虚拟机安装流程：https://www.borimooc.com/video/19436.htm
基于文档，在Ubuntu 18.04 系统上安装Kubernetes 1.27.4需先完成环境准备（最少 2 台机器，Master 节点192.168.10.100、Node 节点192.168.10.101等，配置均为 2C4G80G），所有节点需执行共通步骤（禁止 swap 分区、设置主机名与 /etc/hosts、配置 net.bridge 网络参数、替换为阿里软件源、安装 Docker 并配置阿里云镜像加速器及代理）；随后 Master 节点需安装 kubeadm、kubelet、kubectl（版本 1.27.4），配置 containerd（修改 sandbox_image、开启 SystemdCgroup、设置镜像加速），通过自定义 kubeadm-config.yaml 初始化集群并安装 Calico 网络；Node 节点完成同 Master 的工具与 containerd 配置后，使用 Master 生成的 token 执行 kubeadm join 加入集群，同时文档还提供了 token 过期处理、kubelet 日志排查等问题解决方法及 crictl/ctr 等常用命令。


操作流程

1. 环境准备
  • 虚拟化工具：支持 vmware 等虚拟化软件。
  • 机器数量与配置：最少需 2 台机器（1 个 Master+1 个 Node），推荐配置如下表，可扩展 1 个可选 Node 节点：
    虚拟机主机名 虚拟机 IP 地址 配置大小 备注
    k8s-master1 192.168.10.100 2C4G80G 必须
    k8s-node1 192.168.10.101 2C4G80G 必须
    k8s-node2 192.168.10.102 2C4G80G 可选
  • 连接要求：使用 Xshell 等 SSH 工具连接虚拟机，确保虚拟机可访问外网（用于拉取软件包与镜像）。
2. 所有节点共通操作（Master 与 Node 均需执行）
2.1 禁止 swap 分区
  • 暂时禁止：执行命令sudo swapoff -a（重启后失效）。
  • 永久禁止：执行sudo vi /etc/fstab，注释掉文件中包含 “swap” 的一行（重启后生效）。
2.2 配置主机名与 /etc/hosts
  • 设置主机名：Master 节点执行sudo hostnamectl set-hostname k8s-master1，Node 节点执行sudo hostnamectl set-hostname k8s-node1（对应节点名）。
  • 修改 /etc/hosts：执行sudo vi /etc/hosts，在文件末尾添加集群节点 IP 与主机名映射，示例：192.168.10.100 k8s-master1 192.168.10.101 k8s-node1。
2.3 配置网络参数（开启桥接转发）
  • 生成配置文件：执行以下命令创建内核参数配置文件：

    bash

    cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
  • 生效配置：执行sudo sysctl --system使参数立即生效（Ubuntu 20.04 默认无需此步骤）。
  • 设置时区：执行timedatectl set-timezone Asia/Shanghai（可先通过tzselect查询时区）。
2.4 修改软件源为阿里源
  • 备份默认源：sudo mv /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak。
  • 编辑新源：执行sudo vi /etc/apt/sources.list，添加阿里 Ubuntu 18.04（代号 bionic）源，共 10 行（含 deb 与 deb-src）：

    plaintext

    deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
  • 更新源与软件：sudo apt update（更新软件包列表）、sudo apt upgrade（更新软件）。
2.5 安装并配置 Docker
  • 安装依赖包：sudo apt install -y apt-transport-https ca-certificates software-properties-common。
  • 安装常用工具：sudo apt install -y vim curl net-tools python-pip（推荐安装，方便后续操作）。
  • 添加 Docker GPG key：sudo curl -fsSL https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -。
  • 设置 Docker 阿里镜像源：

    bash

    sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
  • 安装 Docker CE：先执行sudo apt update，再执行sudo apt install docker-ce。
  • 启动并设开机自启：sudo systemctl start docker（启动）、sudo systemctl enable docker（开机自启）。
  • 配置 Docker 镜像加速器（解决拉取慢问题）：
    1. 创建目录：sudo mkdir -p /etc/docker。
    2. 生成配置：

      bash

      sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
"registry-mirrors": ["https://d3ul9gtx.mirror.aliyuncs.com"]
EOF
    3. 重启生效：sudo systemctl daemon-reload、sudo systemctl restart docker。
  • 可选配置 Docker 代理（需代理环境时）：
    1. 创建目录：mkdir /etc/systemd/system/docker.service.d/。
    2. 编辑代理文件：vi /etc/systemd/system/docker.service.d/http-proxy.conf，添加：

      plaintext

      [Service]
Environment="HTTP_PROXY=http://192.168.10.199:7890/"
Environment="HTTPS_PROXY=http://192.168.10.199:7890/"
    3. 重启生效：systemctl daemon-reload、systemctl restart docker。
3. Master 节点安装 Kubernetes（1.27.4）
3.1 安装 kubeadm、kubelet、kubectl
  • 安装依赖：sudo apt update && sudo apt install -y ca-certificates curl software-properties-common apt-transport-https。
  • 添加 K8s 阿里源 GPG key：curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -。
  • 添加 K8s 源：

    bash

    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list <<EOF
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
  • 安装指定版本（1.27.4）：

    bash

    sudo apt update
sudo apt install -y kubelet=1.27.4-00 kubeadm=1.27.4-00 kubectl=1.27.4-00
  • 锁定版本（防止意外升级）：sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl。
3.2 配置 containerd（解决 K8s 镜像拉取问题）
  • 创建目录：mkdir -p /etc/containerd。
  • 生成默认配置：containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml。
  • 编辑配置文件（sudo vi /etc/containerd/config.toml），修改 3 处关键参数：
    1. sandbox_image：将默认的k8s.gcr.io/pause:3.6改为registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9（阿里源镜像，避免境外拉取失败）。
    2. SystemdCgroup：在[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.runc.options]下，将false改为true（适配 Systemd 管理）。
    3. config_path：在[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]下，设置为/etc/containerd/certs.d（指定镜像加速配置目录）。
  • 配置 containerd 镜像加速：
    1. 创建目录：mkdir /etc/containerd/certs.d/docker.io -pv（针对 Docker Hub 镜像）。
    2. 生成加速配置：

      bash

      cat > /etc/containerd/certs.d/docker.io/hosts.toml << EOF
server = "https://docker.io"
[host."https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
capabilities = ["pull", "resolve"]
EOF
  • 加载内核模块：
    1. 生成模块配置：

      bash

      cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF
    2. 生效模块：sudo modprobe overlay、sudo modprobe br_netfilter。
  • 重启 containerd：systemctl restart containerd，检查状态：systemctl status containerd（确保为 running）。
3.3 初始化 K8s 集群
  • 生成默认配置文件：sudo kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml。
  • 编辑配置文件（sudo vi kubeadm-config.yaml），修改 4 处关键参数：
    参数名 修改内容 目的
    advertiseAddress 改为 Master 内网 IP（如 192.168.10.100） 确保节点访问 API Server
    name 改为 k8s-master1 与主机名一致
    imageRepository 改为registry.aliyuncs.com/google_containers 用阿里源拉取 K8s 镜像
    serviceSubnet 改为 10.244.0.0/16 与后续 Calico 网络匹配
  • 执行初始化：sudo kubeadm init --config kubeadm-config.yaml --v=5（--v=5用于输出详细日志，方便排错）。
    • 若初始化失败，执行sudo kubeadm reset重置后重新操作。
  • 配置 kubectl 权限（普通用户使用）：

    bash

    mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
     
    • 若为 root 用户，直接执行export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf。
3.4 部署 Calico 网络插件（必选，否则 Pod 无法通信）
  • 克隆仓库（需代理时加-c http.proxy参数）：

    bash

    git clone -c http.proxy="http://192.168.10.199:7890" https://github.com/dotbalo/k8s-ha-install.git/
# 或无代理时：git clone https://github.com/dotbalo/k8s-ha-install.git
  • 切换分支：cd k8s-ha-install、git checkout manual-installation-v1.26.x。
  • 进入 Calico 目录：cd /root/k8s-ha-install/calico，备份配置：cp calico.yaml calico.yaml.bak。
  • 核对网段：执行cat /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml，确认--service-cluster-ip-range=10.244.0.0/16（与 kubeadm-config.yaml 一致）。
  • 修改 Calico 网段：sudo vi calico.yaml，搜索CALICO_IPV4POOL_CIDR，将value改为"172.16.0.0/16"。
  • 部署 Calico：kubectl apply -f calico.yaml（若后续更新配置，执行kubectl replace -f calico.yaml）。
  • 验证：kubectl get pod -n kube-system，若未添加 Node 节点，部分 Calico Pod（如 calico-node）异常属正常。
4. Node 节点安装 Kubernetes
4.1 安装 kubeadm、kubelet、kubectl
  • 步骤与 Master 节点完全一致：安装依赖、添加 K8s 阿里源、安装 1.27.4 版本工具、锁定版本（参考 3.1）。
4.2 配置 containerd
  • 步骤与 Master 节点完全一致：生成配置、修改 3 处参数、配置镜像加速、加载内核模块、重启 containerd（参考 3.2）。
4.3 安装依赖包
  • 执行pip install --upgrade pip（升级 pip）、pip install python-zunclient（安装 K8s 相关依赖）。
4.4 加入 K8s 集群
  • 执行 Master 节点初始化成功后输出的kubeadm join命令（示例，需以实际输出为准）：

    bash

    kubeadm join 192.168.10.100:6443 --token ltlaym.3aj9nwrqmk2lra7v \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:d819b5e8078d40c937087bcae418862f86ef5d2aa8276ed46be6e036b4e93993
     
    • 注意：此命令不可在 Master 节点执行，仅用于 Node 节点加入。
5. 问题排查
  • 通用排查命令：
    • 查看 kubelet 日志（定位启动失败原因）：journalctl -fxeu kubelet。
    • 检查 10250 端口（K8s 节点通信端口）占用：sudo netstat -tunlp | grep 10250。
    • 验证集群状态：kubectl get node（查看节点是否 Ready）、kubectl get pod -A（查看所有 Pod 状态）。
    • 查看异常 Pod 详情：kubectl logs -f <Pod名称> -n kube-system（日志）、kubectl describe pod <Pod名称> -n kube-system（描述信息）。
  • Token 过期问题（Node 无法加入集群时常见）：
    1. 检查 Token：在 Master 执行kubeadm token list，无输出则表示过期。
    2. 生成新 Token：kubeadm token create（记录生成的 Token）。
    3. 计算新的discovery-token-ca-cert-hash：

      bash

      openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
    4. 替换 Token 与 Hash：将新 Token 和 Hash 代入kubeadm join命令，重新在 Node 执行。
6. 常用命令（containerd 与 K8s 管理）
6.1 crictl 命令（K8s 容器管理专用）
  • 配置：创建/etc/crictl.yaml，添加runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock（指定容器运行时端点）。
  • 常用操作：
    命令 功能
    crictl images 查看 K8s 环境下的镜像
    crictl pods 查看所有 Pod
    crictl pods --name <Pod 名称> 查看指定名称的 Pod
    crictl ps 查看运行中的容器
    crictl ps -a 查看所有容器（含已停止）
    crictl exec -i -t <容器 ID> < 命令 > 在容器内执行命令（如 ls）
    crictl logs <容器 ID> 查看容器所有日志
    crictl logs --tail=2 <容器 ID> 查看容器最近 2 行日志
    crictl pull <镜像名>（如 busybox） 拉取镜像
6.2 ctr 与 Docker 命令对比（containerd 原生工具）
Containerd 命令（ctr） Docker 命令 功能
ctr task ls docker ps 查看运行中的容器
ctr image ls docker images 查看镜像列表
ctr image pull <镜像名> docker pull <镜像名> 拉取镜像
ctr image push <镜像名> docker push <镜像名> 推送镜像
ctr image import <镜像 tar 包> docker load -i <镜像 tar 包> 导入本地镜像包
ctr run -d <镜像名> < 容器名 > docker run -d --name=<容器名> < 镜像名 > 后台运行容器
ctr image tag <原镜像> < 新镜像 > docker tag <原镜像> < 新镜像 > 为镜像打标签

4. 关键问题与答案

问题 1：安装 Kubernetes 1.27.4 前，Master 和 Node 节点必须完成的 “共通核心配置” 有哪些？这些配置的核心目的是什么？

答案：共通核心配置有 5 项，目的分别如下：

  1. 禁止 swap 分区：执行sudo swapoff -a（暂时）和注释 /etc/fstab 中 swap 行（永久），目的是避免 K8s 调度时因 swap 分区导致性能波动，K8s 要求必须禁用 swap。
  2. 配置主机名与 /etc/hosts：设置主机名并添加集群 IP - 主机名映射，目的是确保集群内节点间能通过主机名通信，避免 IP 依赖。
  3. 开启桥接网络转发：配置 net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1 并生效，目的是让 K8s 的 Service 和 Pod 网络规则能通过 iptables 正常转发，保证网络通信。
  4. 替换为阿里软件源：将 Ubuntu 默认源改为阿里源，目的是解决境外源下载慢或失败问题，加速 apt 软件包（如 Docker、kube 工具）的安装。
  5. 安装并配置 Docker：安装 docker-ce 并配置阿里镜像加速器，目的是为 K8s 提供容器运行时（初期依赖 Docker，后续通过 containerd 适配），同时解决 Docker 镜像拉取慢问题。
问题 2：Master 节点初始化 K8s 集群时，kubeadm-config.yaml 的核心修改参数有哪些？为何必须修改这些参数？

答案：需修改 4 个核心参数，修改原因与 K8s 部署稳定性和可用性直接相关：

  1. advertiseAddress: 192.168.10.100：必须改为 Master 节点的内网 IP（而非默认的 1.2.3.4），原因是该地址是 API Server 对外暴露的通信地址，若用默认值，Node 节点无法定位 API Server，导致集群无法组建。
  2. imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers：必须替换默认的 k8s.gcr.io 源，原因是 k8s.gcr.io 为境外仓库，国内环境无法直接访问，替换为阿里源可确保 K8s 核心镜像（如 apiserver、controller-manager）能正常拉取。
  3. serviceSubnet: 10.244.0.0/16：必须设置为与后续 Calico 网络匹配的网段，原因是 ServiceSubnet 是 K8s Service 的 IP 分配范围，若与 Calico 的 Pod 网段冲突，会导致 Service 与 Pod 无法通信。
  4. name: k8s-master1：必须改为 Master 节点的实际主机名，原因是该参数用于标识 Master 节点在集群中的名称，需与hostnamectl设置的主机名一致，否则节点身份识别会失败。
问题 3：Node 节点执行 kubeadm join 时提示 “token 过期”，从 “问题定位” 到 “解决操作” 的完整流程是什么？（需明确操作节点与命令）

答案：完整流程需在 Master 节点操作，分 4 步：

  1. 定位问题：在 Master 节点执行kubeadm token list，若命令无输出，即可确认 “token 过期”（K8s 默认 token 有效期为 24 小时）。
  2. 生成新 token：在 Master 节点执行kubeadm token create，命令会输出新 token（如gi0150.yhebhisi5rd4qu2y），记录该 token。
  3. 计算新的 discovery-token-ca-cert-hash：在 Master 节点执行以下命令，获取 CA 证书的 SHA256 哈希值（如2b69d7200704a4f82c26ad5b62bd97d8cb5a211165afa8de87cdf3973395aa2c）：

    bash

    openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
  4. 更新 join 命令并执行：在 Node 节点，将新 token 和新 hash 代入kubeadm join命令，示例：

    bash

    kubeadm join 192.168.10.100:6443 --token gi0150.yhebhisi5rd4qu2y \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:2b69d7200704a4f82c26ad5b62bd97d8cb5a211165afa8de87cdf3973395aa2c --v=5

    执行后，在 Master 节点用kubectl get node可查看 Node 是否成功加入（状态为 Ready）。
     
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