4. Cilium安装与部署：Helm安装、kubeadm集成、配置选项与最佳实践

Cilium 的部署方式直接影响控制面网络策略的执行效率与运维复杂度。本章聚焦生产级部署方案，涵盖 Helm 安装、kubeadm 集成、关键配置选项及经过验证的最佳实践，确保 Cilium 在控制面架构中稳定运行。

4.1 部署架构概览

Cilium 在 Kubernetes 集群中以 DaemonSet 形式运行在每个节点上，通过 eBPF 程序直接与内核交互。控制面组件（如 Operator、Hubble Relay）负责策略分发与可观测性数据聚合。下图展示了 Cilium 在控制面架构中的核心组件与数据流。

4.2 Helm 安装 Cilium

Helm 是部署 Cilium 的推荐方式，提供参数化配置与版本管理。以下步骤适用于生产环境。

4.2.1 前置条件

• Kubernetes 集群版本 ≥ 1.23（推荐 1.27+）
• 节点内核版本 ≥ 5.10（推荐 5.15+）
• Helm 3.8+ 已安装
• 集群 CNI 未配置（或准备迁移）

4.2.2 添加 Helm 仓库与安装

# 添加 Cilium Helm 仓库
helm repo add cilium https://helm.cilium.io/
helm repo update

# 创建命名空间
kubectl create namespace cilium

# 使用 Helm 安装 Cilium（基础配置）
helm install cilium cilium/cilium \
  --namespace cilium \
  --set cluster.name=production-cluster \
  --set cluster.id=1 \
  --set ipam.mode=kubernetes \
  --set kubeProxyReplacement=strict \
  --set securityContext.capabilities.add="{NET_ADMIN,SYS_ADMIN}"

4.2.3 验证安装

# 检查 Pod 状态
kubectl -n cilium get pods
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
cilium-operator-1   1/1     Running   0          2m
cilium-xxxxx        1/1     Running   0          2m
cilium-yyyyy        1/1     Running   0          2m

# 验证 Cilium 状态
cilium status --namespace cilium

4.3 kubeadm 集成配置

使用 kubeadm 部署的集群需要额外配置以确保 Cilium 正确接管网络功能。关键步骤包括禁用 kube-proxy 和调整 kube-controller-manager 参数。

4.3.1 禁用 kube-proxy

# 编辑 kube-proxy DaemonSet，将 replicas 设为 0
kubectl -n kube-system scale deployment/kube-proxy --replicas=0

# 或直接删除 kube-proxy
kubectl -n kube-system delete daemonset kube-proxy

4.3.2 配置 kube-controller-manager

# 在 /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml 中
# 确保以下参数存在
spec:
  containers:
  - command:
    - kube-controller-manager
    - --allocate-node-cidrs=true
    - --cluster-cidr=10.244.0.0/16
    - --node-cidr-mask-size=24

4.3.3 安装 Cilium 时指定 kubeadm 集成

helm install cilium cilium/cilium \
  --namespace cilium \
  --set kubeProxyReplacement=strict \
  --set k8sServiceHost=192.168.1.100 \
  --set k8sServicePort=6443 \
  --set ipam.mode=kubernetes \
  --set nodeinit.enabled=true

4.4 关键配置选项

下表列出了生产环境中必须关注的配置参数及其推荐值。

4.5 最佳实践

基于生产环境经验，以下实践可显著提升 Cilium 的稳定性与性能。

4.5.1 内核与系统调优

• 内核版本：确保所有节点内核 ≥ 5.15，推荐 6.1+ 以获得完整 eBPF 特性。
• cgroupv2：启用 cgroupv2（systemd.unified_cgroup_hierarchy=1），Cilium 依赖其进行 Pod 网络隔离。
• 系统参数：调整 net.core.bpf_jit_enable=1 和 kernel.unprivileged_bpf_disabled=1。

4.5.2 网络模式选择

根据集群规模与网络环境选择路由模式：

4.5.3 资源规划与高可用

• Cilium Agent：每个节点预留 0.5 CPU 和 512MB 内存，大规模集群（>100 节点）建议 1 CPU / 1GB。
• Cilium Operator：至少 2 副本，设置 podAntiAffinity 避免同一节点。
• Hubble Relay：独立部署，避免与 Operator 资源竞争。

4.5.4 升级策略

# 使用 Helm 升级，保留现有配置
helm upgrade cilium cilium/cilium \
  --namespace cilium \
  --reuse-values \
  --set image.tag=v1.15.0

# 分批升级节点（DaemonSet 滚动更新）
kubectl -n cilium rollout restart daemonset/cilium

4.6 部署后验证清单

完成部署后，执行以下验证步骤确保 Cilium 正常工作：

1. Pod 状态：所有 cilium-xxx Pod 处于 Running 状态。
2. 连通性测试：使用 cilium connectivity test 验证跨节点 Pod 通信。
3. 策略执行：部署测试 NetworkPolicy，验证流量被正确允许/拒绝。
4. Hubble 可观测性：通过 hubble observe 查看流日志。
5. 性能基准：使用 netperf 或 iperf3 对比部署前后的网络吞吐与延迟。

4.7 常见问题与排错