K8s实践云端集群

KubeEdge 边缘计算实验

实验背景与目标

本实验基于三台 Ubuntu 虚拟机搭建 Kubernetes + KubeEdge 边缘计算实验环境，实现云端统一管理边缘节点，并验证云边协同能力。

实验环境

节点 主机名 IP 地址 作用
master master 192.168.139.184 Kubernetes 控制节点 / KubeEdge CloudCore
slave1 slave1 192.168.139.226 Kubernetes 工作节点
edge edge 192.168.139.105 KubeEdge 边缘节点 / EdgeCore

实验最终目标

在 master 节点执行：

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kubectl get nodes -o wide

能够看到类似结果：

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NAME     STATUS   ROLES           VERSION
master   Ready    control-plane   v1.28.15
slave1   Ready    <none>          v1.28.15
edge     Ready    agent,edge      v1.23.17-kubeedge-v1.13.4

注意事项

  • 三台虚拟机均使用 Ubuntu22.04
  • 本文档中所有 IP 为内网真实 IP
  • edge 节点 不通过 kubeadm 加入 K8s，而是通过 KubeEdge 接入

01.基础环境准备与旧环境清理

本阶段在 master、slave1、edge 三台虚拟机上都需要执行。如果环境已经配置好主机名和 hosts，可跳过 1.1、1.2。

1.1 设置主机名

在 master 节点执行：

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sudo hostnamectl set-hostname master
sudo reboot

在 slave1 节点执行：

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sudo hostnamectl set-hostname slave1
sudo reboot

在 edge 节点执行：

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sudo hostnamectl set-hostname edge
sudo reboot

1.2 配置 hosts 文件

三台机器都执行，编辑 /etc/hosts，添加以下内容（若已有请核对）：

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192.168.139.184 master
192.168.139.226 slave1
192.168.139.105 edge

检查主机名解析：

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ping master
ping slave1
ping edge

三台机器都应能 ping 通这三个主机名。

1.3 检查网络和 DNS

三台机器都执行。若域名解析失败，执行以下命令修复 DNS：

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sudo rm -f /etc/resolv.conf
sudo tee /etc/resolv.conf <<EOF
nameserver 223.5.5.5
nameserver 114.114.114.114
nameserver 8.8.8.8
EOF

然后测试：

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ping -c 3 mirrors.aliyun.com
ping -c 3 github.com

后续若下载失败出现 Temporary failure in name resolution，可重新执行本步。

1.4 安装基础工具

三台机器都执行：

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sudo apt update
sudo apt install -y curl wget vim net-tools

1.5 关闭防火墙和 swap

三台机器都执行：

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sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab

检查 swap：

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free -h

Swap 一行应为 0。

1.6 清理旧 K3s 环境（若未使用过 K3s 可跳过）

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sudo /usr/local/bin/k3s-uninstall.sh || true
sudo /usr/local/bin/k3s-agent-uninstall.sh || true
sudo systemctl stop k3s || true
sudo systemctl stop k3s-agent || true
sudo rm -f /etc/systemd/system/k3s.service /etc/systemd/system/k3s-agent.service /etc/systemd/system/k3s-agent.service.env /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/k3s-agent.service
sudo rm -f /usr/local/bin/k3s /usr/local/bin/kubectl /usr/local/bin/crictl /usr/local/bin/ctr
sudo rm -rf /etc/rancher /var/lib/rancher /var/lib/kubelet /etc/cni/net.d /opt/cni/bin
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl reset-failed

检查是否清理干净：

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which k3s
systemctl status k3s --no-pager
systemctl status k3s-agent --no-pager

期望无输出或显示 could not be found, 不然后续是启动不了kubeadm的

1.7 配置内核模块和网络参数

三台机器都执行：

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sudo modprobe overlay
sudo modprobe br_netfilter

sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf <<EOF
overlay
br_netfilter
EOF

sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF

sudo sysctl --system

检查：

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ls /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables

看到路径即为成功。

02.安装 Kubernetes 云端集群

本阶段只在 master 和 slave1 上执行。edge 节点不安装 kubeadm/kubelet/kubectl

2.1 安装 containerd

在 master 和 slave1 上执行：

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sudo apt update
sudo apt install -y containerd

sudo mkdir -p /etc/containerd
containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml

sudo sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml

sudo systemctl restart containerd
sudo systemctl enable containerd
  • containerd 是 Kubernetes 默认的容器运行时。它支持两种 cgroup 驱动：cgroupfs 和 systemd。
  • Kubernetes 官方强烈推荐使用 systemd 作为 cgroup 驱动，因为当同一个节点上既有容器运行时又有 kubelet 时，两种不同的 cgroup 驱动会导致系统资源统计混乱、节点不稳定的问题。
  • 默认生成的 containerd 配置里 SystemdCgroup = false（即使用 cgroupfs），需要改为 true 才能与 kubelet 匹配。
    检查：
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systemctl status containerd --no-pager

应显示 Active: active (running)

2.2 安装 kubeadm、kubelet、kubectl

在 master 和 slave1 上执行：

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sudo apt update
sudo apt install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg

sudo mkdir -p /etc/apt/keyrings
sudo rm -f /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/Release.key | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/ /' | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list


sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

sudo systemctl enable kubelet
sudo systemctl start kubelet
  • gpg --dearmor：将这个文本格式的公钥“解装甲”为二进制格式，保存为 apt 可以直接使用的密钥文件。
  • 这个密钥用于验证后续安装的 kubeadm、kubelet、kubectl 包确实来自 Kubernetes 官方，防止被中间人篡改。

检查版本：

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kubeadm version
kubectl version --client
systemctl status kubelet --no-pager

kubelet 在未加入集群前可能反复重启，属于正常现象。

2.3 补装 CNI 插件

在 master 和 slave1 上执行：

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sudo apt install --reinstall -y kubernetes-cni

检查：

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ls /opt/cni/bin/

应看到多个 CNI 插件文件。

2.4 初始化 master 节点

在 master 上执行，直接使用你的 master IP：

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MASTER_IP=192.168.139.184

拉取镜像：

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sudo kubeadm config images pull --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers

初始化集群：

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sudo kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=$MASTER_IP \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --node-name master

成功后配置 kubectl：

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mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

查看节点：

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# 刷新缓存: hash -r

kubectl get nodes

此时 master 为 NotReady（尚未安装网络插件），正常。

若初始化失败，清理后重试：

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sudo kubeadm reset -f
sudo rm -rf /etc/kubernetes /var/lib/etcd /etc/cni/net.d

2.5 安装 Flannel/host-gw 网络插件

在 master 上执行：

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kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

等待 Pod 启动：

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kubectl get pods -n kube-system

几分钟后查看节点：

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kubectl get nodes

应显示 master Ready。

若 kube-proxy 或 coredns 出现 ImagePullBackOff，执行：

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kubectl -n kube-system set image daemonset/kube-proxy kube-proxy=registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.28.15
kubectl -n kube-system rollout restart daemonset/kube-proxy

kubectl -n kube-system set image deployment/coredns coredns=registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.10.1
kubectl -n kube-system rollout restart deployment/coredns
kubectl -n kube-system delete pod -l k8s-app=kube-dns

修bug

这里我的proxy一直CrashLoopBackOff 排查一下是权限问题

bug修复 我去研究一下
我的obstack的虚拟机太轻量 没有内核编译出一个插件

那就:

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kubectl -n kube-system edit configmap kube-proxy

hh
  • 修改 Flannel 为 host-gw 后端
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kubectl -n kube-flannel edit configmap kube-flannel-cfg

net-conf.json: |
  {
    "Network": "10.244.0.0/16",
    "Backend": {
      "Type": "host-gw"
    }
  }
  
kubectl -n kube-flannel delete pod -l app=flannel

kubectl get pods -n kube-flannel -w
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kubectl describe pod -n kube-system coredns-66f779496c-4985b 
...plugin type="loopback" failed (add): failed to find plugin "loopback" in path [/opt/cni/bin]...

# 缺插件了


choco@master:~$ ls -la /opt/cni/bin/
total 2908
drwxr-xr-x 1 root root      14 May 26 15:54 .
drwxr-xr-x 1 root root       6 May 26 15:18 ..
-rwxr-xr-x 1 root root 2974518 May 26 15:54 flannel


sudo apt install --reinstall -y kubernetes-cni

ok全跑上了..

2.6 slave1 加入 Kubernetes 集群

在 master 上生成加入命令：

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kubeadm token create --print-join-command

输出类似：

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kubeadm join 192.168.139.184:6443 --token vyhvvu.m8srywcta8jdo6is --discovery-token-ca-cert-hash sha256:37d9687e898ecd4aed6699f52d23580a411f89fb16250dee3b1702395a830b06

复制整条命令，在 slave1 上以 sudo 执行（前面加 sudo）：

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sudo kubeadm join 192.168.139.184:6443 --token vyhvvu.m8srywcta8jdo6is --discovery-token-ca-cert-hash sha256:37d9687e898ecd4aed6699f52d23580a411f89fb16250dee3b1702395a830b06

回到 master 检查：

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kubectl get nodes

应看到 master Ready 和 slave1 Ready

这里挺慢的..大概5-15min
下面是正常情况 因为 slave1 上没有 API Server，也没有配置 kubeconfig。所有集群管理操作必须在 master 上执行。

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kubectl describe node slave1 | grep -A 10 Conditions

E0526 16:08:55.677888    7492 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E0526 16:08:55.678154    7492 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E0526 16:08:55.679597    7492 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E0526 16:08:55.679706    7492 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
E0526 16:08:55.681727    7492 memcache.go:265] couldn't get current server API group list: Get "http://localhost:8080/api?timeout=32s": dial tcp [::1]:8080: connect: connection refused
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

若 slave1 加入失败，在 slave1 上执行清理后重试：

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sudo kubeadm reset -f
sudo rm -rf /etc/kubernetes /etc/cni/net.d /var/lib/kubelet/pki

若 slave1 长时间 NotReady，两台机器都执行：

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sudo systemctl restart containerd
sudo systemctl restart kubelet

03.安装 KubeEdge CloudCore

本阶段主要在 master 节点上执行。

3.1 master 下载并安装 keadm

在 master 上执行：我这里是arm64架构

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cd /tmp

VERSION="v1.13.4"

wget https://github.com/kubeedge/kubeedge/releases/download/${VERSION}/keadm-${VERSION}-linux-arm64.tar.gz

tar -xzf keadm-${VERSION}-linux-arm64.tar.gz

sudo mv keadm-${VERSION}-linux-arm64/keadm/keadm /usr/local/bin/keadm
sudo chmod +x /usr/local/bin/keadm
keadm version

若下载缓慢，可使用代理：

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wget -O keadm-v1.13.4-linux-amd64.tar.gz https://gh-proxy.com/https://github.com/kubeedge/kubeedge/releases/download/v1.13.4/keadm-v1.13.4-linux-amd64.tar.gz

3.2 初始化 CloudCore

确认 Kubernetes 正常运行：

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kubectl get nodes -o wide
kubectl get pods -A

初始化 CloudCore：

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MASTER_IP=192.168.139.184

keadm init \
  --kube-config=$HOME/.kube/config \
  --advertise-address=$MASTER_IP \
  --set iptablesManager.mode="external" \
  --profile version=v1.13.4

若出现超时错误但 cloudcore pod 已 Running，可继续后续步骤。

3.3 将 CloudCore 服务改为 NodePort

在 master 上执行：

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kubectl edit svc cloudcore -n kubeedge

找到 type: ClusterIP，改为 type: NodePort，保存退出。

查看端口映射：

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kubectl get svc cloudcore -n kubeedge

示例输出（你的实际端口可能不同）：

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kubectl get svc cloudcore -n kubeedge
NAME        TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                                           AGE
cloudcore   NodePort   10.105.82.23   <none>        10000:32739/TCP,10001:31413/TCP,10002:32301/TCP,10003:30418/TCP,10004:30527/TCP   2m3s

请记录端口映射，后续 edge 加入时需要用到。

为便于说明，本文档假设端口映射如下（你必须替换成自己查到的真实端口）：

  • PORT_10000=32739
  • PORT_10001=31413
  • PORT_10002=32301
  • PORT_10003=30418
  • PORT_10004=30527

edge 加入时需要的是 10000 对应的 NodePort，即 192.168.139.184:32739

3.4 为 kube-system 组件添加节点亲和性

防止系统组件调度到 edge 节点：

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kubectl get daemonset -n kube-system | grep -v NAME | awk '{print $1}' | xargs -n 1 kubectl patch daemonset -n kube-system --type='json' -p='[{"op": "replace","path":"/spec/template/spec/affinity","value":{"nodeAffinity": {"requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"node-role.kubernetes.io/edge","operator":"DoesNotExist"}]}]}}}}]'

3.5 获取 edge 加入 token

在 master 上执行：

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keadm gettoken --kube-config=$HOME/.kube/config

2b56e292d2e9f2fba406e4e252219647a7ba1f276e505eb1ce81822025a062a3.eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleHAiOjE3Nzk4Njk5OTh9.rioP2qVs7zyEWdJODGmPEZkUXrp2kfCRLaIsKUHhBKo

输出一长串 token，完整复制保存，后续 edge 加入时需要。

04.配置 edge 节点并加入 KubeEdge

本阶段在 edge 节点上执行。

4.1 检查 Docker 状态

在 edge 上执行：

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hostname
docker --version
sudo systemctl status docker --no-pager
sudo docker info

正常情况下 docker info 能显示 Server 信息，服务状态为 active (running)。

若 Docker 未安装或异常，执行以下命令重装：

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sudo apt update
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl enable --now docker

若提示权限不足，sudo docker info 正常即可继续。

4.2 edge 下载并安装 keadm

在 edge 上执行：

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cd /tmp

VERSION="v1.13.4"

wget https://github.com/kubeedge/kubeedge/releases/download/${VERSION}/keadm-${VERSION}-linux-arm64.tar.gz

tar -xzf keadm-${VERSION}-linux-arm64.tar.gz

sudo mv keadm-${VERSION}-linux-arm64/keadm/keadm /usr/local/bin/keadm
sudo chmod +x /usr/local/bin/keadm
keadm version

4.3 edge 加入 KubeEdge

替换以下变量为你自己的值：

  • <TOKEN> ：3.5 步获取的完整 token
  • <10000对应的NodePort> ：你自己的 10000 NodePort，例如 32261

在 edge 上执行：

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TOKEN="<你的TOKEN>"
SERVER="192.168.139.184:<10000对应的NodePort>"

例如我本地

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TOKEN="2b56e292d2e9f2fba406e4e252219647a7ba1f276e505eb1ce81822025a062a3.eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleHAiOjE3Nzk4Njk5OTh9.rioP2qVs7zyEWdJODGmPEZkUXrp2kfCRLaIsKUHhBKo"
SERVER=192.168.139.184:32739

然后执行加入命令：

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sudo keadm join --token=$TOKEN \
  --cloudcore-ipport=$SERVER \
  --kubeedge-version=v1.13.4 \
  --edgenode-name=edge

这里不行的话可能是/etc/kubeedge/config/edgecore.yaml没有改 继续后面一步去修(4.4修改 edgecore 中的 CloudCore NodePort 地址)

bugfix

我这报错cni plugin not initialized

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# 1. 安装依赖
sudo apt install -y apt-transport-https ca-certificates curl gpg

# 2. 添加 Kubernetes 官方仓库（以 v1.30 为例，可替换版本）
sudo mkdir -p /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.30/deb/Release.key | \
    sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] \
    https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.30/deb/ /" | \
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

# 3. 更新并安装
sudo apt update
sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl


# 安装CNI插件
# 通过 apt 安装（推荐）
sudo apt update
sudo apt install -y kubernetes-cni

# 如果 apt 不可用，手动下载 arm64 版本（OrbStack 为 aarch64）
CNI_VERSION="v1.3.0"
wget https://github.com/containernetworking/plugins/releases/download/${CNI_VERSION}/cni-plugins-linux-arm64-${CNI_VERSION}.tgz
sudo mkdir -p /opt/cni/bin
sudo tar -xzf cni-plugins-linux-arm64-${CNI_VERSION}.tgz -C /opt/cni/bin/
rm cni-plugins-linux-arm64-${CNI_VERSION}.tgz


# 配置CNI
sudo mkdir -p /etc/cni/net.d
sudo tee /etc/cni/net.d/10-containerd-net.conflist <<EOF
{
  "cniVersion": "0.4.0",
  "name": "containerd-net",
  "plugins": [
    {
      "type": "bridge",
      "bridge": "cni0",
      "isGateway": true,
      "ipMasq": true,
      "ipam": {
        "type": "host-local",
        "routes": [
          { "dst": "0.0.0.0/0" }
        ],
        "ranges": [
          [{ "subnet": "10.88.0.0/16" }]
        ]
      }
    },
    {
      "type": "portmap",
      "capabilities": {"portMappings": true}
    }
  ]
}
EOF

若报 client version 1.41 is too old，先执行：

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export DOCKER_API_VERSION=1.44
sudo -E keadm join --token=$TOKEN \
  --cloudcore-ipport=$SERVER \
  --kubeedge-version=v1.13.4 \
  --runtime-type=docker \
  --edgenode-name=edge

若报 edge node already exists，先执行清理：

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sudo keadm reset

确认 /etc/kubeedge/ 目录已删除，再重新 join。

4.4 修改 edgecore 中的 CloudCore NodePort 地址

CloudCore 已改为 NodePort，需要确保 edgecore 使用正确的 NodePort 而非原始端口 10000/10002/10004。

首先在 edge 上备份配置：

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sudo cp /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml.bak

务必替换为你自己查到的真实端口（此处为示例）：

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MASTER_IP=192.168.139.184
PORT_10000=32739
PORT_10001=31413
PORT_10002=32301
PORT_10003=30418
PORT_10004=30527

执行替换：

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sudo sed -i "s#${MASTER_IP}:10000#${MASTER_IP}:${PORT_10000}#g" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml
sudo sed -i "s#${MASTER_IP}:10001#${MASTER_IP}:${PORT_10001}#g" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml
sudo sed -i "s#${MASTER_IP}:10002#${MASTER_IP}:${PORT_10002}#g" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml
sudo sed -i "s#${MASTER_IP}:10003#${MASTER_IP}:${PORT_10003}#g" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml
sudo sed -i "s#${MASTER_IP}:10004#${MASTER_IP}:${PORT_10004}#g" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml

检查修改结果：

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sudo grep -nE "httpServer|websocket|server:|edgeStream" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml

应看到地址为 https://192.168.139.184:<PORT_10002> 等。

master上kubectl get nodes 三个running即可

4.5 将 Docker API 环境变量写入 edgecore 服务

如果之前使用了 DOCKER_API_VERSION=1.44，需写入 systemd 服务：

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sudo mkdir -p /etc/systemd/system/edgecore.service.d
sudo tee /etc/systemd/system/edgecore.service.d/override.conf <<EOF
[Service]
Environment="DOCKER_API_VERSION=1.44"
EOF

sudo systemctl daemon-reload

4.6 修复 cgroup driver 不一致问题

检查 Docker cgroup driver：

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sudo docker info | grep -i "Cgroup Driver"

若为 systemd，而 edgecore 配置中为 cgroupfs，则需修改：

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sudo sed -i 's/cgroupDriver: cgroupfs/cgroupDriver: systemd/' /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml

确认：

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sudo grep -n "cgroupDriver" /etc/kubeedge/config/edgecore.yaml

应显示 cgroupDriver: systemd。

4.7 重启 edgecore 并检查状态

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sudo systemctl restart edgecore
sleep 10
sudo systemctl status edgecore --no-pager -l

期望 Active: active (running)，日志中可见 Successfully registered node。

若反复重启，查看日志：

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sudo journalctl -u edgecore.service -n 120 --no-pager -l

常见问题对应处理：

  • 10002 connect refused → 执行 4.4
  • client version too old → 执行 4.5
  • cgroupfs is different → 执行 4.6

05.验证

本阶段在 master 节点上执行。

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kubectl get nodes -o wide

预期输出：

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NAME     STATUS   ROLES           VERSION
master   Ready    control-plane   v1.28.15
slave1   Ready    <none>          v1.28.15
edge     Ready    agent,edge      v1.23.17-kubeedge-v1.13.4

若 edge 未出现，在 edge 上检查 sudo systemctl status edgecore。
若 edge 为 NotReady，稍等 30 秒再查看，若仍异常则查看 edgecore 日志。

06.Temperature-demo 示例实验（选做）

本进阶实验模拟边缘温度传感器数据采集，通过 MQTT 将数据传输到云端。在 master 节点执行以下操作。

6.1 克隆代码并修改

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git clone https://github.com/kubeedge/examples.git
cd examples/temperature-demo

修改 temperature-mapper/main.go，内容如下（已直接提供，可覆盖原文件）：

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package main

import (
    "context"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "time"

    mqtt "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang"
)

type TempData struct {
    Temperature float64 `json:"temperature"`
    Timestamp   string  `json:"timestamp"`
}

func main() {
    brokerURL := "tcp://127.0.0.1:1883"
    clientID := "temperature-mapper"
    topic := "temperature"

    opts := mqtt.NewClientOptions()
    opts.AddBroker(brokerURL)
    opts.SetClientID(clientID)
    opts.SetCleanSession(true)

    client := mqtt.NewClient(opts)
    if token := client.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil {
        log.Fatalf("Failed to connect to MQTT broker: %v", token.Error())
    }
    fmt.Println("Connected to MQTT broker")

    baseTemp := 20.0
    increment := 0.5

    for {
        currentTemp := baseTemp + (float64(time.Now().Unix()%120) * increment)
        tempData := TempData{
            Temperature: currentTemp,
            Timestamp:   time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"),
        }
        jsonData, _ := json.Marshal(tempData)
        token := client.Publish(topic, 0, false, jsonData)
        token.Wait()
        fmt.Printf("Published temperature data: %s\n", jsonData)
        time.Sleep(5 * time.Second)
    }
}

6.2 构建 Docker 镜像

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cat > temperature-mapper/Dockerfile <<EOF
FROM golang:1.19-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go mod init temperature-mapper
RUN go mod tidy
RUN go build -o temperature-mapper main.go

FROM alpine:latest
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/temperature-mapper .
EOF

cd temperature-mapper
sudo docker build -t temperature-mapper:v1.0 .

6.3 创建 Kubernetes 资源文件

创建设备模型与实例、MQTT Broker、温度数据生成器、云端消费者。由于篇幅限制，此处给出关键部署命令，完整 YAML 可参照原始实验资料。

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# 部署设备模型和实例
kubectl apply -f device-model.yaml
kubectl apply -f device-instance.yaml

# 部署 MQTT Broker（注意需指定 nodeName: edge）
kubectl apply -f mqtt-deployment.yaml

# 部署温度生成器（指定 nodeName: edge）
kubectl apply -f temperature-mapper-deployment.yaml

# 部署云端消费者（指定 nodeName: master）
kubectl apply -f temperature-consumer-deployment.yaml

6.4 验证

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kubectl get pods -o wide
kubectl logs -f deployment/temperature-mapper
kubectl logs -f deployment/temperature-consumer

云端消费者应能持续收到边缘上报的温度数据。

实验提交

  1. 在 master 节点执行 kubectl get nodes，显示 master 和 slave1 均为 Ready

  2. 在 master 节点执行 kubectl get nodes -o wide，显示 edge 节点通过 KubeEdge 加入成功。