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#kubeadm #k8s #Kubernetes #cka
kubeadm init 是 Kubernetes 官方推荐的集群初始化工具,主要用于引导和部署 控制平面节点(Control Plane Node)。理解 kubeadm init 的工作原理与关键参数,是进行 K8s 运维实践以及备考 CKA(Certified Kubernetes Administrator)的核心要求。
一、 kubeadm init 的内部执行流程
当你在控制平面节点运行 kubeadm init 时,它会在后台自动完成以下一系列初始化步骤:
- 预检(Preflight Checks):检查系统环境(CPU/内存、内核版本、CRI 容器运行时、Port 端口占用、Swap 是否关闭等)。
- 生成 PKI 证书:在
/etc/kubernetes/pki目录生成 API Server、etcd、kubelet 等组件所需的 X.509 密钥与 CA 证书。 - 生成 Kubeconfig 配置文件:在
/etc/kubernetes/目录生成admin.conf、kubelet.conf、controller-manager.conf、scheduler.conf等连接 API Server 的认证配置文件。 - 生成静态 Pod 清单(Static Pod Manifests):在
/etc/kubernetes/manifests/目录下生成kube-apiserver.yaml、kube-controller-manager.yaml、kube-scheduler.yaml和etcd.yaml。本地kubelet守护进程会自动检测该目录并启动这些核心控制平面组件。 - 等待控制平面启动与打标记:等待 API Server 就绪,为控制平面节点施加污点(Taint,默认限制普通 Pod 调度)。
- 安装 Add-on 插件:自动安装
CoreDNS和kube-proxy。 - 输出 Join 命令:生成包含 Bootstrap Token 的 Worker 节点加入命令。
二、 关键参数详解(常用与高频考点)
在命令行执行 kubeadm init 时,可以通过传入关键参数来自定义集群的架构与网络配置:
| 参数名称 | 说明与使用场景 | 示例 / 默认值 |
|---|---|---|
| --apiserver-advertise-address | 指定 API Server 通告和监听的网卡 IP 地址。多网卡环境下必须显式指定为内网/公网主网卡 IP。 | --apiserver-advertise-address=192.168.1.10 |
| --pod-network-cidr | 指定 Pod 网络的虚拟 IP 地址段(Cluster CIDR)。使用 Flannel 或 Calico 等 CNI 插件时必须配置,且需与 CNI 的默认 CIDR 匹配。 | --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 (Flannel)--pod-network-cidr=192.168.0.0/16 (Calico) |
| --service-cidr | 指定 Service 虚拟 IP 的地址段(ClusterIP 范围)。默认网段为 10.96.0.0/12 或 10.96.0.0/16。 |
--service-cidr=10.96.0.0/16 |
| --kubernetes-version | 显式指定要安装的 Kubernetes 版本。若不指定,默认拉取与当前 kubeadm CLI 相同的版本。 |
--kubernetes-version=v1.32.0 |
| --control-plane-endpoint | 指定控制平面的统一访问入口(IP 或 DNS 域名及端口)。多 Master 高可用集群必须配置,通常填入 Load Balancer 的 VIP 及端口。 | --control-plane-endpoint="k8s-api.example.com:6443" |
| --cri-socket | 指定节点容器运行时(CRI)的 Socket 文件路径。多容器运行时共存时(如 containerd 与 docker)需显式指定。 | --cri-socket=unix:///run/containerd/containerd.sock |
| --upload-certs | 将控制平面的加密证书上传至集群内部(存储于 kube-system 的 Secret 中),方便后续其他控制平面节点自动加入。 |
--upload-certs |
| --dry-run | 模拟执行初始化过程,仅输出将要进行的操作和配置,不实际修改系统文件。 | --dry-run |
| --config | 指定 kubeadm 声明式 YAML 配置文件路径,适用于复杂的高级定制化安装。 |
--config=kubeadm-config.yaml |
三、 典型初始化命令示例
单控制平面集群初始化示例:
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.1.10 \
--image-repository=registry.k8s.io \
--kubernetes-version=v1.32.0 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--cri-socket=unix:///run/containerd/containerd.sock
初始化成功后,请根据终端提示,执行以下命令配置普通用户的 kubectl 访问权限:
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
四、 如何产生 Worker 节点的 Join 命令
节点加入集群依赖于 Bootstrap Token 机制。Token 建立节点与控制平面之间的双向信任。
- 方式一:首次初始化完成后直接复制
在 kubeadm init 成功结束时的终端最后几行,会自动打印出 Worker 节点加入所需的完整命令:
kubeadm join 192.168.1.10:6443 --token l5kotg.hiivo73eu000bbfu \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:13b3aac808908114d45b6ad91640babd8613d8136b21d405711a1204c68fa8a4
- 方式二:Token 过期或丢失时,一键重新生成(推荐)
kubeadm 创建的初始引导 Token 默认有效期为 24 小时。如果旧 Token 已过期或找不到了,只需在控制平面节点运行以下命令即可重新生成完整的 Join 命令:
kubeadm token create --print-join-command
shenwei@shenwei-ubuntu-2:~$ sudo kubeadm token create --print-join-command
kubeadm join 192.168.3.45:6443 --token r5aix1.dqoljbanm0rbyvn5 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:d590fc92d4353ff628f89e02ab9e1a19d1e28d0c42f7d695378b257d71e3b386
运行后终端会直接输出一条全新的、可立即粘贴在 Worker 节点上执行的 kubeadm join 命令。
- 方式三:分步手动获取与拼接(理解原理)
如果需要手工查看或拼接命令各个组成部分:
- 获取或新建 Token:
# 查看当前有效的 Token 列表
kubeadm token list
# 如果没有有效 Token,新建一个
kubeadm token create
- 计算 CA 证书指纹哈希(--discovery-token-ca-cert-hash): 在控制平面节点上运行以下命令,提取
/etc/kubernetes/pki/ca.crt的 SHA-256 哈希值:
openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | \
openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | \
openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
- 手动拼接 Join 命令:
kubeadm join <CONTROL_PLANE_IP>:6443 \
--token <TOKEN> \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:<HASH_VALUE>
💡 提示:如果在 Worker 节点执行 kubeadm join 失败或需要重新引导节点,可以在该 Worker 节点上先运行 kubeadm reset 清理历史状态,然后再重新运行 kubeadm join。
五、 Troubleshooting
1. 启动sudo kubeadm init,发现无法拉取镜像
解决方案: Use Host IP for Containerd Proxy
If your local proxy (e.g., Clash, V2Ray, Shadowsocks) is running on 127.0.0.1:10808, use the host's actual LAN IP address or 172.17.0.1 instead of 127.0.0.1 in the containerd config.
- Find your host IP address:
ip route show | grep default
_(e.g., `192.168.1.100`)_
- Update
/etc/systemd/system/containerd.service.d/http-proxy.conf:
[Service]
Environment="HTTP_PROXY=http://192.168.1.100:7890"
Environment="HTTPS_PROXY=http://192.168.1.100:7890"
Environment="NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,10.96.0.0/12,192.168.0.0/16"
Important: Ensure your local proxy client is set to "Allow LAN connections" (listen on
0.0.0.0rather than127.0.0.1).
- Reload and restart:
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart containerd