Sealos离线部署方案：无互联网环境下的集群安装指南-优快云博客

Sealos离线部署方案：无互联网环境下的集群安装指南

【免费下载链接】Sealos 以应用为中心的智能云操作系统项目地址: https://gitcode.com/labring/Sealos

引言：无网络环境下的容器化部署挑战

你是否曾在完全隔离的内网环境中挣扎于Kubernetes集群部署？面对"无法拉取镜像"、"依赖下载失败"等问题束手无策？Sealos离线部署方案为企业级生产环境提供了完整的无网络安装解决方案，只需一个离线包即可完成从操作系统到应用栈的全栈部署。本文将详解如何在完全断网环境下，通过Sealos实现Kubernetes集群的快速部署与运维管理，包含环境准备、镜像打包、部署流程、故障排查等核心内容。

读完本文你将掌握：

构建Sealos离线安装包的完整流程
无互联网环境下的多节点集群部署方法
离线环境中的应用商店使用技巧
常见离线部署问题的诊断与解决策略

一、Sealos离线部署架构解析

1.1 离线部署核心原理

Sealos采用集群镜像(Cluster Image) 技术，将Kubernetes集群所需的所有组件（包括容器镜像、配置文件、二进制工具）打包为一个标准OCI镜像，通过sealos pull/push/save/load命令在离线环境中传输和部署。其核心优势在于：

单一文件交付：整个集群环境封装为单个镜像文件
无网络依赖：部署过程不依赖任何外部网络资源
版本一致性：确保所有节点运行相同版本的组件
增量更新：支持仅传输变更层的增量部署

1.2 离线部署架构图

mermaid

1.3 支持的离线场景矩阵

场景类型	网络状态	推荐方案	难度级别
完全离线	无任何外部网络	完整集群镜像包 + 本地仓库	★★★☆☆
部分隔离	仅能访问内部仓库	定制集群镜像 + 私有Registry	★★☆☆☆
间歇性联网	可临时连接互联网	增量更新 + 缓存机制	★★☆☆☆
弱网环境	带宽有限且不稳定	预下载模式 + 断点续传	★☆☆☆☆

二、离线部署准备工作

2.1 硬件与操作系统要求

最低硬件配置（生产环境建议至少2台节点）：

节点类型	CPU	内存	磁盘	网络
Master	2核	4GB	100GB SSD	千兆网卡
Worker	4核	8GB	200GB SSD	千兆网卡

支持的操作系统：

CentOS 7.9+/8.x/9.x
Ubuntu 20.04/22.04 LTS
Rocky Linux 8.x/9.x
Debian 11/12

注意：所有节点需使用相同的操作系统版本，且禁用Swap分区

2.2 离线部署工具链

在联网环境准备以下工具：

# 安装sealos（联网环境）
curl -sfL https://gitcode.com/labring/Sealos/raw/main/scripts/install.sh | sh -

# 验证安装
sealos version
# 输出示例：
# sealos version v5.0.0
# buildDate: 2024-01-01
# gitCommit: abcdef123456
# goVersion: go1.20.0
# platform: linux/amd64

2.3 网络与环境检查清单

节点间网络要求：

协议	端口范围	用途
TCP	6443	Kubernetes API
TCP	2379-2380	etcd集群通信
TCP	10250	kubelet API
TCP	10251	kube-scheduler
TCP	10252	kube-controller-manager
UDP	8472	Calico网络（VXLAN）

环境检查脚本：

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

# 禁用SELinux
setenforce 0
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

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

# 配置内核参数
cat <<EOF > /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF
sysctl --system

三、构建离线集群镜像

3.1 定制Kubernetes离线镜像

在联网环境中，使用Sealos构建包含Kubernetes所有组件的离线镜像：

# 创建工作目录
mkdir -p sealos-offline && cd sealos-offline

# 创建Kubefile
cat > Kubefile <<EOF
FROM labring/kubernetes:v1.28.0
COPY registry /var/lib/registry
EOF

# 构建包含私有镜像仓库的集群镜像
sealos build -t labring/kubernetes-offline:v1.28.0 .

说明：基础镜像labring/kubernetes:v1.28.0已包含Kubernetes核心组件，通过COPY命令可添加额外的容器镜像和配置文件

3.2 添加应用镜像到离线包

如需在离线环境中部署特定应用，可将应用镜像添加到集群镜像中：

# 创建本地镜像仓库目录
mkdir -p registry

# 拉取所需应用镜像
docker pull nginx:1.23.3
docker pull mysql:8.0.32
docker pull redis:7.0.10

# 将镜像推送到本地临时仓库
docker tag nginx:1.23.3 localhost:5000/nginx:1.23.3
docker push localhost:5000/nginx:1.23.3

# 重复上述步骤添加其他镜像...

# 重新构建集群镜像（包含应用镜像）
sealos build -t labring/kubernetes-apps:v1.28.0 .

3.3 导出与导入离线镜像包

导出离线镜像：

# 保存集群镜像为tar包（约3-5GB，视包含组件而定）
sealos save -o kubernetes-offline-v1.28.0.tar labring/kubernetes-offline:v1.28.0

# 查看文件大小
du -sh kubernetes-offline-v1.28.0.tar
# 输出示例：4.2G kubernetes-offline-v1.28.0.tar

导入到离线环境：

通过U盘、移动硬盘或内部网络传输tar包后，在离线环境中导入：

# 导入集群镜像
sealos load -i kubernetes-offline-v1.28.0.tar

# 验证导入结果
sealos images
# 应显示导入的labring/kubernetes-offline:v1.28.0镜像

四、无互联网环境部署步骤

4.1 单节点快速部署

适用于开发测试环境的单节点部署：

# 在离线环境中执行部署命令
sealos run labring/kubernetes-offline:v1.28.0 \
  --single \
  --pod-cidr 100.64.0.0/10 \
  --service-cidr 10.96.0.0/12 \
  --without-packages calico

参数说明：

--single: 启用单节点模式
--pod-cidr: 指定Pod网络CIDR
--service-cidr: 指定Service网络CIDR
--without-packages: 排除不需要的组件

4.2 多节点高可用部署

生产环境推荐的HA部署方案（至少3台Master节点）：

# 在主节点执行部署命令
sealos run labring/kubernetes-offline:v1.28.0 \
  --master 192.168.1.10,192.168.1.11,192.168.1.12 \
  --worker 192.168.1.20,192.168.1.21 \
  --user root \
  --passwd your-server-password \
  --port 22

部署流程解析：

mermaid

4.3 验证集群部署状态

部署完成后，在主节点执行以下命令验证集群状态：

# 检查节点状态
kubectl get nodes
# 输出示例：
# NAME           STATUS   ROLES           AGE   VERSION
# 192.168.1.10   Ready    control-plane   23m   v1.28.0
# 192.168.1.11   Ready    control-plane   20m   v1.28.0
# 192.168.1.12   Ready    control-plane   18m   v1.28.0
# 192.168.1.20   Ready    <none>          15m   v1.28.0
# 192.168.1.21   Ready    <none>          15m   v1.28.0

# 检查系统组件状态
kubectl get pods -n kube-system

五、离线环境应用部署

5.1 使用Sealos应用商店离线部署

Sealos提供离线应用商店功能，可一键部署常用应用：

# 列出可用的离线应用
sealos repo list
sealos app list --offline

# 部署MySQL数据库
sealos run labring/mysql:8.0.32

# 部署Nginx ingress控制器
sealos run labring/ingress-nginx:4.5.2

5.2 从本地仓库部署应用

如需部署已添加到离线包的自定义应用：

# 创建应用部署文件
cat > nginx-deploy.yaml <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: localhost:5000/nginx:1.23.3  # 使用本地仓库镜像
        ports:
        - containerPort: 80
EOF

# 部署应用
kubectl apply -f nginx-deploy.yaml

# 暴露服务
kubectl expose deployment nginx-deployment --port=80 --type=NodePort

5.3 离线环境中的配置管理

使用ConfigMap和Secret管理离线环境中的配置：

# 创建配置文件
cat > app-config.properties <<EOF
db.host=mysql-service
db.port=3306
db.user=root
EOF

# 创建ConfigMap
kubectl create configmap app-config --from-file=app-config.properties

# 创建敏感信息Secret
kubectl create secret generic db-credentials \
  --from-literal=username=admin \
  --from-literal=password=secure-password

在Pod中使用配置：

spec:
  containers:
  - name: app
    image: localhost:5000/myapp:1.0.0
    volumeMounts:
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/config
    env:
    - name: DB_USERNAME
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-credentials
          key: username
  volumes:
  - name: config-volume
    configMap:
      name: app-config

六、离线集群维护与升级

6.1 离线环境中的证书轮换

Kubernetes证书默认有效期为1年，离线环境中需手动轮换：

# 备份现有证书
sealos cert backup --backup-dir /root/cert-backup

# 轮换所有证书（有效期延长1年）
sealos cert rotate

# 重启控制平面组件使证书生效
sealos reset --force && sealos run labring/kubernetes-offline:v1.28.0

6.2 集群版本升级（离线方式）

准备升级包：

在联网环境中构建目标版本的离线升级包：

# 构建新版本集群镜像
sealos build -t labring/kubernetes-upgrade:v1.29.0 .

# 导出升级包
sealos save -o kubernetes-upgrade-v1.29.0.tar labring/kubernetes-upgrade:v1.29.0

执行离线升级：

# 导入升级包
sealos load -i kubernetes-upgrade-v1.29.0.tar

# 执行升级
sealos upgrade labring/kubernetes-upgrade:v1.29.0

# 验证升级结果
kubectl get nodes
# 确认所有节点VERSION已更新为v1.29.0

6.3 离线环境故障排查工具

在无法联网的环境中，预先准备故障排查工具：

# 在集群镜像中包含常用排查工具
cat > Kubefile <<EOF
FROM labring/kubernetes:v1.28.0
COPY tools /usr/local/bin/
EOF

# 收集常用工具
mkdir -p tools
curl -o tools/kubectl https://dl.k8s.io/release/v1.28.0/bin/linux/amd64/kubectl
curl -o tools/helm https://get.helm.sh/helm-v3.11.0-linux-amd64.tar.gz
chmod +x tools/*

# 构建包含工具的集群镜像
sealos build -t labring/kubernetes-tools:v1.28.0 .

常用离线排查命令：

# 检查节点资源使用情况
kubectl top nodes

# 查看Pod事件
kubectl describe pod <pod-name> -n <namespace>

# 查看容器日志
kubectl logs <pod-name> -n <namespace> -c <container-name>

# 进入容器
kubectl exec -it <pod-name> -n <namespace> -- /bin/bash

七、企业级离线部署最佳实践

7.1 离线镜像仓库搭建

为大规模部署构建私有镜像仓库：

# 部署Harbor离线版（提前下载Harbor离线安装包）
tar xvf harbor-offline-installer-v2.8.0.tgz
cd harbor
cp harbor.yml.tmpl harbor.yml
# 编辑harbor.yml，设置hostname和端口

# 执行安装
./install.sh --with-chartmuseum

配置Sealos使用私有仓库：

# 登录私有仓库
sealos login registry.example.com -u admin -p Harbor12345

# 推送集群镜像到私有仓库
sealos tag labring/kubernetes-offline:v1.28.0 registry.example.com/sealos/kubernetes-offline:v1.28.0
sealos push registry.example.com/sealos/kubernetes-offline:v1.28.0

# 从私有仓库部署
sealos run registry.example.com/sealos/kubernetes-offline:v1.28.0

7.2 多环境镜像同步策略

建立镜像同步机制，确保开发、测试和生产环境使用一致的镜像：

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7.3 离线部署自动化脚本

创建自动化部署脚本offline-deploy.sh：

#!/bin/bash
set -e

# 配置参数
MASTER_NODES="192.168.1.10,192.168.1.11,192.168.1.12"
WORKER_NODES="192.168.1.20,192.168.1.21"
CLUSTER_IMAGE="labring/kubernetes-offline:v1.28.0"
SSH_USER="root"
SSH_PASSWD="password"
SSH_PORT=22

# 检查sealos是否已安装
if ! command -v sealos &> /dev/null; then
    echo "sealos not found, installing..."
    # 假设sealos二进制已通过离线方式传输到/usr/local/bin
    chmod +x /usr/local/bin/sealos
fi

# 导入集群镜像
echo "Loading cluster image..."
sealos load -i ${CLUSTER_IMAGE}.tar

# 执行部署
echo "Starting cluster deployment..."
sealos run ${CLUSTER_IMAGE} \
    --master ${MASTER_NODES} \
    --worker ${WORKER_NODES} \
    --user ${SSH_USER} \
    --passwd ${SSH_PASSWD} \
    --port ${SSH_PORT}

# 验证部署结果
echo "Verifying cluster status..."
kubectl get nodes

echo "Cluster deployment completed successfully!"

八、总结与常见问题解答

8.1 离线部署关键成功因素

充分的前期准备：在联网环境中完成所有依赖项和镜像的收集
完整的测试流程：在类似离线环境中预先测试部署流程
详细的文档记录：记录每一步操作和预期结果，便于故障排查
冗余备份策略：关键组件和配置的多副本备份
工具预先打包：将诊断和维护工具包含在离线包中

8.2 常见问题与解决方案

问题	原因	解决方案
部署时无法拉取镜像	本地仓库未正确配置	检查registry服务状态，执行`sealos images`确认镜像已导入
节点加入集群失败	SSH连接问题或防火墙限制	验证SSH凭证，检查节点间网络连通性
证书轮换后集群不可用	证书未正确分发	检查证书文件权限，重启所有控制平面组件
应用部署时镜像拉取失败	镜像名称或标签错误	使用`sealos registry login`配置本地仓库认证
升级后节点状态NotReady	容器运行时版本不兼容	确保所有节点使用相同版本的containerd

8.3 企业级离线部署架构建议

对于中大型企业，推荐采用以下离线部署架构：

mermaid

通过本文介绍的Sealos离线部署方案，企业可以在完全隔离的网络环境中轻松部署和管理Kubernetes集群，打破网络限制，实现容器化应用的高效交付与运维。无论是生产环境的高可用部署，还是研发测试环境的快速搭建，Sealos都提供了简单、可靠的离线解决方案。

点赞收藏关注：获取更多Sealos离线部署实战技巧与最佳实践，下期预告《Sealos离线环境中的监控与日志收集方案》。

反馈与建议：如有任何问题或改进建议，请联系Sealos社区获取支持。

【免费下载链接】Sealos 以应用为中心的智能云操作系统项目地址: https://gitcode.com/labring/Sealos

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考