Kubernetes 完整学习手册（1 主多从 + 纯 YAML 部署 + 访问原理）

适配系统 ：RockyLinux 9/AlmaLinux 9/CentOS 7/8（RHEL 系）集群架构 ：1 主 (Master) + 2 从 (Worker) 标准生产架构固定 IP 规划

节点角色	主机名	IP 地址
Master（控制面）	k8s-master	192.168.10.10
Worker1（工作节点）	k8s-worker1	192.168.10.11
Worker2（工作节点）	k8s-worker2	192.168.10.12

K8s 集群架构（最简单记忆）

两类节点：

1. Master 节点（大脑 / 控制面）

   • 负责管理整个集群
   • 核心组件：
     • apiserver：唯一入口，所有命令走这里
     • etcd：数据库，存集群所有数据
     • scheduler：决定 Pod 跑在哪个节点
     • controller-manager：监控、自愈

2. Worker 节点（工人 / 数据面）

   • 真正运行业务容器
   • 核心组件：
     • kubelet：节点代理，和 Master 通信
     • kube-proxy：网络、负载均衡
     • containerd：容器运行时（跑容器）
     • Calico：CNI 网络插件（Pod 互通）

核心概念（必记 5 个）

• Pod：K8s 最小运行单位，一个 Pod 里 1～多个容器
• Deployment：管理 Pod，保证副本数量、升级、回滚
• Service：给 Pod 固定 IP + 负载均衡
• Ingress：外网域名访问入口
• Namespace：资源隔离（开发 / 测试 / 生产）

组件作用再巩固

• kubeadm：集群搭建工具（安装集群用）
• kubelet：每个节点必须跑的代理（管理 Pod）
• kubectl：客户端命令（你操作集群用）
• containerd：容器运行时（代替 Docker）
• Calico：Pod 网络（互通 + 防火墙）
• Metrics Server：监控 CPU / 内存（kubectl top）
• MetalLB：裸机负载均衡（Service LoadBalancer）
• Ingress-Nginx：外网域名访问
• Dashboard：可视化页面

核心规则

1. K8s 1.24+ 弃用 Docker，用containerd
2. 集群必须关闭 Swap、SELinux、防火墙
3. 初始化参数导出配置文件修改，不记复杂命令
4. 部署必须用YAML（生产标准）
5. 外部访问必须用Service，首选NodePort

第一部分：所有节点执行（Master+Worker1+Worker2）

步骤 1：基础环境初始化

# 1. 设置主机名（按节点角色执行）
hostnamectl set-hostname k8s-master      # Master执行
hostnamectl set-hostname k8s-worker1     # Worker1执行
hostnamectl set-hostname k8s-worker2     # Worker2执行

# 2. 配置hosts解析（所有节点执行，让节点互相识别）
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.10.10   k8s-master
192.168.10.11   k8s-worker1
192.168.10.12   k8s-worker2
EOF

# 3. 临时关闭Swap（K8s强制要求，禁止使用交换分区）
swapoff -a
# 4. 永久关闭Swap（重启服务器不生效）
sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab

# 5. 临时关闭SELinux（安全组件，影响容器权限）
setenforce 0
# 6. 永久关闭SELinux
sed -i 's/^SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

# 7. 关闭防火墙（初学全关，生产后期配置规则）
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 8. 安装时间同步工具（集群节点时间必须一致）
dnf install -y chrony
systemctl enable --now chronyd

步骤 2：内核参数配置（容器网络必需）

# 1. 加载K8s必需内核模块
cat > /etc/modules-load.d/k8s.conf << EOF
overlay
br_netfilter
EOF

# 2. 立即加载模块（不重启生效）
modprobe overlay
modprobe br_netfilter

# 3. 配置网络内核参数
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.ipv4.ip_forward = 1                 # 开启IP转发（跨节点通信）
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1  # 桥接流量走iptables规则
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 # IPv6兼容
EOF

# 4. 生效内核参数
sysctl --system

步骤 3：安装 containerd（导出配置文件修改）

3.1 安装依赖 + 阿里云 Docker 源

dnf install -y dnf-plugins-core
# 添加国内Docker源（containerd包含在Docker源中）
dnf config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装containerd
dnf install -y containerd.io

3.2 【关键】导出默认配置文件（不记参数，直接改文件）

# 导出默认配置到 /etc/containerd/config.toml
containerd config default > /etc/containerd/config.toml

3.3 手动修改配置文件（打开文件，改这 3 处）

执行命令打开文件：

vi /etc/containerd/config.toml

必须修改的 3 个位置（新手直接搜关键词）：

1. 修改 cgroup 驱动 （K8s 强制要求）搜索：SystemdCgroup把 false → true

2. 修改 pause 镜像为国内 （解决拉取失败）搜索：sandbox_image替换为：registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9

3. 添加国内镜像加速 （加速下载容器镜像）搜索：[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]在下方添加：

   [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
   endpoint = ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"]

3.4 启动并验证 containerd

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now containerd  # 开机自启+立即启动
ctr version  # 验证安装成功（出现版本号即可）

步骤 4：安装 K8s 核心组件（kubeadm/kubelet/kubectl）

4.1 添加阿里云 K8s 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

4.2 安装固定版本 + 锁定版本（防止自动升级）

# 安装1.30.0稳定版
dnf install -y kubelet-1.30.0 kubeadm-1.30.0 kubectl-1.30.0
# 锁定版本
dnf versionlock add kubelet kubeadm kubeadm kubectl
# kubelet开机自启（集群运行核心组件）
systemctl enable kubelet

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第二部分：仅 Master 节点执行

步骤 1：【核心】导出 kubeadm 初始化配置文件（改文件初始化）

# 导出默认初始化配置文件
kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml

手动修改配置文件（打开后改这 5 处）

vi kubeadm-config.yaml

1. localAPIEndpoint.advertiseAddress：改为 192.168.10.10（MasterIP）
2. imageRepository：改为 registry.aliyuncs.com/google_containers（国内镜像）
3. kubernetesVersion：改为 v1.30.0（版本号）
4. podSubnet：添加 192.168.0.0/16（Calico 网络网段）
5. serviceSubnet：保持 10.96.0.0/12

步骤 2：通过配置文件初始化集群（极简命令）

kubeadm init --config kubeadm-config.yaml

初始化成功后执行（配置 kubectl 权限）

# 创建kubectl配置目录
mkdir -p $HOME/.kube
# 复制集群管理员配置
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
# 赋予当前用户权限
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

保存 Worker 加入集群命令（复制备用）

# 忘记命令可执行此语句重新生成
kubeadm token create --print-join-command

步骤 3：安装 Calico 网络插件（生产标准）

# 部署Calico（自动适配我们配置的pod网段）
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.com/v3.28/manifests/calico.yaml

# 查看Calico状态（全部Running后按Ctrl+C退出）
kubectl get pods -n calico-system -w

# 查看节点状态（等待变为Ready）
kubectl get nodes

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第三部分：仅 Worker 节点执行（2 台从节点都执行）

# 粘贴Master节点生成的加入命令（示例）
kubeadm join 192.168.10.10:6443 --token xxx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxx

Master 节点验证集群（1 主 2 从 Ready）

kubectl get nodes

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第四部分：生产必备插件（一键部署 + 注解）

插件 1：Metrics Server（监控 CPU / 内存）

# 下载配置文件
wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml
# 修改国内镜像
sed -i 's#registry.k8s.io/metrics-server/metrics-server#registry.aliyuncs.com/google_containers/metrics-server#g' components.yaml
# 部署
kubectl apply -f components.yaml

# 验证
kubectl top nodes  # 查看节点资源
kubectl top pods   # 查看Pod资源

插件 2：Ingress-Nginx（域名访问）

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/main/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

插件 3：Dashboard（可视化面板）

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.7.0/aio/deploy/recommended.yaml

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第五部分：K8s 标准部署（YAML 文件，生产唯一方式）

创建 nginx.yaml（完整模板 + 逐行注解）

# 1. Deployment：管理Pod（自愈、多副本、升级）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx  # 部署名称
spec:
  replicas: 2  # 2个Pod副本
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:alpine  # 轻量Nginx镜像
        ports:
        - containerPort: 80 # 容器内部端口

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# 2. Service：提供固定访问入口（必须有！否则外部无法访问）
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  type: NodePort  # 外部访问模式（学习首选）
  selector:
    app: nginx    # 关联上面的Pod
  ports:
  - port: 80       # Service端口
    targetPort: 80 # 容器端口
    nodePort: 30080# 固定外部端口（30000-32767）

部署命令

kubectl apply -f nginx.yaml

查看资源

kubectl get pods   # 查看Pod
kubectl get svc    # 查看服务

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第六部分：访问方式终极总结

1. 不创建 Service → 绝对无法外部访问

• Pod IP 是内部虚拟 IP，外部电脑 ping 不通
• Pod 重启 IP 会变，无法稳定访问

2. 推荐访问方式（NodePort）

访问地址（任意节点 IP+30080，全部通用）

http://192.168.10.10:30080  (MasterIP)
http://192.168.10.11:30080  (Worker1IP)
http://192.168.10.12:30080  (Worker2IP)

核心结论

1. IP = 集群任意节点的真实物理 IP
2. 端口固定为 30080（所有节点一致）
3. Nginx 跑在任意 Worker，所有节点都能访问

3. 生产级访问：Ingress 域名访问

nginx.test.com → 指向任意节点IP

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第七部分：常用命令速查（带注解）

kubectl apply -f xxx.yaml    # 部署/更新资源
kubectl get pods             # 查看Pod
kubectl get svc              # 查看服务
kubectl get nodes            # 查看集群节点
kubectl describe pod xxx     # 排查Pod错误
kubectl logs -f xxx          # 实时查看日志
kubectl delete -f xxx.yaml   # 删除资源
kubectl get all              # 查看所有资源