | 同一子网 |
| DNS | 可解析 |
| 节点互通 | ping互通 |
| SSH | 可访问 |
二、Step 1 --- Hyper-V 创建虚拟机
下载系统：Ubuntu Server 24.04 LTS ISO
Hyperv上创建3 台虚机并加载 Ubuntu ISO安装ubuntu系统。
VM配置：
|------------|---------|--------|--------|
| VM | CPU | 内存 | 磁盘 |
| Vm01master | 4 | 8GB | 80GB |
| Vm02node | 4 | 8GB | 80GB |
| Vm03node | 4 | 8GB | 80GB |
VM网络：Hyper-V External Virtual Switch
安装Ubuntu 时安装openssh:
Sudo apt update
Sudo apt install --y openssh-server
三、 Step 2 --- 设置主机名
在每台vm执行：
master : sudo hostnamectl set-hostname vm01master
worker1 : sudo hostnamectl set-hostname vm02node
worker2 : sudo hostnamectl set-hostname vm03node
四、 Step 3 --- hosts 解析
所有节点编辑：
sudo nano /etc/hosts
加入：
10.113.214.115 vm01master
10.113.214.116 vm02node
10.113.214.117 vm03node
测试：ping vm01master, 确保VM之间网络通信正常
五、 Step 4 --- 关闭 swap
Kubernetes必须关闭 swap, 所有节点执行: sudo swapoff -a
永久关闭：sudo nano /etc/fstab
注释swap 行。
六、 Step 5 --- 启用内核参数
所有节点执行：
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter
配置：
sudo nano /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
写入：
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
应用：
sudo sysctl --system
七、 Step 6 --- 安装 containerd
所有节点执行：
sudo apt update
sudo apt install -y containerd
生成配置：
sudo mkdir -p /etc/containerd
sudo containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml
编辑：
sudo nano /etc/containerd/config.toml
- 启用 systemd cgroup,找到：SystemdCgroup = false改为：
SystemdCgroup = true
2.找到sandbox_image行,改为:
Sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.10"
- 找到[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors],在该行下添加以下两行:
plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."registry.k8s.io"
Endpoint = ["https://registry.aliyuncs.com/google_containers"]
重启：
sudo systemctl restart containerd
sudo systemctl enable containerd
八、 Step 7 --- 安装 Kubernetes 组件
所有节点执行：
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl
添加repo：
curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.34/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.34/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
安装：
sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
锁定版本：
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
九、 Step 8 --- 初始化 Master
只在master 节点执行：
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
成功后会出现：
kubeadm join ...
保存该命令（Worker加入集群要用）。
十、 Step 9 --- 配置 kubectl
在master执行：
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown (id -u):(id -g) $HOME/.kube/config
测试：
kubectl get nodes
此时master 状态：NotReady因为还没装网络插件。
十一、 Step 10 --- 安装 CNI 网络
这里推荐Flannel（最简单）。
这里为避免网络问题,下载了flannel/flannel-cni镜像, 手动导入到了3个vm里， 把kube-flannel.yml导入master之后手动执行 kubectl apply -f kube-flannel.yml安装cni网络
注意: 导入镜像可以使用命令:
sudo ctr -n k8s.io images import /tmp/flannel.tar
sudo ctr -n k8s.io images import /tmp/flannel-cni.tar
网络没有问题的可以在 master执行下述命令简化操作：
kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml
等待：
kubectl get pods -A
十二、 Step 11 --- Worker 加入集群
在master可以使用命令kubeadm token create --print-join-command 获得可以在worker node上使用的命令, 比如:
Sudo kubeadm join 10.113.214.115:6443 --token 5w6y9x.0omxxxxxxxxxxxx --discovery-token-ca-cert-hash sha256:fe8484xxxxxxx
在vm02node / vm03node 执行以上命令。 命令运行后返回: This node has joined the cluster. 看到这个信息表示加入集群动作完成。之后可以运行kubectl get nodes 查看节点状态是否ready：
十三、 Step 12 --- 功能测试
初步完成k8s集群搭建之后, 计划运行一个部署nginx任务来检测集群功能。注意,因为网络关系,本次测试利用了现有的nginx镜像,再导入到各个node之后进行, 但不影响集群功能测试:
kubectl create deployment nginx --image=docker.xuanyuan.me/library/nginx:latest
扩展副本：
kubectl scale deployment nginx --replicas=2
查看：
kubectl get pods -o wide
可以看到Pod分布在不同 Worker。
十四、 Step 13 --- 暴露服务
kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --port=80
通过 NodePort 类型，用户可以通过集群中任意节点的 IP 地址加上分配的 NodePort 端口号来访问部署的应用程序。使用kubectl get svc查看端口：
NodePort 30558
访问：http://workerIP:30558即可看到nginx首页。会发现使用各个vmip都是可以的:
十五、最终集群结构
k8s cluster
│
├── master
│ ├── kube-apiserver
│ ├── scheduler
│ ├── controller-manager
│ └── etcd
│
├── worker1
│ └── pods
│
└── worker2
└── pods
十六、 k8s集群维护常用命令及后续
到这里就完成了基础的k8s集群创建以及POD调度。在后续的系列文章里, 本系列会持续展开对于k8s的监控, 管理等精细化内容.最后k8s集群管理常用的命令做了归类整理方便读者理解使用。关注生产力联盟,在新质生产力时代掌握关键生产力.
1. 集群基础管理命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl cluster-info | kubectl cluster-info | 查看集群信息，包括控制平面和关键服务 |
| kubectl get nodes | kubectl get nodes -o wide | 列出所有节点，-o wide 显示详细信息 |
| kubectl describe node <node-name> | kubectl describe node node-1 | 查看节点详细信息，包括资源、状态和事件 |
| kubectl version | kubectl version --short | 查看客户端和服务器端的 Kubernetes 版本 |
2. 资源查看与描述命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl get pods | kubectl get pods -A | 列出所有命名空间中的 Pod，-A 或 --all-namespaces 查看所有 |
| kubectl get services | kubectl get svc -l app=nginx | 列出服务，通过标签筛选 |
| kubectl get deployments | kubectl get deploy | 列出 Deployment 资源 |
| kubectl describe pod <pod-name> | kubectl describe pod nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 | 查看 Pod 的详细信息 |
| kubectl get pods -o wide | kubectl get pods -o wide | 获取 Pod 的详细信息，包括 IP 和节点 |
3. 资源创建与删除命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl create deployment | kubectl create deployment nginx --image=nginx | 创建一个名为 nginx 的 Deployment |
| kubectl expose | kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --port=80 | 将 Deployment 暴露为 NodePort 类型的 Service |
| kubectl delete | kubectl delete deployment nginx | 删除 Deployment 资源 |
| kubectl apply -f | kubectl apply -f deployment.yaml | 从文件中创建或更新资源 |
4. Pod 管理与调试命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl exec | kubectl exec -it nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 -- /bin/bash | 进入 Pod 的容器 |
| kubectl logs | kubectl logs nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 | 查看 Pod 的日志 |
| kubectl logs -f | kubectl logs -f nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 | 实时查看 Pod 日志 |
5. 部署管理命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl scale | kubectl scale deployment nginx --replicas=2 | 调整 Deployment 的副本数量 |
| kubectl rollout | kubectl rollout status deployment/nginx | 查看 Deployment 的滚动更新状态 |
| kubectl rollout undo | kubectl rollout undo deployment/nginx | 回滚到上一个版本 |
| kubectl rollout history | kubectl rollout history deployment/nginx | 查看 Deployment 的版本历史 |
6. 标签与选择器命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl label | kubectl label pods nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 version=v1 | 为 Pod 添加标签 |
| kubectl get pods -l <label-key>=<label-value> | kubectl get pods -l app=nginx | 根据标签筛选 Pod |
| kubectl get pods --show-labels | kubectl get pods --show-labels | 显示所有 Pod 的标签 |
7. 配置与存储管理命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl create configmap | kubectl create configmap nginx-config --from-literal=nginx.conf=... | 创建 ConfigMap |
| kubectl create secret | kubectl create secret generic db-secret --from-literal=username=admin | 创建 Secret |
| kubectl get configmaps | kubectl get configmaps | 列出 ConfigMap |
| kubectl get secrets | kubectl get secrets | 列出 Secret |
8. 高级操作与故障排查命令
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| 命令 | 示例 | 简要说明 |
| kubectl top pods | kubectl top pods --sort-by=cpu | 显示 Pod 的资源使用情况，按 CPU 排序 |
| kubectl get pods --sort-by= '.status.containerStatuses.restartCount' | kubectl get pods --sort-by= '.status.containerStatuses.restartCount' | 按重启次数排序 Pod |
| kubectl get pods --field-selector=status.phase=Running | kubectl get pods --field-selector=status.phase=Running | 显示运行中的 Pod |
| kubectl delete pod --grace-period=0 --force | kubectl delete pod nginx-7b5b7c9d8f-xyz12 --grace-period=0 --force | 强制删除 Pod |
9. 命令参数速查
|---------------------------|--------------------------|
| 参数 | 说明 |
| -n <namespace> | 指定命名空间 |
| -o <output-format> | 指定输出格式（如 wide、yaml、json） |
| --all-namespaces 或 -A | 跨所有命名空间查询 |
| -f <filename> | 通过 YAML/JSON 文件操作资源 |
| -l <label-selector> | 按标签筛选资源 |
这些命令涵盖了Kubernetes 日常运维和管理中的主要操作，可以帮助用户高效地管理集群资源。