CentOS离线Kubekey一键部署K8s集群指南

在当今的云计算与容器化浪潮中，Kubernetes（K8s）已成为管理容器化应用的事实标准。然而，对于许多企业用户和开发者而言，如何在没有互联网连接的环境下快速、稳定地部署K8s集群，成为了一个亟待解决的问题。本文将详细介绍如何在CentOS系统下，利用Kubekey工具实现离线环境下的K8s集群一键部署，旨在为读者提供一套高效、可靠的解决方案。

一、环境准备

1.1 硬件要求

• 节点数量：至少需要3个节点（1个Master节点，2个Worker节点），以支持高可用性和负载均衡。
• CPU与内存：每个节点建议配置至少2核CPU和4GB内存，以确保K8s集群的基本运行需求。
• 磁盘空间：每个节点需预留至少20GB的磁盘空间，用于存储K8s组件、容器镜像及日志文件。

1.2 软件依赖

• CentOS版本：推荐使用CentOS 7或CentOS 8，因其对K8s有较好的兼容性和支持。
• 离线包准备：需提前下载K8s、Kubekey及相关依赖的离线安装包，包括但不限于Docker、Kubelet、Kubeadm、Kubectl等。
• 网络配置：确保各节点间可通过SSH互通，且防火墙设置允许必要的端口通信（如6443、10250等）。

二、Kubekey安装与配置

2.1 下载Kubekey

• 在线环境：若处于在线环境，可直接通过curl或wget命令从Kubekey官方GitHub仓库下载最新版本。
• 离线环境：需提前在有网络的环境中下载Kubekey的二进制文件，并传输至CentOS节点。

2.2 安装Kubekey

• 将下载的Kubekey二进制文件（如kk）放置于/usr/local/bin/目录下，并赋予执行权限：

  sudo mv kk /usr/local/bin/
  sudo chmod +x /usr/local/bin/kk

2.3 配置Kubekey

• 创建Kubekey配置文件（如config-sample.yaml），根据实际环境修改以下关键参数：
  • apiVersion：Kubekey配置文件的版本。
  • kind：配置类型，此处为Cluster。
  • metadata：集群的基本信息，如名称、K8s版本等。
  • spec：集群的详细配置，包括节点信息、网络插件、存储类型等。

三、离线部署K8s集群

3.1 准备离线镜像包

• 使用docker save命令将K8s相关镜像导出为.tar文件，如：

  docker save k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.0 > kube-apiserver.tar

• 将所有导出的镜像文件传输至CentOS节点，并使用docker load命令加载：

  docker load -i kube-apiserver.tar

3.2 执行一键部署

• 在配置好Kubekey及离线镜像后，执行以下命令启动部署：

  kk create cluster --with-kubernetes v1.20.0 --with-local-storage --file config-sample.yaml

  • --with-kubernetes：指定K8s版本。
  • --with-local-storage：启用本地存储（可选）。
  • --file：指定Kubekey配置文件路径。

3.3 监控部署过程

• 部署过程中，Kubekey会输出详细的日志信息，包括各组件的下载、安装及启动状态。
• 可通过kubectl get nodes命令验证节点是否成功加入集群。

四、集群验证与优化

4.1 验证集群状态

• 使用kubectl命令检查集群状态，如：

  kubectl cluster-info
  kubectl get pods -n kube-system

• 确保所有核心组件（如kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler等）均处于Running状态。

4.2 优化集群性能

• 资源限制：为K8s组件及业务Pod设置合理的资源请求与限制，避免资源争抢。
• 网络插件：根据实际需求选择合适的网络插件（如Calico、Flannel），并优化其配置。
• 存储配置：根据业务需求配置持久化存储（如NFS、Ceph），并确保数据的高可用性与安全性。

五、常见问题与解决方案

5.1 镜像加载失败

• 问题：离线环境下加载K8s镜像时，出现“Error response from daemon: manifest unknown”等错误。
• 解决方案：确保镜像标签与K8s版本匹配，且镜像文件完整无损。可尝试重新导出并加载镜像。

5.2 节点加入失败

• 问题：Worker节点无法成功加入K8s集群，提示“Unable to connect to the server”等错误。
• 解决方案：检查Master节点的API Server是否正常运行，且防火墙设置允许Worker节点的连接请求。同时，确保Worker节点上的Kubelet配置正确。

六、总结与展望

通过本文的介绍，我们详细了解了如何在CentOS系统下，利用Kubekey工具实现离线环境下的K8s集群一键部署。这一方案不仅解决了离线环境下的部署难题，还通过自动化脚本简化了部署流程，提高了部署效率与稳定性。未来，随着K8s技术的不断发展与完善，我们有理由相信，离线部署方案将更加成熟与普及，为更多企业用户和开发者带来便利与价值。