Ubuntu Kubernetes 网络如何配置 - 问答

Ubuntu上Kubernetes网络配置指南
在Ubuntu上配置Kubernetes网络的核心是通过网络插件实现Pod间通信、Service暴露及网络策略控制。以下是详细步骤：

1. 准备基础环境

操作系统要求：使用Ubuntu 20.04及以上版本（内核≥5.4，支持eBPF等特性）。
硬件要求：节点需满足至少2GB RAM、2核CPU、20GB磁盘空间。
网络要求：所有节点（Master/Worker）之间网络互通，关闭防火墙或放行Kubernetes组件端口（如API Server的6443端口、kubelet的10250端口）。
容器运行时：安装Docker（推荐）或其他兼容运行时（如containerd），并配置Docker使用systemd作为cgroup驱动（编辑/etc/docker/daemon.json添加"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]，重启Docker服务）。

2. 安装Kubernetes核心组件

在所有节点上执行以下命令安装kubelet、kubeadm、kubectl（避免自动升级，防止插件兼容性问题）：

sudo apt update
sudo apt install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl  # 锁定版本

初始化Master节点（生成集群配置）：

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16  # 指定Pod网段（需与后续网络插件一致）

初始化完成后，按提示配置kubectl：

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

3. 安装网络插件（关键步骤）

Kubernetes需通过网络插件实现Pod跨节点通信，常见插件及安装方式如下：

① Calico（企业级，支持网络策略）

Calico基于BGP协议，提供三层网络与细粒度安全策略，适合中大规模生产环境。

安装步骤：
```
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.26/manifests/calico.yaml
```
- 参数调整：若Pod网段非默认192.168.0.0/16，需修改calico.yaml中的CALICO_IPV4POOL_CIDR（如改为10.244.0.0/16）；若节点使用双网卡，添加IP_AUTODETECTION_METHOD: "interface=eth0"（替换为实际主网卡名称）。

② Flannel（轻量稳定，适合开发测试）

Flannel采用Overlay网络（VXLAN/Host-GW），配置简单，资源消耗低。

安装步骤：
```
curl -O https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.22.0/Documentation/kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml
```
- 性能优化：若节点在同一局域网，可将后端从vxlan改为host-gw（修改kube-flannel.yml中的net-conf.json，将"Type": "vxlan"改为"Type": "host-gw"），提升网络性能。

③ Cilium（高性能，基于eBPF）

Cilium利用eBPF技术实现高效网络转发与策略控制，适合大规模集群与高频交易场景。

安装步骤（需Helm）：

# 安装Helm
curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
chmod 700 get_helm.sh
./get_helm.sh
# 添加Cilium仓库并部署
helm repo add cilium https://helm.cilium.io/
helm repo update
helm install cilium cilium/cilium --namespace kube-system \
  --set k8sServiceHost=<K8S_API_SERVER_IP> \
  --set k8sServicePort=6443 \
  --set kubeProxyReplacement=true  # 替换kube-proxy

4. 验证网络插件

检查Pod状态：确保网络插件相关Pod均在Running状态：

kubectl get pods -n kube-system | grep -E 'calico|flannel|cilium'

测试Pod通信：
1. 创建测试Pod：
```
kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --rm -it -- /bin/sh
```
2. 获取Pod IP（在另一个终端执行）：
```
POD_IP=$(kubectl get pod nginx -o jsonpath='{.status.podIP}')
```
3. 从当前Pod访问测试Pod：
```
wget -qO- http://$POD_IP
```
若能正常访问，说明网络插件配置成功。

5. 配置网络策略（可选，增强安全性）

网络策略用于控制Pod之间的通信（如限制某命名空间Pod仅能访问特定服务）。以Calico为例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-same-namespace
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}  # 选择所有Pod
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress:
  - from:
    - podSelector: {}  # 允许同一命名空间的Pod访问
  egress:
  - to:
    - podSelector: {}  # 允许访问同一命名空间的Pod

应用策略：

kubectl apply -f network-policy.yaml

注意事项

插件兼容性：确保网络插件版本与Kubernetes集群版本匹配（如Calico 3.26支持Kubernetes 1.27+）。
Pod网段一致性：kubeadm init中的--pod-network-cidr需与网络插件配置中的Pod网段一致（如10.244.0.0/16）。
节点加入集群：Worker节点需使用kubeadm join命令（初始化时生成的命令）加入集群，确保节点状态为Ready。

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