MicroK8s离线部署方案：无网络环境下的K8s部署技巧

MicroK8s离线部署方案：无网络环境下的K8s部署技巧

【免费下载链接】microk8s MicroK8s is a small, fast, single-package Kubernetes for datacenters and the edge. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/microk8s

在生产环境中，很多企业出于安全考虑会限制服务器访问外部网络，这给Kubernetes（K8s）部署带来了挑战。MicroK8s作为轻量级K8s发行版，提供了完整的离线部署能力。本文将详细介绍如何在无网络环境下部署MicroK8s，包括镜像准备、本地仓库搭建和节点配置等关键步骤。

离线部署架构

MicroK8s离线部署采用"镜像仓库+离线安装包"的双核心架构。首先在有网络环境中准备包含所有依赖的Snap包和容器镜像，然后通过本地仓库实现无网络环境的节点部署。核心组件包括：

• 离线Snap包：包含MicroK8s运行所需的所有二进制文件和配置模板
• 本地容器仓库：存储K8s核心组件镜像及附加组件镜像
• 配置同步机制：通过预配置文件实现节点间配置一致性

准备工作

环境要求

• 至少2台服务器（1台作为仓库节点，1台作为工作节点）
• 操作系统：Ubuntu 20.04/22.04 LTS
• 硬件配置：每节点至少2CPU/4GB内存/20GB磁盘
• 内部网络：节点间可相互通信（建议千兆网络）

离线资源准备

在有网络环境中执行以下操作，准备离线部署所需资源：

1. 下载MicroK8s Snap包：

   # 创建工作目录
   mkdir -p /offline-resources
   cd /offline-resources
   
   # 下载最新稳定版MicroK8s
   snap download microk8s --channel=1.28/stable --target-directory .
   

2. 获取核心依赖Snap包：

   # 下载core22基础Snap
   snap download core22 --target-directory .
   

3. 准备离线安装脚本： 从项目仓库获取离线部署测试脚本：tests/libs/airgap.sh

部署本地镜像仓库

仓库节点配置

1. 安装MicroK8s（有网络环境）：

   sudo snap install microk8s --classic --channel=1.28/stable
   

2. 启用内置容器仓库：

   # 启用 registry 插件
   sudo microk8s enable registry
   
   # 确认仓库状态
   sudo microk8s kubectl get pods -n container-registry
   

3. 配置仓库访问策略： 编辑仓库配置文件，允许HTTP访问：microk8s-resources/default-args/certs.d/localhost__32000/hosts.toml

镜像同步

1. 获取必要镜像列表：

   # 导出当前环境镜像列表
   sudo microk8s ctr image ls -q | grep -v "sha256:" > image-list.txt
   

2. 同步镜像到本地仓库：

   # 遍历镜像列表，推送至本地仓库
   while IFS= read -r image; do
     # 重命名镜像
     mirror_image=$(echo $image | sed 's,\(docker.io\|k8s.gcr.io\|registry.k8s.io\),localhost:32000,g')
   
     # 复制并推送镜像
     sudo microk8s ctr image convert $image $mirror_image
     sudo microk8s ctr image push $mirror_image --plain-http
   done < image-list.txt
   

离线节点部署

预配置文件准备

创建MicroK8s预配置文件，指定本地仓库地址：

# .microk8s.yaml
version: 0.1.0
extraKubeletArgs:
  --cluster-dns: 10.152.183.10
  --cluster-domain: cluster.local
containerdRegistryConfigs:
  docker.io: |
    [host."http://仓库节点IP:32000"]
      capabilities = ["pull", "resolve"]
  registry.k8s.io: |
    [host."http://仓库节点IP:32000"]
      capabilities = ["pull", "resolve"]
addons:
  - name: dns
  - name: storage
  - name: registry

将此文件保存至：/root/snap/microk8s/common/.microk8s.yaml

离线安装MicroK8s

1. 传输离线资源： 通过U盘或内部网络将以下文件复制到离线节点：

   • microk8s_*.snap（MicroK8s安装包）
   • core22_*.snap（基础依赖包）
   • .microk8s.yaml（预配置文件）

2. 安装Snap包：

   # 安装基础依赖
   sudo snap install core22_*.snap --dangerous
   
   # 安装MicroK8s
   sudo snap install microk8s_*.snap --dangerous --classic
   

3. 验证部署状态：

   # 检查节点状态
   sudo microk8s status
   
   # 查看运行的Pod
   sudo microk8s kubectl get pods -A
   

多节点集群配置

生成加入命令

在仓库节点执行：

# 生成离线环境的节点加入命令
sudo microk8s add-node --token-ttl 3600

加入工作节点

在离线节点执行（替换实际令牌和IP）：

sudo microk8s join 192.168.1.100:25000/abcdef1234567890 --skip-verify

集群状态检查

# 检查节点状态
sudo microk8s kubectl get nodes

# 查看集群信息
sudo microk8s kubectl cluster-info

常见问题解决

仓库连接失败

症状：Pod启动失败，提示无法拉取镜像
解决：

1. 检查仓库地址配置：microk8s-resources/default-args/certs.d/localhost__32000/hosts.toml
2. 验证仓库节点网络连通性：

   curl http://仓库节点IP:32000/v2/_catalog
   

节点加入超时

症状：执行join命令后长时间无响应
解决：

1. 检查防火墙设置，确保25000端口开放
2. 手动同步证书：microk8s-resources/certs/

资源不足

症状：Pod频繁重启或处于Pending状态
解决：

1. 增加节点资源或调整资源限制
2. 关闭不必要的附加组件：

   sudo microk8s disable dashboard metrics-server
   

部署验证

基础功能测试

1. 创建测试Pod：

   sudo microk8s kubectl apply -f - <<EOF
   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: offline-test
   spec:
     containers:
     - name: nginx
       image: nginx:alpine
   EOF
   

2. 检查Pod状态：

   sudo microk8s kubectl get pods/offline-test
   

存储功能测试

启用hostpath存储并创建PVC：

# 启用hostpath存储
sudo microk8s enable hostpath-storage

# 创建测试PVC
sudo microk8s kubectl apply -f [tests/templates/pvc.yaml](https://link.gitcode.com/i/d9336ae5b455c91bdd72f7d10eb9cd96)

总结与最佳实践

MicroK8s提供了灵活的离线部署能力，通过本地仓库和预配置文件机制，可以在无网络环境中轻松部署K8s集群。关键最佳实践：

1. 资源规划：至少准备3节点集群，确保高可用性
2. 镜像管理：定期更新本地仓库镜像，保持与上游同步
3. 配置备份：定期备份microk8s-resources/目录
4. 版本控制：所有节点使用相同版本的MicroK8s和依赖包

官方文档：docs/提供了更多高级配置选项，可根据实际需求进行调整。通过本文介绍的方法，企业用户可以在严格的网络隔离环境中安全地部署和运行Kubernetes集群。

【免费下载链接】microk8s MicroK8s is a small, fast, single-package Kubernetes for datacenters and the edge. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/microk8s