如何离线安装k8s集群

离线安装K8s集群的方法包括：准备必要的软件和镜像、配置本地YUM源、手动安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl、创建集群和节点、配置网络插件。 准备必要的软件和镜像是离线安装的关键步骤之一。你需要提前下载所有所需的Kubernetes二进制文件、依赖的镜像文件以及网络插件的镜像文件，并将其存储在一个可访问的本地存储设备上。在没有互联网连接的情况下，这些文件将确保你能够顺利进行安装和配置。

一、准备必要的软件和镜像

为了离线安装Kubernetes集群，首先需要准备所有必要的软件和镜像文件。你需要下载以下内容并将其存储到一个本地存储设备上：Kubernetes二进制文件（kubeadm、kubelet、kubectl）、相关的容器镜像（如etcd、CoreDNS、pause镜像等）、网络插件镜像（如Flannel或Calico）。可以通过在一个有互联网连接的环境中使用Docker pull命令来下载这些镜像，然后使用docker save命令将其保存为.tar文件。

二、配置本地YUM源

在离线环境中，无法直接从互联网获取软件包，因此需要配置本地YUM源。首先，将下载的Kubernetes二进制文件和依赖的RPM包拷贝到一个本地目录中。然后，创建一个本地YUM仓库配置文件，例如/etc/yum.repos.d/local.repo，内容如下：

[local]
name=Local Repository
baseurl=file:///path/to/your/local/repo
enabled=1
gpgcheck=0

通过这种方式，所有节点都可以从本地YUM源安装所需的软件包。

三、手动安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl

在配置好本地YUM源后，可以在每个节点上手动安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl。使用以下命令：

yum install -y kubeadm kubelet kubectl

安装完成后，启用并启动Kubelet服务：

systemctl enable kubelet systemctl start kubelet

这一步确保了每个节点都具备基本的Kubernetes组件。

四、创建集群和节点

使用Kubeadm来初始化控制平面节点。在控制平面节点上执行以下命令：

kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

该命令将输出一个用于将工作节点加入集群的命令，类似于：

kubeadm join <control-plane-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

在每个工作节点上执行上述join命令，将它们加入到集群中。

五、配置网络插件

为了使Pods能够在集群中相互通信，需要配置网络插件。以Flannel为例，在控制平面节点上执行以下命令：

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

如果你是在离线环境中操作，需要提前下载Flannel的yaml文件并在本地存储。可以通过kubectl apply -f /path/to/kube-flannel.yml来应用该文件。

六、验证集群状态

完成上述步骤后，可以使用以下命令来验证集群状态：

kubectl get nodes kubectl get pods --all-namespaces

确保所有节点都处于Ready状态，所有Pod都处于Running状态。如果有任何问题，可以查看Kubelet和Pod的日志来进行排查。

七、安装其他必要组件

根据你的实际需求，可以选择安装其他必要的组件和插件，例如Dashboard、Metrics Server等。提前下载这些组件的yaml文件，并在离线环境中使用kubectl apply命令进行安装和配置。

八、离线镜像管理

在离线环境中，镜像管理是一个持续的任务。你需要定期更新本地存储的镜像文件，并确保所有节点都可以访问这些镜像。可以通过定期在有互联网连接的环境中下载最新的镜像，然后使用docker save和docker load命令在离线环境中分发和加载这些镜像。

九、集群备份和恢复

为了确保集群的高可用性和数据安全，定期备份集群数据是非常重要的。可以使用etcdctl工具来备份etcd数据：

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save /path/to/backup.db

同样，恢复集群时可以使用etcdctl restore命令：

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot restore /path/to/backup.db

确保备份文件存储在一个安全的位置，并定期验证备份的有效性。

十、性能监控和优化

为了确保Kubernetes集群的高效运行，定期监控和优化集群性能是必要的。可以使用Prometheus和Grafana来收集和展示集群的性能指标，并根据监控数据进行优化。提前下载Prometheus和Grafana的镜像和配置文件，并在离线环境中进行部署。

十一、安全性配置

确保集群的安全性是一个持续的任务。定期更新Kubernetes的安全补丁，使用RBAC进行权限管理，配置网络策略来限制Pod之间的通信，启用审计日志功能来记录和监控集群中的活动。提前下载并配置这些安全组件和策略，确保集群的安全性。

十二、集群扩展和缩减

根据业务需求，可能需要扩展或缩减集群。提前准备好新的节点，按照前述步骤配置和加入集群。对于不再需要的节点，可以使用kubectl drain命令将其从集群中安全移除：

kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets --delete-local-data
kubectl delete node <node-name>

确保在进行扩展和缩减操作时，业务的连续性和数据的安全性。

十三、日志管理

在离线环境中，日志管理同样重要。可以使用ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）或EFK（Elasticsearch、Fluentd、Kibana）来收集和展示集群的日志信息。提前下载这些组件的镜像和配置文件，并在离线环境中进行部署和配置。

十四、故障排查

当集群出现故障时，及时排查和解决问题是关键。可以通过查看Kubelet和Pod的日志，使用kubectl describe命令查看资源的详细信息，使用kubectl logs命令查看Pod的日志，使用kubectl get events查看集群中的事件信息。提前准备好故障排查的工具和方法，确保能够快速响应和解决问题。