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Kubernetes 1.8 单机部署全指南：从环境准备到集群管理

作者：carzy2025.09.17 11:04浏览量：0

简介：本文详细介绍了Kubernetes 1.8版本单机部署的全流程，包括环境准备、组件安装、配置优化及故障排查等关键环节，帮助开发者快速构建本地测试环境。

Kubernetes 1.8 单机部署全指南：从环境准备到集群管理

一、为何选择Kubernetes 1.8单机部署？

Kubernetes 1.8作为早期稳定版本，在功能完备性与系统稳定性之间达到了良好平衡。单机部署模式尤其适合以下场景：

  1. 开发测试环境：快速验证应用在K8s环境下的运行表现
  2. 教学演示：通过最小化部署理解核心组件交互
  3. 边缘计算：在资源受限的单机设备上运行轻量级容器编排
  4. CI/CD流水线：为持续集成提供标准化环境

相较于集群部署，单机模式省去了复杂的网络配置和节点间通信调试，同时保留了K8s的核心调度能力。1.8版本引入的Workload API、Storage Class等特性，为后续向生产环境迁移奠定了基础。

二、部署前环境准备

1. 系统要求验证

组件 最低配置 推荐配置
操作系统 CentOS 7.4+ Ubuntu 18.04 LTS
内存 4GB 8GB+
磁盘空间 20GB 50GB+（SSD优先）
CPU核心数 2 4+

执行free -h和df -h命令验证资源可用性，特别注意/var分区需预留足够空间存放容器镜像。

2. 依赖组件安装

  1. # 安装Docker CE（17.03+）
  2. sudo apt-get install -y \
  3.     apt-transport-https \
  4.     ca-certificates \
  5.     curl \
  6.     software-properties-common
  7. curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
  8. sudo add-apt-repository \
  9.    "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  10.    $(lsb_release -cs) \
  11.    stable"
  12. sudo apt-get update && sudo apt-get install -y docker-ce
  14. # 配置cgroup驱动（与kubelet保持一致）
  15. cat <<EOF | sudo tee /etc/docker/daemon.json
  16. {
  17.   "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
  18. }
  19. EOF
  20. sudo systemctl restart docker

3. 网络环境配置

建议配置静态IP地址，避免DHCP分配变化导致API Server访问异常。编辑/etc/netplan/50-cloud-init.yaml示例：

  1. network:
  2.   version: 2
  3.   ethernets:
  4.     ens33:
  5.       dhcp4: no
  6.       addresses: [192.168.1.100/24]
  7.       gateway4: 192.168.1.1
  8.       nameservers:
  9.         addresses: [8.8.8.8, 114.114.114.114]

应用配置：sudo netplan apply

三、核心组件部署流程

1. 使用kubeadm初始化集群

  1. # 安装kubeadm/kubelet/kubectl（1.8.x版本）
  2. apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https curl
  3. curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
  4. cat <<EOF | tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  5. deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
  6. EOF
  7. apt-get update
  8. apt-get install -y kubelet=1.8.15-00 kubeadm=1.8.15-00 kubectl=1.8.15-00
  10. # 初始化控制平面（使用flannel网络插件）
  11. kubeadm init --kubernetes-version=v1.8.15 \
  12.   --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  13.   --apiserver-advertise-address=192.168.1.100

初始化完成后，务必执行提示的mkdir -p $HOME/.kube和sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config命令，确保kubectl具有管理权限。

2. 网络插件部署

推荐使用Flannel（0.10.0+版本兼容1.8）：

  1. kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/v0.10.0/Documentation/kube-flannel.yml

验证网络状态：

  1. kubectl get pods -n kube-system | grep flannel
  2. # 应显示RUNNING状态

3. 节点角色配置

单机部署时需标记节点为可调度：

  1. kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

查看节点状态：

  1. kubectl get nodes -o wide
  2. # STATUS应为Ready，ROLES显示<none>

四、关键配置优化

1. 资源限制配置

编辑/etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml，添加：

  1. spec:
  2.   containers:
  3.   - command:
  4.     - kube-controller-manager
  5.     - --address=0.0.0.0
  6.     - --kubeconfig=/etc/kubernetes/controller-manager.conf
  7.     - --leader-elect=false  # 单机模式禁用选举
  8.     - --node-cidr-mask-size=24

2. 持久化存储配置

创建Local Volume示例：

  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolume
  3. metadata:
  4.   name: local-pv-1
  5. spec:
  6.   capacity:
  7.     storage: 10Gi
  8.   accessModes:
  9.     - ReadWriteOnce
  10.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  11.   storageClassName: local-storage
  12.   local:
  13.     path: /mnt/disks/ssd1
  14.   nodeAffinity:
  15.     required:
  16.       nodeSelectorTerms:
  17.       - matchExpressions:
  18.         - key: kubernetes.io/hostname
  19.           operator: In
  20.           values:
  21.           - your-node-name

3. 日志收集配置

部署EFK栈简化日志管理：

  1. # Elasticsearch部署
  2. kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/release-1.8/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/es-statefulset.yaml
  4. # Fluentd配置
  5. kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/release-1.8/cluster/addons/fluentd-elasticsearch/fluentd-es-ds.yaml

五、常见问题解决方案

1. API Server启动失败

现象：journalctl -u kubelet显示Failed to start ContainerManager

解决方案：

  1. 检查/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env中的--cgroup-driver是否与Docker一致
  2. 验证内核参数：
    1. sysctl -a | grep ip_forward
    2. # 应显示net.ipv4.ip_forward = 1

2. Pod长时间处于ContainerCreating状态

排查步骤：

  1. 执行kubectl describe pod <pod-name>查看Events
  2. 检查镜像拉取：docker images | grep <image-name>
  3. 验证CNI插件日志：journalctl -u kubelet -n 100 | grep cni

3. 节点NotReady状态

快速修复：

  1. # 重启关键服务
  2. systemctl restart docker kubelet
  4. # 检查网络插件
  5. kubectl get pods -n kube-system | grep -E 'flannel|weave'

六、进阶使用建议

  1. 资源监控：部署Prometheus Operator收集指标

    1. kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/prometheus-operator/v0.24.0/bundle.yaml

  2. 自动化备份：使用Velero进行集群资源备份

    1. velero install --provider aws --plugins velero/velero-plugin-for-aws:v1.0.0 \
    2. --bucket velero-backup \
    3. --secret-file ./credentials-velero \
    4. --backup-location-config region=minio,s3ForcePathStyle="true",s3Url=http://minio:9000

  3. 多版本共存：通过命名空间隔离不同K8s版本应用

    1. kubectl create namespace v1.8-apps
    2. kubectl config set-context --current --namespace=v1.8-apps

七、版本升级路径

当需要升级到更高版本时，建议执行：

  1. 前置检查：

    1. kubeadm upgrade plan
    2. # 检查输出中的可升级版本和前置条件

  2. 执行升级：
    ```bash

    升级控制平面

    kubeadm upgrade apply v1.9.0

升级kubelet

apt-get install -y kubelet=1.9.0-00 kubectl=1.9.0-00
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

  2. 3. **验证升级**：
  3. ```bash
  4. kubectl get nodes
  5. # VERSION列应显示新版本号

结语

Kubernetes 1.8单机部署为开发者提供了低成本、高效率的容器编排解决方案。通过本文介绍的部署流程和优化策略，读者可以在30分钟内完成从环境准备到集群运行的全过程。建议定期备份/etc/kubernetes/目录下的配置文件，并关注CVE安全公告及时打补丁。对于生产环境，建议在此基础上扩展高可用架构，但单机模式仍是理解K8s核心机制的最佳切入点。

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