Kubernetes 1.34安装配置详解：从入门到生产环境

开源项目 3 小时前 0 2

概述

Kubernetes（简称K8s）是目前最流行的容器编排平台，1.34版本带来了许多新特性和改进。本文将详细介绍Kubernetes 1.34的安装配置、新特性体验以及日常运维操作，帮助你快速上手这个强大的容器编排系统。

前置条件

至少3台Linux服务器（Master 1台 + Worker 2台）
每台服务器至少2GB内存、2核CPU
稳定的网络连接
对Linux命令行有基本了解

服务器规划

主机名          IP地址           角色
-----------------------------------------
k8s-master     192.168.1.10    Master/Worker
k8s-node1      192.168.1.11    Worker
k8s-node2      192.168.1.12    Worker

系统准备

1. 配置主机名

# Master节点
hostnamectl set-hostname k8s-master

# Node1节点
hostnamectl set-hostname k8s-node1

# Node2节点
hostnamectl set-hostname k8s-node2

2. 配置hosts文件

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.1.10 k8s-master
192.168.1.11 k8s-node1
192.168.1.12 k8s-node2
EOF

3. 关闭防火墙

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 或者配置防火墙规则（生产环境推荐）
firewall-cmd --permanent --add-port=6443/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=2379-2380/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=10250-10255/tcp
firewall-cmd --reload

4. 关闭SELinux

# 临时关闭
setenforce 0

# 永久关闭
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

# 重启生效
reboot

5. 配置Swap分区

# 临时关闭swap
swapoff -a

# 永久关闭（注释掉swap行）
sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab

6. 加载内核模块

cat >> /etc/modules-load.d/k8s.conf <> /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF

# 应用配置
sysctl --system

7. 安装容器运行时

# 安装Docker
yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -y

# 启动Docker
systemctl start docker
systemctl enable docker

# 配置Docker使用systemd作为cgroup驱动
cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF

# 重启Docker
systemctl restart docker

安装Kubernetes组件

1. 添加Kubernetes仓库

cat >> /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

2. 安装Kubernetes组件

# 安装kubeadm、kubelet、kubectl
yum install -y kubeadm-1.34.0 kubelet-1.34.0 kubectl-1.34.0 --disableexcludes=kubernetes

# 启动kubelet
systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet

# 验证安装
kubeadm version
kubelet --version

3. 初始化Master节点

# 在Master节点执行
kubeadm init   --apiserver-advertise-address=192.168.1.10   --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers   --kubernetes-version v1.34.0   --service-cidr=10.96.0.0/12   --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

# 初始化成功后会显示类似以下信息
# [init] Using Kubernetes version: v1.34.0
# [preflight] Running pre-flight checks
# [preflight] Pulling images required for setting up a Kubernetes cluster
# [preflight] This might take a minute or two, depending on your internet speed
# [kubelet-finalize] Updating "/etc/kubernetes/kubelet.conf" to point to a temporary certificate authority.
# [certificates] Generated front-proxy-ca certificate and key.
# [certificates] Generated front-proxy-client certificate and key.
# [certificates] Generated etcd/ca certificate and key.
# [certificates] Generated etcd/server certificate and key.
# [certificates] Generated etcd/peer certificate and key.
# [certificates] Generated etcd/healthcheck-client certificate and key.
# [certificates] Generated apiserver-etcd-client certificate and key.
# [certificates] Generated apiserver certificate and key.
# [certificates] Generated apiserver-kubelet-client certificate and key.
# [certificates] Generated root CA certificate and key.
# [upload-certs] Uploaded certificates to Secret.
# [mark-control-plane] Marking the node k8s-master as control-plane and adding taints.
# [bootstrap-token] Using token: abcdef.1234567890abcdef
# [bootstrap-token] Configuring bootstrap tokens, cluster-info ConfigMap, RBAC Roles
# [bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow the csrapprover controller automatically approve csr from a Node Bootstrapping token
# [bootstrap-token] Configured RBAC rules to allow certificate rotation for all node client certificates in the cluster
# [kubelet-start] Starting the kubelet
# [kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

# 记录最后显示的join命令
# 例如：
# kubeadm join 192.168.1.10:6443 --token abcdef.1234567890abcdef #     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxx

4. 配置kubectl

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

# 验证配置
kubectl get nodes
kubectl get pods -n kube-system

5. 安装网络插件（Calico）

# 安装Calico网络插件
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

# 或者使用Helm安装
helm repo add projectcalico https://projectcalico.org/charts
helm install calico projectcalico/tigera-operator --version 3.28.0 -n calico-system --create-namespace

# 验证安装
kubectl get pods -n kube-system | grep calico

6. 添加Worker节点

# 在每个Worker节点上执行（使用初始化时生成的命令）
kubeadm join 192.168.1.10:6443   --token abcdef.1234567890abcdef   --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxx

# 如果忘记token，可以重新生成
kubeadm token create --print-join-command

# 验证节点状态
kubectl get nodes -o wide

Kubernetes 1.34新特性

1. Server-Side Field Validation（服务端字段验证）

Kubernetes 1.34增强了服务端字段验证功能，提供更详细的错误信息。

# 启用服务端字段验证
kubectl apply -f pod.yaml --validate=true

# 验证Pod定义
kubectl apply -f pod.yaml --validate=strict

2. Kubelet资源管理增强

1.34版本改进了资源管理，支持更精细的CPU亲和性控制。

# Pod资源限制示例
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-demo
spec:
  containers:
  - name: demo
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
      limits:
        memory: "256Mi"
        cpu: "1000m"
      # CPU亲和性配置
      resources:
        limits:
          kubernetes.io/cpu: "2"
        requests:
          kubernetes.io/cpu: "1"

3. 临时存储管理增强

改进了临时存储（ephemeral-storage）的管理和监控。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: storage-demo
spec:
  containers:
  - name: demo
    image: nginx
    resources:
      limits:
        ephemeral-storage: "2Gi"
      requests:
        ephemeral-storage: "1Gi"
    volumeMounts:
    - name: tmp-volume
      mountPath: /tmp
  volumes:
  - name: tmp-volume
    emptyDir:
      sizeLimit: "1Gi"

常用操作命令

1. Pod操作

# 创建Pod
kubectl run nginx --image=nginx

# 创建Pod（指定资源限制）
kubectl run web --image=nginx --requests=cpu=500m,memory=256Mi --limits=cpu=1,memory=512Mi

# 查看Pod列表
kubectl get pods
kubectl get pods -o wide
kubectl get pods -n kube-system

# 查看Pod详情
kubectl describe pod nginx

# 查看Pod日志
kubectl logs nginx
kubectl logs nginx -c container-name
kubectl logs -f nginx

# 删除Pod
kubectl delete pod nginx
kubectl delete pod nginx --force --grace-period=0

# 进入Pod内部
kubectl exec -it nginx -- /bin/bash

# 缩放Pod副本数
kubectl scale deployment nginx --replicas=3

2. Deployment操作

# 创建Deployment
kubectl create deployment nginx --image=nginx

# 暴露服务
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 查看Deployment
kubectl get deployments
kubectl get deployment nginx -o yaml

# 更新Deployment
kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.25

# 查看更新状态
kubectl rollout status deployment/nginx

# 回滚Deployment
kubectl rollout undo deployment/nginx
kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=2

# 查看历史版本
kubectl rollout history deployment/nginx

# 扩缩容
kubectl scale deployment/nginx --replicas=5

# 暂停/恢复更新
kubectl rollout pause deployment/nginx
kubectl rollout resume deployment/nginx

3. Service操作

# 创建Service
kubectl expose pod my-pod --port=80 --target-port=8080

# 创建Service（ClusterIP）
kubectl create service clusterip my-service --tcp=80:8080

# 创建Service（NodePort）
kubectl create service nodeport my-service --tcp=80:80

# 创建Service（LoadBalancer）
kubectl create service loadbalancer my-service --tcp=80:80

# 查看Service
kubectl get services
kubectl get svc

# 查看Service详情
kubectl describe service nginx

# 删除Service
kubectl delete service nginx

4. Namespace操作

# 查看Namespace
kubectl get namespaces
kubectl get ns

# 创建Namespace
kubectl create namespace dev
kubectl create -f namespace.yaml

# 切换Namespace
kubectl config set-context --current --namespace=dev

# 删除Namespace
kubectl delete namespace dev

5. ConfigMap和Secret

# 创建ConfigMap
kubectl create configmap app-config --from-literal=key1=value1 --from-literal=key2=value2
kubectl create configmap app-config --from-file=config.properties

# 创建Secret
kubectl create secret generic db-secret --from-literal=username=admin --from-literal=password=123456
kubectl create secret tls tls-secret --cert=tls.crt --key=tls.key

# 在Pod中使用ConfigMap
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: configmap-pod
spec:
  containers:
  - name: demo
    image: nginx
    envFrom:
    - configMapRef:
        name: app-config
    volumeMounts:
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/config
  volumes:
  - name: config-volume
    configMap:
      name: app-config

6. Ingress配置

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: app.example.com
    http:
      paths:
      - path: /api
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: api-service
            port:
              number: 80
      - path: /web
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: web-service
            port:
              number: 80

7. 资源配额和限制

# 创建ResourceQuota
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-quota
  namespace: dev
spec:
  hard:
    cpu: "10"
    memory: "20Gi"
    pods: "20"
    services: "10"
    replicationcontrollers: "20"
    resourcequotas: "1"
    persistentvolumeclaims: "5"

# 创建LimitRange
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: limit-range
  namespace: dev
spec:
  limits:
  - default:
      cpu: "500m"
      memory: "256Mi"
    defaultRequest:
      cpu: "200m"
      memory: "128Mi"
    type: Container

日常运维

1. 集群状态检查

# 检查节点状态
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide
kubectl top nodes

# 检查Pod状态
kubectl get pods -A
kubectl get pods -A -o wide
kubectl top pods -A

# 检查集群组件状态
kubectl get componentstatuses

# 检查Events
kubectl get events --sort-by='.metadata.creationTimestamp'
kubectl get events -n kube-system --sort-by='.lastTimestamp'

# 检查集群健康状况
kubectl cluster-info
kubectl get --raw='/healthz'

2. 故障排查

# 查看Pod详细状态
kubectl describe pod 

# 查看Pod日志
kubectl logs 
kubectl logs  -c 
kubectl logs  --previous

# 查看资源使用情况
kubectl top pods -n 
kubectl top nodes

# 进入容器调试
kubectl exec -it  -- /bin/bash

# 端口转发
kubectl port-forward pod/ 8080:80

# 代理访问Dashboard
kubectl proxy

# 查看Endpoint
kubectl get endpoints

3. 备份和恢复

# 使用Velero备份
velero backup create backup-2024 --include-namespaces default
velero backup create backup-2024 --exclude-namespaces kube-system

# 查看备份
velero backup get

# 恢复备份
velero restore create --from-backup backup-2024

# 备份etcd（如果使用etcd）
ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save /tmp/etcd-backup.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

4. 集群升级

# Master节点升级
apt-get update
apt-get install -y kubeadm=1.35.0 kubectl=1.35.0 kubelet=1.35.0

# 检查升级计划
kubeadm upgrade plan

# 执行升级
kubeadm upgrade apply v1.35.0

# 设置cordon标记节点（维护时）
kubectl cordon 
kubectl drain  --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

# 升级kubelet
apt-get install -y kubelet=1.35.0
systemctl restart kubelet

# 恢复节点
kubectl uncordon

5. 监控和日志

# 部署Prometheus
helm install prometheus stable/prometheus-operator -n monitoring --create-namespace

# 部署Grafana
helm install grafana stable/grafana -n monitoring

# 部署ELK日志系统
helm install elasticsearch elastic/elasticsearch -n logging --create-namespace
helm install kibana elastic/kibana -n logging
helm install filebeat elastic/filebeat -n logging

# 查看metrics
kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes
kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/pods

常见问题

Q1: Pod一直处于Pending状态

问题描述：Pod创建后一直处于Pending状态

解决方法：

检查节点资源是否足够
检查是否有节点被标记为不可调度
检查PVC是否正确绑定

# 查看详细原因
kubectl describe pod 

# 检查节点资源
kubectl describe nodes | grep -A 10 "Allocated resources"
kubectl top nodes

# 检查节点状态
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o jsonpath='{range .items[*]}{.metadata.name}{"	"}{.status.conditions[?(@.type=="Ready")].status}{"
"}{end}'

Q2: Pod一直处于CrashLoopBackOff状态

问题描述：Pod反复重启

解决方法：

检查容器启动命令是否正确
检查应用程序是否有错误
检查资源限制是否合理

# 查看日志
kubectl logs 
kubectl logs  --previous

# 检查容器配置
kubectl describe pod 

# 检查事件
kubectl get events --field-slider=involvedObject.name=

Q3: Service无法访问

问题描述：Service无法正常访问

解决方法：

检查Endpoint是否存在
检查Pod是否正常运行
检查Service配置是否正确

# 检查Endpoint
kubectl get endpoints 

# 检查Service配置
kubectl describe service 

# 测试Service
kubectl run test --rm -it --image=busybox --restart=Never -- wget -qO- http://:

Q4: 网络插件问题

问题描述：Pod之间无法通信

解决方法：

检查网络插件是否正常运行
检查节点网络配置
检查防火墙规则

# 检查网络插件Pod
kubectl get pods -n kube-system | grep -E "calico|flannel|cilium"

# 查看网络插件日志
kubectl logs -n kube-system 

# 检查节点网络接口
ip addr
ip route

# 测试Pod间通信
kubectl exec  -- ping

总结

通过本文的介绍，你应该已经掌握了Kubernetes 1.34的安装配置和日常运维操作。Kubernetes是一个功能强大的容器编排平台，建议在实际使用中不断探索和学习更多高级特性。

建议的生产环境最佳实践：

使用高可用架构部署集群
配置资源限制和请求
启用监控和日志系统
定期备份集群数据
制定集群升级计划
配置RBAC权限控制
使用NetworkPolicy限制网络访问

参考资源

Kubernetes官方文档：https://kubernetes.io/docs/home/
Kubernetes GitHub：https://github.com/kubernetes/kubernetes
Kubeadm文档：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/
kubectl文档：https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/

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概述

前置条件

服务器规划

系统准备

1. 配置主机名

2. 配置hosts文件

3. 关闭防火墙

4. 关闭SELinux

5. 配置Swap分区

6. 加载内核模块

7. 安装容器运行时

安装Kubernetes组件

1. 添加Kubernetes仓库

2. 安装Kubernetes组件

3. 初始化Master节点

4. 配置kubectl

5. 安装网络插件（Calico）

6. 添加Worker节点

Kubernetes 1.34新特性

1. Server-Side Field Validation（服务端字段验证）

2. Kubelet资源管理增强

3. 临时存储管理增强

常用操作命令

1. Pod操作

2. Deployment操作

3. Service操作

4. Namespace操作

5. ConfigMap和Secret

6. Ingress配置

7. 资源配额和限制

日常运维

1. 集群状态检查

2. 故障排查

3. 备份和恢复

4. 集群升级

5. 监控和日志

常见问题

Q1: Pod一直处于Pending状态

Q2: Pod一直处于CrashLoopBackOff状态

Q3: Service无法访问

Q4: 网络插件问题

总结

参考资源

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