3. 环境搭建：使用 Kind 或 K3s 搭建 Kubernetes 集群、安装 Cilium 并验证组件状态

本章是课程的基础环境准备环节。我们将使用 Kind（Kubernetes in Docker）快速搭建一个多节点 Kubernetes 集群，然后通过 Helm 安装 Cilium 作为 CNI 插件，最后验证 Cilium 的核心组件是否正常运行。这套环境将支撑后续所有蓝绿发布实验与流量监控演示。

3.1 环境选型对比：Kind vs K3s

在本地开发与测试场景中，Kind 和 K3s 都是轻量级集群方案，但侧重点不同。下表从关键维度进行对比：

维度	Kind	K3s
底层依赖	Docker 容器模拟节点	原生进程 + containerd
多节点支持	原生支持，通过容器映射	需额外配置 agent 加入
Cilium 兼容性	完全兼容，eBPF 无限制	需启用 bpf 挂载与内核模块
资源占用	中等（每个节点一个容器）	较低（单进程架构）
适用场景	CI/CD、eBPF 功能验证	边缘、资源受限环境

3.2 使用 Kind 搭建 Kubernetes 集群

首先确保本地已安装 Docker 和 Kind CLI。以下配置创建一个包含 1 个控制平面节点和 2 个工作节点的集群，并开放 80/443 端口映射用于后续 Ingress 测试。

# kind-config.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
  - role: control-plane
    extraPortMappings:
      - containerPort: 80
        hostPort: 80
        protocol: TCP
      - containerPort: 443
        hostPort: 443
        protocol: TCP
  - role: worker
  - role: worker

执行创建命令：

kind create cluster --name cilium-demo --config kind-config.yaml

验证集群节点状态：

kubectl get nodes
NAME                       STATUS   ROLES           AGE   VERSION
cilium-demo-control-plane  Ready    control-plane   2m    v1.30.0
cilium-demo-worker         Ready    <none>          1m    v1.30.0
cilium-demo-worker2        Ready    <none>          1m    v1.30.0

3.3 安装 Cilium 并配置 Helm

添加 Cilium Helm 仓库并更新索引：

helm repo add cilium https://helm.cilium.io/
helm repo update

安装 Cilium，开启 Hubble 可观测性组件和节点间通信所需的隧道模式：

helm install cilium cilium/cilium \
  --namespace kube-system \
  --set hubble.relay.enabled=true \
  --set hubble.ui.enabled=true \
  --set hubble.metrics.enabled="{dns,drop,tcp,flow,icmp,http}" \
  --set tunnelProtocol=vxlan \
  --set kubeProxyReplacement=strict

3.4 验证 Cilium 组件状态

安装完成后，使用 cilium status 命令查看整体健康度：

cilium status --namespace kube-system
    /¯¯\
 /¯¯\__/¯¯\    Cilium:         OK
 \__/¯¯\__/    Operator:       OK
 /¯¯\__/¯¯\    Envoy Daemon:   OK
 \__/¯¯\__/    Hubble Relay:   OK
    \__/       ClusterMesh:    disabled

检查所有 Pod 是否处于 Running 状态：

kubectl -n kube-system get pods -l k8s-app=cilium
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
cilium-abc12       1/1     Running   0          3m
cilium-def34       1/1     Running   0          3m
cilium-ghi56       1/1     Running   0          3m

确认 Hubble UI 可访问：

kubectl -n kube-system port-forward svc/hubble-ui 12000:80
# 浏览器打开 http://localhost:12000

3.5 Cilium 组件架构与数据流

下图展示了 Cilium 在 Kind 集群中的核心组件及其交互关系：

3.6 验证 Cilium 网络连通性

部署一个测试 Pod 并验证跨节点通信：

kubectl run test-pod --image=busybox -- sleep 3600
kubectl exec test-pod -- ping -c 3 10.244.1.2  # 另一个节点的 Pod IP

使用 Hubble 观察流量：

hubble observe --from-pod default/test-pod

预期输出应包含 ICMP 流量的记录，表明 Cilium 数据面正常工作。

3.7 环境就绪检查清单

在进入下一章之前，请确认以下项目全部通过：

• 集群节点：3 个节点均为 Ready 状态
• Cilium Agent：每个节点上的 cilium Pod 均为 Running
• Cilium Operator：operator Pod 运行正常
• Hubble Relay：relay 服务可用，UI 可访问
• 跨节点通信：不同节点上的 Pod 可以互相 ping 通
• eBPF 功能：cilium status 无 eBPF 相关告警