一、部署前环境准备

1.1 硬件资源规划

生产环境建议配置：Master节点（4核CPU/16GB内存/100GB磁盘），Worker节点（8核CPU/32GB内存/200GB磁盘）。对于测试环境，可使用3节点（1Master+2Worker）的最低配置：每个节点2核CPU/4GB内存/40GB磁盘。需注意Kubernetes 1.24+版本已移除Dockershim，建议使用containerd作为容器运行时。

1.2 操作系统配置

推荐使用CentOS 7/8或Ubuntu 20.04 LTS，需关闭SELinux（setenforce 0）和防火墙（或开放6443、10250等必要端口）。内核参数需调整：

# 修改sysctl.conf
echo "net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1" >> /etc/sysctl.conf
echo "vm.swappiness=0" >> /etc/sysctl.conf
modprobe br_netfilter
sysctl -p

1.3 依赖组件安装

所有节点需安装containerd 1.6+版本：

# 安装containerd
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF
sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter
# 添加Kubernetes仓库
cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-\$basearch
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
# 安装组件
sudo yum install -y containerd kubelet kubeadm kubectl --disableexcludes=kubernetes
sudo systemctl enable containerd kubelet

二、集群初始化流程

2.1 Master节点初始化

使用kubeadm init时建议指定版本和Pod网络：

sudo kubeadm init --kubernetes-version=v1.28.0 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --ignore-preflight-errors=Swap
# 初始化完成后需执行
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

2.2 Worker节点加入

在Master节点获取join命令：

kubeadm token create --print-join-command

在Worker节点执行获取的命令，例如：

kubeadm join 192.168.1.100:6443 --token abcdef.1234567890abcdef \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

2.3 节点状态验证

kubectl get nodes -o wide
# 正常状态应为Ready，角色包含control-plane或<none>
kubectl get cs
# 验证核心组件状态（Scheduler/ControllerManager/ETCD）

三、关键组件部署

3.1 网络插件安装

推荐Calico（支持NetworkPolicy）：

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26.1/manifests/tigera-operator.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26.1/manifests/custom-resources.yaml

或使用Flannel：

kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

3.2 存储类配置（可选）

以NFS为例创建StorageClass：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage
provisioner: example.com/nfs
parameters:
  archiveOnDelete: "false"

3.3 监控系统部署

使用Prometheus Operator：

helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm install prometheus prometheus-community/kube-prometheus-stack

四、生产环境优化

4.1 高可用配置

建议部署3个Master节点，使用外部ETCD集群：

# etcd.yaml示例
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta3
kind: ClusterConfiguration
etcd:
  external:
    endpoints:
    - https://etcd1:2379
    - https://etcd2:2379
    - https://etcd3:2379
    caFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    certFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/client.crt
    keyFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/client.key

4.2 安全加固

启用RBAC和PodSecurityPolicy：

# 创建ServiceAccount
kubectl create serviceaccount -n kube-system tiller
kubectl create clusterrolebinding tiller-cluster-rule \
  --clusterrole=cluster-admin \
  --serviceaccount=kube-system:tiller
# 启用PodSecurity
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
  name: restricted
spec:
  privileged: false
  runAsUser:
    rule: MustRunAsNonRoot

4.3 备份恢复方案

使用Velero进行集群备份：

# 安装Velero
velero install \
  --provider aws \
  --plugins velero/velero-plugin-for-aws:v1.4.0 \
  --bucket velero-backup \
  --secret-file ./credentials-velero \
  --backup-location-config region=minio,s3ForcePathStyle="true",s3Url=http://minio:9000
# 执行备份
velero backup create full-backup --include-namespaces=default

五、故障排查指南

5.1 常见问题处理

• 节点NotReady：检查kubectl describe node <node>中的Conditions，确认kubelet日志（journalctl -u kubelet）
• PodPending：执行kubectl describe pod <pod>查看Events，检查是否因资源不足或PVC绑定失败
• API不可达：验证netstat -tulnp | grep 6443，检查coredns日志

5.2 日志收集命令

# 收集关键组件日志
kubectl logs -n kube-system <pod-name> --previous
journalctl -u kubelet -n 100 --no-pager
crictl logs <container-id>
# 诊断网络问题
kubectl run -it --rm debug --image=busybox --restart=Never -- sh
ip route
ping <service-ip>

5.3 版本升级流程

# 升级前检查
kubeadm upgrade plan
# 执行升级
sudo kubeadm upgrade apply v1.28.1
# 升级kubelet
yum install -y kubelet-1.28.1 kubeadm-1.28.1 kubectl-1.28.1
systemctl restart kubelet
# 逐个排水并升级Worker节点
kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets
# 在节点上执行升级命令
sudo kubeadm upgrade node
systemctl restart kubelet
kubectl uncordon <node-name>

本教程完整覆盖了从环境准备到生产优化的全流程，特别针对Kubernetes 1.28版本的新特性（如Storage Capacity Tracking、Windows节点支持等）进行了适配说明。建议初次部署时先在测试环境验证所有步骤，生产环境部署前务必做好数据备份和回滚方案。