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Ubuntu 18.04部署Kubernetes 1.23全攻略

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1. Ubuntu系统与Kubernetes环境准备

在Ubuntu 18.04 LTS上部署Kubernetes 1.23版本，首先需要确保系统环境满足基本要求。我建议使用至少2GB内存和2核CPU的机器作为节点，因为Kubernetes的控制平面组件会消耗不少资源。在实际生产环境中，master节点建议配置4核CPU和8GB内存以上。

系统版本检查很重要，我曾经遇到过因为Ubuntu小版本差异导致组件不兼容的问题。执行以下命令确认系统版本：

bash复制lsb_release -a
# 输出示例
# No LSB modules are available.
# Distributor ID: Ubuntu
# Description:    Ubuntu 18.04.5 LTS
# Release:        18.04
# Codename:       bionic

网络配置是集群正常工作的基础。我习惯使用Netplan配置静态IP，这比DHCP更可靠。编辑/etc/netplan/01-netcfg.yaml文件时，注意YAML的缩进格式：

yaml复制network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    ens32:
      dhcp4: no
      addresses: [192.168.110.128/24]
      gateway4: 192.168.110.2
      nameservers:
        addresses: [192.168.110.2,114.114.114.114]

应用网络配置后，务必测试网络连通性。我曾经因为DNS配置错误导致后续镜像拉取失败，浪费了大量排查时间。

重要提示：所有节点都需要配置主机名解析，编辑/etc/hosts文件确保各节点能通过主机名互相访问。这是kubeadm加入集群时的必备条件。

2. 系统参数与依赖组件配置

Kubernetes对Linux系统有些特殊要求，这些配置容易被忽视但至关重要。首先必须关闭swap，否则kubelet会无法启动：

bash复制swapoff -a
sed -i '/swap/d' /etc/fstab

内核参数调整直接影响网络性能。创建/etc/sysctl.d/k8s.conf文件并加入以下内容：

bash复制net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

加载新配置后，建议重启系统确保所有修改生效。我曾经遇到sysctl配置未持久化的问题，导致集群网络异常。

容器运行时选择上，虽然Kubernetes支持多种运行时，但Docker仍是最成熟稳定的选择。安装Docker 20.10版本时，特别注意cgroup驱动必须改为systemd：

json复制{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://frz7i079.mirror.aliyuncs.com"]
}

这个配置需要放入/etc/docker/daemon.json。重启Docker后验证驱动是否生效：

bash复制docker info | grep -i cgroup
# 正确输出应显示：Cgroup Driver: systemd

3. Kubernetes组件安装与初始化

Kubernetes组件安装需要配置阿里云镜像源，因为官方源在国内访问不稳定。添加源时要注意Ubuntu版本代号匹配：

bash复制apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF

安装特定版本的kubelet、kubeadm和kubectl时，明确指定版本号可以避免意外升级：

bash复制apt-get install -y kubelet=1.23.0-00 kubeadm=1.23.0-00 kubectl=1.23.0-00

初始化控制平面是部署的关键步骤。这里有几个重要参数需要注意：

bash复制kubeadm init \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.23.0 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --apiserver-advertise-address=192.168.110.128

--pod-network-cidr必须与后续安装的CNI插件匹配，否则网络无法正常工作。初始化成功后，按照提示配置kubectl：

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

4. 网络插件部署与节点加入

Calico是功能完善的CNI插件选择，特别适合需要网络策略的场景。部署前需要确认yaml文件中的CIDR与kubeadm初始化时一致：

bash复制wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
sed -i 's/192.168.0.0/10.244.0.0/g' calico.yaml
kubectl apply -f calico.yaml

worker节点加入集群需要token，如果忘记初始化时输出的token，可以在master节点上重新生成：

bash复制kubeadm token create --print-join-command
# 输出示例：kubeadm join 192.168.110.128:6443 --token abcdef.0123456789abcdef ...

在worker节点执行该命令后，可以在master上查看节点状态：

bash复制kubectl get nodes -w
# 健康状态应显示为Ready
NAME         STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k8scludes1   Ready    control-plane,master   10m   v1.23.0
k8scludes2   Ready    <none>                 2m    v1.23.0

5. 集群验证与常见问题排查

部署完成后，运行以下命令验证集群核心组件状态：

bash复制kubectl get pods -n kube-system
# 应看到coredns、calico-node、kube-proxy等pod都处于Running状态

常见问题及解决方案：

  1. 节点NotReady：通常是网络插件未正确安装，检查calico-node pod日志：

    bash复制kubectl logs -n kube-system calico-node-xxxxx

  2. 镜像拉取失败：手动拉取镜像并重新打标签：

    bash复制docker pull registry.aliyun.com/google_containers/pause:3.6
docker tag registry.aliyun.com/google_containers/pause:3.6 k8s.gcr.io/pause:3.6

  3. kubelet启动失败：检查journalctl日志：

    bash复制journalctl -xeu kubelet

为提高工作效率，建议配置kubectl命令补全和别名：

bash复制echo 'source <(kubectl completion bash)' >> ~/.bashrc
echo 'alias k=kubectl' >> ~/.bashrc
echo 'complete -F __start_kubectl k' >> ~/.bashrc

6. 生产环境优化建议

对于生产环境，还需要考虑以下增强措施：

  1. etcd备份：定期备份etcd数据，防止集群状态丢失

    bash复制etcdctl snapshot save snapshot.db \
  --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
  --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt \
  --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \
  --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key

  2. 节点亲和性：为master节点设置污点，避免工作负载调度到控制平面

    bash复制kubectl taint nodes k8scludes1 node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule

  3. 监控告警：部署Prometheus-Operator监控集群健康状态

    bash复制kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/prometheus-operator/kube-prometheus/main/manifests/setup.yaml

  4. HPA配置：为关键服务配置水平自动扩缩

    yaml复制apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: myapp-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: myapp
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

7. 版本升级与维护

Kubernetes版本升级需要谨慎操作。先升级kubeadm，再升级控制平面，最后升级worker节点：

bash复制# 在master节点
apt-get update && apt-get install -y kubeadm=1.23.1-00
kubeadm upgrade plan
kubeadm upgrade apply v1.23.1

# 升级kubelet和kubectl
apt-get install -y kubelet=1.23.1-00 kubectl=1.23.1-00
systemctl restart kubelet

# 在worker节点
apt-get update && apt-get install -y kubeadm=1.23.1-00
kubeadm upgrade node
apt-get install -y kubelet=1.23.1-00
systemctl restart kubelet

日常维护时，建议使用以下命令检查集群健康状态：

bash复制kubectl get componentstatuses
kubectl top nodes
kubectl get events --sort-by='.metadata.creationTimestamp'

我在实际运维中发现，定期清理完成的Job和Evicted状态的Pod能有效释放资源：

bash复制kubectl delete pods --field-selector=status.phase=Failed -A
kubectl delete jobs --field-selector=status.successful=1 -A

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