K8s 运维 Linux 环境搭建手册

微学网络
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K8s 运维 Linux 环境搭建手册（单/多节点）

一、基础环境

  • 操作系统：CentOS 7.9 / RHEL 8.x / Oracle Linux 8.x / Ubuntu 20.04（以下以 CentOS 为例）
  • 硬件要求（最小）：4C CPU、8GB RAM、50GB 磁盘
  • 网络要求：所有节点互通，关闭 swap、防火墙及 SELinux，配置好主机名和 hosts

二、系统初始化

# 1. 同步时间
yum install -y chrony
systemctl enable --now chronyd

# 2. 关闭 swap / SELinux / 防火墙
swapoff -a && sed -i '/swap/d' /etc/fstab
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=enforcing/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
systemctl disable --now firewalld

# 3. 开启 IP 转发等
cat <<EOF > /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF
modprobe br_netfilter && sysctl --system

三、安装 Container Runtime（以 containerd 为例）

# 1. 安装依赖
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

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

# 3. 配置
mkdir -p /etc/containerd
containerd config default > /etc/containerd/config.toml

# 4. 使用 systemd cgroup
sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml

systemctl enable --now containerd

四、安装 kubeadm / kubelet / kubectl

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-\$basearch/
enabled=1
gpgcheck=0
EOF

yum install -y kubelet-1.28.3 kubeadm-1.28.3 kubectl-1.28.3
systemctl enable kubelet

五、初始化主节点（Master）

kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=<MASTER_IP> \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --kubernetes-version=v1.28.3 \
  --image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

初始化完成后按提示执行：

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

六、安装网络插件（以 Calico 为例）

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.25/manifests/calico.yaml

七、加入工作节点（Worker）

在每个 Worker 节点执行 Master 节点输出的 join 命令：

kubeadm join <MASTER_IP>:6443 --token <TOKEN> \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<HASH>

若 token 过期可重新生成：

kubeadm token create --print-join-command

八、常用运维命令

# 查看集群状态
kubectl get nodes -o wide
kubectl get pods -A

# 生成 kubeconfig 给其他运维使用
kubectl config view --flatten > kubeconfig-ops

# 备份 etcd（主节点）
ETCDCTL_API=3 etcdctl --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 snapshot save /opt/etcd-backup.db

# 增加新 Master（高可用）建议使用 kubeadm + 外部负载均衡

Java 应用部署操作手册（基于 K8s 集群）

一、镜像准备

  1. 项目构建
    在 CI/CD 环境或本地打包：

    mvn clean package -DskipTests

  2. 编写 Dockerfile（示例）

    FROM openjdk:17-jdk-slim
WORKDIR /app
COPY target/demo.jar app.jar
ENV JAVA_OPTS=""
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["sh","-c","java $JAVA_OPTS -jar app.jar"]

  3. 构建并推送镜像

    docker build -t registry.example.com/project/demo:1.0.0 .
docker push registry.example.com/project/demo:1.0.0

二、Kubernetes 资源编排

1. Namespace

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: prod

2. ConfigMap / Secret（可选）

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: demo-config
  namespace: prod
data:
  application.yml: |
    server:
      port: 8080

3. Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo
  namespace: prod
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo
    spec:
      containers:
        - name: demo
          image: registry.example.com/project/demo:1.0.0
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 8080
          env:
            - name: JAVA_OPTS
              value: "-Xms512m -Xmx1g"
          volumeMounts:
            - name: config
              mountPath: /app/config
      volumes:
        - name: config
          configMap:
            name: demo-config

4. Service 与 Ingress

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: demo-svc
  namespace: prod
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: demo
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      protocol: TCP
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: demo-ingress
  namespace: prod
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
    - host: demo.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: demo-svc
                port:
                  number: 80

三、部署流程

  1. 切换到 kubeconfig

    export KUBECONFIG=/path/to/kubeconfig

  2. 应用资源

    kubectl apply -f namespace.yaml
kubectl apply -f configmap.yaml
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml
kubectl apply -f ingress.yaml

  3. 查看状态

    kubectl get pods -n prod
kubectl describe pod <pod-name> -n prod
kubectl logs <pod-name> -n prod

四、灰度与滚动发布

  • 更新镜像版本

    kubectl set image deployment/demo demo=registry.example.com/project/demo:1.0.1 -n prod
kubectl rollout status deployment/demo -n prod

  • 回滚

    kubectl rollout undo deployment/demo -n prod

五、集群运维补充

操作命令
横向扩容kubectl scale deployment/demo --replicas=5 -n prod
查看资源使用kubectl top nodes、kubectl top pods -n prod
配置 HPAkubectl autoscale deployment demo --cpu-percent=70 --min=3 --max=10 -n prod
Pod 进入调试kubectl exec -it <pod> -n prod -- /bin/sh
日志采集建议使用 EFK/ELK 或 Loki Stack
监控告警建议部署 Prometheus + Grafana + Alertmanager

六、CI/CD 建议

  1. Git 提交触发 Pipeline（Jenkins/GitLab CI）：
    • 单元测试、静态扫描 → 构建镜像 → 推送到镜像仓库 → 更新 Kubernetes YAML（或 Helm Chart） → kubectl apply。
  2. 使用 Helm/ArgoCD 管理配置，更易于多环境部署。
  3. 建议结合 GitOps 工作流，应用变更通过 Pull Request 审核 & 自动部署。

以上步骤可帮助从零搭建 Kubernetes 集群，并部署 Java 微服务。在生产环境需结合高可用控制面、节点监控、备份恢复、镜像仓库权限、网络策略等进行完善。如需 Helm Chart、CI/CD 模板或更多自动化脚本，可继续告知。

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