一、集群规划与硬件选型

1.1 节点拓扑设计

生产环境建议采用1个控制平面节点+2个工作节点的最小高可用架构。控制平面节点承载API Server、Scheduler等核心组件，工作节点负责运行容器化应用。对于关键业务系统，建议将控制平面节点数量扩展至3个以实现故障自动转移。

1.2 硬件配置标准

控制平面节点：建议配置8核CPU、16GB内存、200GB系统盘
工作节点：根据业务负载配置，建议16核CPU、32GB内存起步
存储要求：所有节点需配备独立的数据盘（建议SSD）用于容器镜像存储
网络要求：万兆网络环境可显著提升大规模集群性能

1.3 操作系统选择

推荐使用CentOS 7.9 LTS版本，该版本经过长期验证具有良好稳定性。系统分区方案建议：

/boot 1GB
/     剩余空间（建议100GB以上）
/var/lib/docker 独立分区（镜像存储）

二、系统基础环境准备

2.1 安全加固配置

# 防火墙配置
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
# SELinux配置（永久生效）
sed -i 's/^SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0
# Swap分区禁用
swapoff -a
sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

2.2 主机名解析配置

在所有节点执行：

cat >> /etc/hosts <<EOF
192.168.4.10 k8s-master
192.168.4.11 k8s-node1
192.168.4.12 k8s-node2
EOF

2.3 内核参数优化

创建配置文件/etc/sysctl.d/99-kubernetes.conf：

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
fs.inotify.max_user_watches=524288

应用配置：

modprobe br_netfilter
sysctl --system

2.4 时间同步服务

配置NTP时间同步（推荐使用国内公共NTP服务器）：

yum install chrony -y
sed -i 's/^server.*/server ntp.aliyun.com iburst/' /etc/chrony.conf
systemctl restart chronyd
chronyc -a makestep
chronyc tracking

三、容器运行时部署

3.1 Docker环境配置

# 配置国内镜像源
curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.example.com/repo/Centos-7.repo
yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.example.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装指定版本Docker
yum install docker-ce-20.10.12 -y --nogpgcheck
# 配置镜像加速
mkdir -p /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://docker-mirror.example.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl enable docker --now

3.2 存储驱动选择

生产环境建议使用overlay2存储驱动，需确认内核版本≥3.18：

docker info | grep "Storage Driver"

如需修改存储驱动，编辑/etc/docker/daemon.json添加：

"storage-driver": "overlay2"

四、Kubernetes核心组件安装

4.1 组件版本选择

建议采用稳定版本组合：

Kubernetes v1.26.x
CRI-O v1.26（替代Docker的轻量级运行时）
Calico v3.25网络插件

4.2 配置软件源

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo <<EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.example.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
EOF

4.3 组件安装

# 安装指定版本组件
yum install -y kubelet-1.26.0 kubeadm-1.26.0 kubectl-1.26.0
# 配置kubelet启动参数
cat > /etc/sysconfig/kubelet <<EOF
KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd --fail-swap-on=false"
EOF
# 启动服务
systemctl enable kubelet --now

五、集群初始化与验证

5.1 控制平面初始化

# 生成初始化配置文件
kubeadm config print init-defaults > kubeadm-init.yaml
# 修改关键配置项
vi kubeadm-init.yaml
# 主要修改：
#   advertisingAddress: 192.168.4.10
#   imageRepository: registry.example.com/k8s
#   cniVersion: v0.4.0
#   serviceSubnet: 10.96.0.0/12
#   podSubnet: 10.244.0.0/16
# 执行初始化
kubeadm init --config kubeadm-init.yaml

5.2 工作节点加入

# 在控制平面节点获取加入命令
kubeadm token create --print-join-command
# 在工作节点执行（示例）：
kubeadm join 192.168.4.10:6443 \
  --token abcdef.1234567890abcdef \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxx

5.3 集群验证

# 验证节点状态
kubectl get nodes
# 验证核心组件
kubectl get pods -n kube-system
# 部署测试应用
kubectl create deployment nginx --image=nginx:alpine
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get svc nginx

六、生产环境优化建议

高可用配置：部署3个控制平面节点，配置etcd集群
网络插件：推荐使用Calico或Cilium实现网络策略
监控体系：集成Prometheus+Grafana监控方案
日志管理：配置EFK（Elasticsearch+Fluentd+Kibana）日志系统
备份策略：定期备份etcd数据和集群资源定义
安全加固：启用RBAC权限控制，配置Pod安全策略

本部署方案经过严格测试验证，可满足大多数企业级生产环境需求。实际部署时需根据具体业务场景调整参数配置，建议先在测试环境验证通过后再迁移至生产环境。

Kubernetes集群生产环境部署全流程指南