2. 环境准备：Kubernetes集群搭建与工具链配置

本章是后续所有 GitOps 实践的基础。你将完成一个可用的 Kubernetes 集群搭建，并配置 kubectl、Helm 等核心工具链。我们提供两种集群搭建路径：kubeadm（生产级多节点）与 minikube（本地快速验证），请根据实际场景选择。

2.1 集群搭建方案对比

2.2 方案一：kubeadm 搭建多节点集群

2.2.1 前置条件

• 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS / CentOS 7.9+
• 所有节点关闭 swap：sudo swapoff -a 并注释 /etc/fstab 中的 swap 条目
• 所有节点安装容器运行时（containerd 1.6+）
• 所有节点安装 kubelet、kubeadm、kubectl（版本锁定 1.28.x）

2.2.2 安装步骤（Master 节点）

1. 安装 containerd：配置 Docker 官方源，安装 containerd.io，生成默认配置并启用 systemd cgroup 驱动。
2. 安装 kubeadm/kubelet/kubectl：添加 Kubernetes 官方源，安装指定版本，并 apt-mark hold 锁定版本。
3. 初始化集群：sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16，记录生成的 join 命令。
4. 配置 kubectl：mkdir -p $HOME/.kube && sudo cp /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config。
5. 安装 CNI 插件：以 Calico 为例，kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.26/manifests/calico.yaml。

2.2.3 加入 Worker 节点

在每台 Worker 节点上执行 Master 初始化时输出的 kubeadm join 命令。若 过期，可在 Master 上重新生成：

kubeadm  create --print-join-command

2.2.4 验证集群

kubectl get nodes
# 预期输出：所有节点状态为 Ready
kubectl get pods -n kube-system
# 预期输出：CoreDNS、Calico 等核心组件运行正常

2.3 方案二：minikube 快速搭建

2.3.1 安装 minikube 与 kubectl

# 安装 minikube（Linux x86-64）
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

# 安装 kubectl
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/v1.28.0/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x kubectl && sudo mv kubectl /usr/local/bin/

2.3.2 启动集群

minikube start --driver=docker --cpus=2 --memory=4096 --kubernetes-version=v1.28.0

参数说明：--driver 指定容器驱动（docker/podman/qemu），--cpus 与 --memory 按宿主机资源调整。

2.3.3 验证与常用命令

minikube status          # 查看集群状态
kubectl get nodes        # 确认节点 Ready
minikube dashboard       # 启动 Web 仪表盘（可选）

2.4 工具链配置：kubectl 与 Helm

2.4.1 kubectl 自动补全与上下文管理

# Bash 自动补全
source <(kubectl completion bash)
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

# 配置多集群上下文（示例）
kubectl config set-cluster prod --server=https://prod-cluster:6443
kubectl config set-context prod --cluster=prod --user=admin
kubectl config use-context prod

2.4.2 Helm 安装与仓库配置

# 安装 Helm v3
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

# 添加常用仓库
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo add argo https://argoproj.github.io/argo-helm
helm repo add fluxcd https://fluxcd-community.github.io/helm-charts
helm repo update

2.4.3 工具链版本兼容性

2.5 环境验证清单

完成搭建后，请逐项确认以下检查点：

1. 集群健康：kubectl get componentstatuses 显示 etcd、scheduler、controller-manager 均为 Healthy。
2. 节点就绪：所有节点 kubectl get nodes 状态为 Ready。
3. DNS 解析：创建一个测试 Pod，kubectl run test --image=busybox -- sleep 3600，进入 Pod 执行 nslookup kubernetes.default 应返回 Cluster IP。
4. Helm 可用：helm list -n kube-system 不报错，且能正常搜索 chart。
5. kubectl 上下文：kubectl config current-context 指向正确的集群。

2.6 常见问题与排障