Kubernetes 1.8 单机部署全攻略：从环境准备到集群验证

一、单机部署Kubernetes 1.8的适用场景与优势

Kubernetes 1.8作为容器编排领域的经典版本，其单机部署方案特别适合以下场景：

1. 开发测试环境：开发者可在本地快速搭建模拟集群，验证应用兼容性。
2. 小型生产环境：资源受限的边缘计算节点或单节点服务器场景。
3. 教学与演示：通过简化架构快速展示Kubernetes核心功能。

相比多节点集群，单机部署具有资源占用低、配置简单、维护成本低的优势。但需注意，Kubernetes 1.8已进入维护期，建议仅在兼容性要求严格的场景下使用，新项目推荐采用更高版本。

二、环境准备与依赖安装

1. 操作系统要求

• 推荐系统：CentOS 7.x/Ubuntu 16.04 LTS（需内核≥3.10）
• 关键配置：禁用Swap分区（swapoff -a），修改/etc/fstab注释Swap条目。
• 网络要求：确保主机名可解析（修改/etc/hosts），配置静态IP。

2. 依赖组件安装

Docker引擎配置

# CentOS示例
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum install -y docker-ce-17.03.2.ce
sudo systemctl enable docker && systemctl start docker

• 版本选择：Kubernetes 1.8兼容Docker 1.11~1.13，推荐使用17.03.2稳定版。
• Cgroup驱动：修改/etc/docker/daemon.json，确保与kubelet一致：

  {
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
  }

工具链安装

# 安装kubeadm/kubelet/kubectl
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
sudo yum install -y kubelet-1.8.15 kubeadm-1.8.15 kubectl-1.8.15
sudo systemctl enable kubelet

三、单节点集群初始化

1. 使用kubeadm初始化

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --api-advertise-addresses=192.168.1.100

• 参数说明：
  • --pod-network-cidr：指定Flannel等CNI插件的网络范围
  • --api-advertise-addresses：绑定主机IP（需替换为实际IP）
• 初始化输出：记录kubeadm join命令，后续添加节点时使用（单机部署可忽略）。

2. 配置kubectl

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

四、网络插件部署（关键步骤）

Kubernetes 1.8默认不包含网络实现，需手动部署CNI插件：

1. Flannel部署（推荐）

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/v0.9.1/Documentation/kube-flannel.yml

• 配置验证：检查Pod状态

  kubectl get pods -n kube-system | grep flannel

2. 替代方案：Calico

kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.1/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubeadm/1.7/calico.yaml

• 适用场景：需要网络策略支持的场景

五、关键组件验证与优化

1. 集群状态检查

kubectl get componentstatuses  # 检查核心组件状态
kubectl top nodes              # 查看资源使用（需安装metrics-server）

2. 存储类配置（可选）

单机环境可使用hostPath存储类：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: local-storage
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

3. 性能调优建议

• 资源限制：修改/etc/kubernetes/kubelet.conf，调整--kube-reserved和--system-reserved参数
• 日志轮转：配置/etc/logrotate.d/kubelet防止日志占用过多空间
• 内核参数：优化net.ipv4.ip_forward=1和net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

六、常见问题解决方案

1. 初始化卡在[etcd]阶段

• 原因：磁盘I/O性能不足或内存不足
• 解决：增加--etcd-prefix参数或升级主机SSD

2. Pod无法调度到节点

• 检查步骤：

  kubectl describe node <node-name> | grep Taints
  kubectl get pods --all-namespaces -o wide | grep Pending

• 解决方案：移除不必要的污点或增加节点资源

3. 网络插件部署失败

• Flannel错误：检查kube-flannel日志

  kubectl logs -n kube-system <flannel-pod-name>

• 常见修复：确认--pod-network-cidr与CNI配置一致

七、升级与维护建议

1. 版本升级：Kubernetes 1.8到1.9+需先升级kubeadm，再执行kubeadm upgrade
2. 备份策略：定期备份/etc/kubernetes/manifests和etcd数据
3. 监控方案：部署Prometheus+Grafana监控单机集群状态

八、总结与扩展建议

Kubernetes 1.8单机部署通过简化架构提供了轻量级的容器编排方案，但需注意：

• 版本兼容性：确保Docker、CNI插件与Kubernetes版本匹配
• 生产限制：单机模式缺乏高可用性，重要业务建议采用多节点架构
• 扩展学习：可进一步探索K3s（轻量级Kubernetes发行版）或Minikube（开发专用工具）

通过本文的步骤，开发者可在20分钟内完成Kubernetes 1.8的单机部署，为后续的容器化应用开发奠定基础。实际部署中建议结合具体业务需求进行参数调优，并关注社区对1.8版本的安全更新。