Linux 容器编排实战：Kubernetes 多节点集群部署与应用上线

一、为什么需要多节点Kubernetes集群？

当开发者在单机上玩转Docker容器之后，很快会遇到真实世界的挑战：如何管理上百个服务实例？如何在服务器宕机时保障业务不中断？这时就需要Kubernetes这样的容器编排工具。多节点集群不仅能实现高可用，还能通过智能调度算法将容器分散到不同节点，真正发挥分布式系统的威力。

真实场景举例：某电商平台大促期间，支付服务需在3个物理机房部署20个副本。通过Kubernetes的节点亲和性配置，既可确保跨机房容灾，又能根据服务器负载动态调整容器分布。

二、搭建实战：用kubeadm构建三节点集群

（技术栈：Ubuntu 22.04 + Containerd）

环境准备

sudo swapoff -a  # 禁用交换分区
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab  # 永久关闭
sudo apt install -y apt-transport-https curl

主节点初始化

sudo kubeadm init \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --apiserver-advertise-address=192.168.1.100 \
  --control-plane-endpoint=master:6443

# 出现以下提示时继续操作
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

工作节点加入集群

# 从主节点获取加入命令
kubeadm token create --print-join-command

# 在工作节点执行类似如下命令
kubeadm join master:6443 --token abcdef.1234567890 \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxx

验证集群状态

kubectl get nodes -o wide  # 应看到三个节点处于Ready状态
kubectl get pods -n kube-system  # 确认核心组件运行正常

三、应用上线全流程：部署Nginx带配置的热更新

步骤1：创建ConfigMap存储配置

# nginx-config.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-conf
data:
  default.conf: |
    server {
      listen 80;
      location / {
        return 200 "Hello from Kubernetes!";
      }
    }

步骤2：部署带滚动更新的Deployment

# nginx-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25
        volumeMounts:
        - name: config
          mountPath: /etc/nginx/conf.d
      volumes:
      - name: config
        configMap:
          name: nginx-conf

步骤3：暴露服务到公网

# nginx-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30080
  selector:
    app: nginx

四、必须了解的关联技术

1. CNI网络插件选型（以Calico为例）

# 安装网络插件
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26.4/manifests/calico.yaml

# 验证网络连通性
kubectl run test --image=alpine --rm -it -- ping 10.244.1.2

2. Helm包管理实战

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

五、技术选型深度分析

应用场景对比

Kubernetes的AB面

优势：

• 自愈能力：自动重启异常容器
• 横向扩展：一键调整副本数量
• 服务发现：内置DNS解析服务

注意事项：

• 存储方案需配合CSI驱动
• 网络策略可能导致意料之外的隔离
• 控制平面组件需要定期备份

六、避坑指南：血泪经验总结

1. 证书过期危机

# 提前三个月检查证书
kubeadm certs check-expiration

2. 资源配额陷阱

# 内存限制的正确姿势
resources:
  limits:
    memory: "512Mi"
  requests:
    memory: "256Mi"

3. 节点压力驱逐策略

# 调整kubelet参数
--eviction-hard=memory.available<500Mi
--eviction-minimum-reclaim=memory.available=100Mi