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本篇文章是 90DaysOfDevOps 学习路径中 Kubernetes 系列的关键一环：在掌握了 第 49 天：Kubernetes 大图景 中的架构与核心概念之后，我们面临第一个实操决策——Kubernetes 集群到底应该运行在哪里。本文围绕"消除复杂性"这一主线，系统对比裸金属、虚拟化、本地桌面环境与托管服务四类平台，结合本仓库中真实的 Vagrant + kubeadm 部署脚本给出证据与落地参考，帮助你理解各方案的代价、控制权与适用场景，并为下一节 第 51 天：部署你的第一个 Kubernetes 集群（基于 minikube）做好准备。

平台选型背后的核心矛盾：复杂性与控制权

Kubernetes 世界长期面临一个挑战——如何消除复杂性。Kubernetes 社区流传着一条"hard way"路线：从零开始，一步步把一个空环境构建成功能完整的 Kubernetes 集群。这条路线走到极致时能让你彻底理解每一个组件（API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd、kubelet……），但它极其繁重。

与之相对，越来越多的人希望直接运行一个托管（Managed）的 Kubernetes 集群，把上述复杂性交给云厂商。代价是成本更高，同时收益也很明确：当你使用托管服务（例如 Amazon EKS、Microsoft AKS、Google Kubernetes Engine/GKE）时，控制平面节点通常不再暴露给终端用户，你无需深入了解底层节点架构以及控制平面内部正在发生什么——因为一般而言你根本没有访问权限。

在这两个极端之间，还存在本地开发型发行版：利用我们自己的系统，运行一个本地的 Kubernetes 版本，让开发者拥有一个与生产平台一致的完整工作环境来运行应用。

无论选择哪条路径，有一个共同基础是成立的：这些方案本质上都是 Kubernetes 的一种"口味"（a flavour of Kubernetes）。这意味着我们应当能够自由迁移工作负载，按需把它们移动到最合适的平台上。此外，选型很大程度上也取决于已有的投入（投资回报角度），以及开发者体验——好在不少本地 Kubernetes 环境可以免费在笔记本电脑上运行，是零成本上手这门技术的最佳途径。

Bare-Metal：裸金属集群

对于许多人而言，一个可选项是直接在若干台物理服务器上运行 Linux 操作系统来组建集群。理论上 Windows 也可以，但作者指出，围绕 Windows、容器与 Kubernetes 的组合，其采用率（adoption rate）并不高。

裸金属方案的本质特征：

• 资本开支（CAPEX）决策：企业如果已经决定购置物理服务器，这可能就是构建集群的方式；
• 全栈自建：从管理到运维，一切都必须从零开始自己构建、自己管理——节点操作系统、容器运行时、控制平面、网络插件、存储、监控、升级、证书管理全部亲力亲为；
• 最高控制权：你拥有物理硬件与整个集群的完全控制力，但同时也背负最大的运维负担。

仓库中虽然没有裸金属直接示例，但可以从中看到"自建集群"路径的自动化版本——2022/Days/Kubernetes目录提供了基于VirtualBox + Vagrant + kubeadm的多节点集群模板，本质上是把裸金属"自建一切"的思路迁移到虚拟化环境并脚本化，下文会结合源码展开。

虚拟化（Virtualisation）：用 VM 充当节点

无论目标是测试与学习环境，还是企业级就绪的 Kubernetes 集群，虚拟化都是一条很好的起步路线：典型做法是创建若干虚拟机（VM）作为节点，再把它们聚合成集群。虚拟化的优势在于成熟的下层架构、效率与速度，同时能复用企业已有的硬件投入。原文举例 VMware 同时提供了虚拟机与 Kubernetes 的多种方案。

作者本人的第一个 Kubernetes 集群，就是基于Microsoft Hyper-V构建在一台旧服务器上的——这台服务器足以运行几个 VM 作为节点。

仓库证据：Vagrant 一键拉起多节点集群

仓库中的 2022/Days/Kubernetes/Vagrantfile 正是"虚拟机 + 集群化"思路的完整可运行实现，它一次性定义了三台机器：

• master：主机名master-node，内存 4048 MB、2 核 CPU，先执行 scripts/common.sh（公共初始化）再执行 scripts/master.sh（控制平面初始化）；
• node01/node02：主机名worker-node01/worker-node02，内存 2048 MB、1 核 CPU，执行common.sh后执行 scripts/node.sh（加入集群）；
• 镜像统一使用bento/ubuntu-21.10，并自动在/etc/hosts中写入三台机器的解析记录。

公共初始化脚本common.sh展示了"从零准备节点"所需的全部底层工作，这也正是裸金属/虚拟化自建路径无法回避的部分：

• 关闭 swap：sudo swapoff -a并注释/etc/fstab中的 swap 条目（swap 会影响 kubelet 的资源管理与调度判定）；
• 内核模块与网络转发：加载br_netfilter、overlay模块，并写入/etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf，开启net.bridge.bridge-nf-call-iptables、net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables、net.ipv4.ip_forward，让 iptables 能看到桥接流量（Kubernetes 网络与 Service 代理的基础）；
• 容器运行时：安装 Docker Engine 与 containerd，并以containerd config default生成默认配置（容器运行时是每个节点都必须具备的组件）；
• 集群工具：通过 apt 安装kubelet、kubectl、kubeadm，并用apt-mark hold固定版本（脚本锁定KUBERNETES_VERSION="1.23.3-00"，避免节点间版本漂移）。

控制平面脚本master.sh则对应"从零构建"的关键一步kubeadm init：

sudo kubeadm init \ --apiserver-advertise-address=$MASTER_IP \ --apiserver-cert-extra-sans=$MASTER_IP \ --pod-network-cidr=$POD_CIDR \ --node-name $NODENAME \ --ignore-preflight-errors Swap

其中POD_CIDR="192.168.0.0/16"是 Pod 网络 CIDR，随后脚本下载并应用Calico网络插件（kubectl apply -f calico.yaml），并额外安装 Metrics Server 与 Kubernetes Dashboard。节点加入则依赖kubeadm token create --print-join-command生成的 configs/join.sh，由node.sh执行完成加入。

这套脚本的价值在于：它把"虚拟化 + 自建集群"的全过程固化成了可复现的代码，让你直观看到自建路径中控制平面、网络插件、证书、节点加入这些环节到底长什么样——这正是选择托管服务时被"抽象掉"的部分。

本地桌面选项：在笔记本上跑 Kubernetes

当你想在桌面或笔记本电脑上运行一个本地 Kubernetes 集群时，有若干选择。这给开发者带来的核心价值是：无需维护多个昂贵或复杂的集群，就能预览应用部署后的真实形态。作者个人大量使用过这一类方案，尤其偏爱minikube，它拥有出色的功能与 add-ons（附加组件），改变了"把一个东西跑起来"的方式。

这一类别（本地开发环境）的典型工具与定位：

关于二者的取舍，作者的实践建议是：将 minikube 作为第一选项，或使用 Kind。minikube 的优势在于 add-ons 生态——可以只用 add-ons 就把环境快速搭建起来，用完直接销毁（"blow it away"）；还可以运行多个集群，几乎在任何地方运行，跨平台且不依赖特定硬件。

minikube 的实际操作会在下一课 第 51 天：部署你的第一个 Kubernetes 集群 完整演示（包括minikube start、kubectl get nodes、常用 add-ons 与kubectl速查表）。顺带一提，kubectl也是本地开发环境必不可少的工具——它是与集群 API Server 交互的唯一命令行入口。

Kubernetes 托管服务：把控制平面交出去

前面提到的虚拟化既可以在本地 hypervisor 上实现，也可以借助公有云中的虚拟机作为节点。而本小节讨论的"托管服务"更进一步：它是来自大型云厂商（hyperscalers）以及MSP（Managed Service Provider，托管服务提供商）的产品，目标是把管理与控制层级从终端用户身上剥离。

这种剥离最典型的表现就是控制平面不再对终端用户开放，这正是 Amazon EKS、Microsoft AKS、Google Kubernetes Engine（GKE）的普遍形态。也就是说：

• 你获得的是一个"开箱即用"的 Kubernetes 集群，API Server、etcd、调度器等控制平面组件由云厂商负责 SLA、升级与高可用；
• 你（用户）只管理自己的工作负载——命名空间、Pod、Deployment、Service 等；
• 代价是更高的资金投入，以及对底层节点架构、控制平面运行细节的"不知情"。

从运维视角看，托管服务消除了大量重复性管理工作，非常适合"不想自己修控制平面"的团队；而本地/自建方案则保留了最大控制权，适合学习原理或对合规、成本、定制有特殊要求的场景。

选择过多：OpenShift 与分发平台

选择本身是好事，但选项太多也会令人不知所措——原文特别说明，这篇文章并不是对上述每个类别下所有选项的深度罗列。

在以上各类别之外，还有一个重要的发行版：Red Hat OpenShift。它的特点在于：

• 可以运行在以上所有平台之上——包括各大主流云厂商；
• 无论集群部署在哪里，它大概能为管理员提供整体上最好用的体验（尤其在统一的多集群管理与开发者工作流方面）。

仓库的 2022/Days/Kubernetes/Rancher 目录提供了另一套基于 Vagrant 的变体模板（使用bento/ubuntu-21.10与公网桥接网络），从源码结构看，社区同样常用Rancher这类 Kubernetes 管理/分发平台来统一纳管自建集群。这提示我们：除了"自建 vs 托管"的二元选择，还存在"在任意底层之上叠加一个管理平台"的第三条路线。

从哪里开始：给学习者的实用建议

作者回顾自身经历：最初选择虚拟化路线，是因为当时有一台可用于此目的的物理服务器；而如今已经不再拥有该选项。基于这些实践，当前最务实的建议是：

先用 minikube 作为第一个选项，或使用 Kind；minikube 提供了额外的好处——几乎把复杂性抽象掉了：用 add-ons 快速构建，用完即删，可运行多个集群，几乎随处可跑、跨平台、硬件无关。

一句话总结选型逻辑：

• 想零成本快速上手、验证应用 → 本地 minikube / Kind；
• 想深入理解 Kubernetes 原理、拥有全部控制权 → 虚拟化（甚至裸金属）自建，可参考仓库中的 Vagrant + kubeadm 模板；
• 想少运维、上生产且接受更高成本 → 托管服务（EKS / AKS / GKE）；
• 想要统一管理体验→ 考虑 OpenShift 或 Rancher 等平台叠加在任意底层之上。

作者亲测过的平台清单

作者在 Kubernetes 学习旅程中实际尝试过以下平台与部署路径，并据此建立了对"Kubernetes 可以运行在哪里"的直观认识，读者可据此规划自己的动手路线：

• Kubernetes 家庭实验室（Home Lab）：如何选择平台；
• Kubernetes 家庭实验室：搭建你的集群；
• 入门 Amazon Elastic Kubernetes Service（Amazon EKS）；
• 入门 Microsoft Azure Kubernetes Service（AKS）；
• 入门 Microsoft AKS——Azure PowerShell 版本；
• 入门 Google Kubernetes Service（GKE）；
• Kubernetes 实操：AWS Bottlerocket + Amazon EKS；
• 入门 CIVO Cloud；
• Minikube——面向所有人的 Kubernetes 演示环境。

（上述实践要点也将在 第 51 天 及后续章节以仓库内可运行配置的形式逐步落地。）

本系列接下来覆盖的内容

本节（Kubernetes 系列）后续将依次深入以下主题，平台选型只是其中一块基石：

• Kubernetes 架构（Architecture）
• kubectl 命令（kubectl Commands）
• Kubernetes YAML
• Kubernetes Ingress
• Kubernetes Services
• Helm 包管理器（Helm Package Manager）
• 持久化存储（Persistent Storage）
• 有状态应用（Stateful Apps）

作为预告，仓库中的示例文件已经为后续章节埋下了实战素材：无状态应用示例见 nginx-stateless-demo.yaml，有状态应用与持久化存储的完整组合（含 StatefulSet、PVC、Secret、MongoDB）见 pacman-stateful-demo.yaml 与 statefulset.yaml，Ingress 规则示例见 pacman-ingress.yaml——这些文件将在"YAML / Ingress / Services / 持久化存储 / 有状态应用"各节中被反复使用。

参考资料

• Kubernetes 官方文档（Kubernetes Documentation），适合新手从"什么是 Kubernetes"读起；
• TechWorld with Nana：Kubernetes for Beginners 完整课程（4 小时）与 Kubernetes 速成课（面向绝对新手）；
• Kunal Kushwaha：Kubernetes 入门教程——架构简化讲解。

下一节见 第 51 天：部署你的第一个 Kubernetes 集群——我们将用 minikube 在本地真正拉起第一个集群。

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