Debian如何集成Kubernetes与其他服务 - 问答

Debian集成Kubernetes与其他服务的完整流程
要将Kubernetes与其他服务（如应用、存储、监控等）集成到Debian系统中，需遵循“基础环境准备→Kubernetes集群部署→服务集成配置”的逻辑，以下是详细步骤：

一、基础环境准备

集成前的系统配置是确保Kubernetes稳定运行的前提，需完成以下操作：

系统更新与要求检查
更新Debian系统至最新版本，确保硬件满足Kubernetes最低要求（2核CPU、2GB RAM、20GB磁盘空间），并确认所有节点（主/工作节点）之间网络互通。

关闭Swap分区
Kubernetes依赖内存管理，需禁用Swap以避免内存分配问题：

sudo swapoff -a  # 临时关闭
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab  # 永久禁用（注释Swap行）

配置主机名与Hosts文件
为每个节点设置唯一主机名（如k8s-master、k8s-node1），并编辑/etc/hosts文件添加IP与主机名映射（如192.168.1.1 k8s-master、192.168.1.2 k8s-node1），确保节点间可通过主机名通信。
同步系统时间
安装NTP服务并启动，避免因时间不同步导致集群认证失败：
```
sudo apt install -y ntp
sudo systemctl enable --now ntp
```

二、安装Docker容器运行时

Kubernetes依赖容器运行时管理容器，推荐使用Docker（社区主流选择）：

添加Docker官方源
导入Docker GPG密钥并添加软件源：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo apt-key add -
echo "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/debian $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list

安装Docker引擎
更新源并安装Docker组件：

sudo apt update
sudo apt install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

启动Docker服务
设置Docker开机自启并验证状态：

sudo systemctl enable --now docker
sudo systemctl status docker  # 确认显示“active (running)”

三、安装Kubernetes核心组件

通过官方源安装kubelet、kubeadm、kubectl（Kubernetes核心工具）：

添加Kubernetes官方源
导入密钥并添加软件源：

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

安装核心组件
更新源并安装组件，锁定版本以避免自动升级：

sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl  # 锁定版本

四、初始化Kubernetes主节点

主节点负责集群管理（如调度、API服务），需通过kubeadm完成初始化：

初始化集群
在主节点上执行初始化命令，指定Pod网络CIDR（需与后续网络插件兼容，如Flannel默认使用10.244.0.0/16）：
```
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
```

配置kubectl
初始化完成后，将集群配置复制到当前用户目录：

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

五、部署网络插件

网络插件是Kubernetes实现Pod间通信的核心，推荐使用Flannel（轻量易用）：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

验证网络插件状态：

kubectl get pods -n kube-system  # 确认所有插件Pod处于“Running”状态

六、集成其他服务

1. 集成应用服务（如Nginx）

通过Deployment部署应用，并暴露为Service供外部访问：

# 创建Nginx Deployment（2个副本）
kubectl create deployment nginx-app --image=nginx --replicas=2

# 暴露Deployment为NodePort类型Service（端口30080映射到容器80端口）
kubectl expose deployment nginx-app --name=nginx-web-svc --type=NodePort --port=80 --target-port=80

# 验证部署与服务
kubectl get deployments
kubectl get svc
# 获取节点IP（如192.168.1.1），通过浏览器访问http://<节点IP>:30080

2. 集成存储服务（如NFS）

若应用需要持久化存储，可部署NFS存储并创建PersistentVolume（PV）与PersistentVolumeClaim（PVC）：

# 在NFS服务器上创建共享目录（如/data/k8s）
# 编辑/etc/exports文件添加：/data/k8s *(rw,sync,no_root_squash)

# 在Kubernetes中创建PV
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  nfs:
    server: <NFS服务器IP>
    path: /data/k8s
EOF

# 创建PVC（请求10Gi存储）
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
EOF

应用可通过PVC挂载NFS存储（如修改Deployment的volumeMounts配置）。

3. 集成监控服务（如Prometheus+Grafana）

部署Prometheus监控集群指标，Grafana可视化数据：

# 使用Helm安装Prometheus（需提前安装Helm）
helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm install prometheus prometheus-community/kube-prometheus-stack

# 使用Helm安装Grafana
helm install grafana prometheus-community/grafana

# 获取Grafana管理员密码
kubectl get secret --namespace default grafana -o jsonpath="{.data.admin-password}" | base64 --decode ; echo

# 端口转发Grafana（默认端口3000）
kubectl port-forward --namespace default svc/grafana 3000:80

通过浏览器访问http://<节点IP>:3000（用户名admin，密码为上述命令输出的密码），添加Prometheus数据源并导入Dashboard即可监控集群。

七、添加工作节点

在工作节点上运行主节点初始化后输出的kubeadm join命令，将节点加入集群：

sudo kubeadm join <master-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

验证节点状态：

kubectl get nodes  # 确认工作节点状态为“Ready”

八、验证与维护

验证集群状态

kubectl cluster-info  # 查看集群信息
kubectl get nodes     # 确认所有节点状态为“Ready”

维护与升级

定期通过apt update && apt upgrade更新Kubernetes组件，注意版本兼容性。

备份etcd数据（关键配置）：

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 /var/lib/etcd/snapshot.db

通过以上步骤，可实现Debian系统与Kubernetes及常见服务（应用、存储、监控）的集成，构建稳定的容器化基础设施。

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