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KubeKey 与 KubeSphere：快速构建 Kubernetes 集群

news 来源：原创 2025/5/15 18:41:02

深度解析 KubeKey 与 KubeSphere：快速构建现代化 Kubernetes 集群

一、技术栈概述

KubeKey（KK）是由 KubeSphere 团队开发的轻量级 Kubernetes 集群部署工具，其优势在于：

基于 Ansible 的安装程序具有大量软件依赖性，例如 Python。KubeKey 是使用 Go 语言开发的，可以消除在各种环境中出现的问题，从而提高安装成功率。
KubeKey 使用 Kubeadm 在节点上尽可能多地并行安装 K8s 集群，以降低安装复杂性并提高效率。与较早的安装程序相比，它将大大节省安装时间。
KubeKey 支持将集群从 all-in-one 扩展到多节点集群甚至 HA 集群。
KubeKey 旨在将集群当作一个对象操作，即 CaaO。

有三种情况可以使用 KubeKey

仅安装 Kubernetes
用一个命令中安装 Kubernetes 和 KubeSphere
首先安装 Kubernetes，然后使用 ks-installer 在其上部署 KubeSphere

二、环境支持

Linux 发行版

Ubuntu 16.04, 18.04, 20.04, 22.04
Debian Bullseye, Buster, Stretch
CentOS/RHEL 7
AlmaLinux 9.0
SUSE Linux Enterprise Server 15
建议使用 Linux Kernel 版本: 4.15 or later 可以通过命令 uname -srm 查看 Linux Kernel 版本。

Kubernetes 版本

v1.19:   v1.19.15
v1.20:   v1.20.10
v1.21:   v1.21.14
v1.22:   v1.22.15
v1.23:   v1.23.10 (default)
v1.24:   v1.24.7
v1.25:   v1.25.3

要求和建议

最低资源要求（仅对于最小安装 KubeSphere）：
2 核虚拟 CPU
4 GB 内存
20 GB 储存空间
/var/lib/docker 主要用于存储容器数据，在使用和操作过程中会逐渐增大。对于生产环境，建议 /var/lib/docker 单独挂盘。

操作系统要求：

SSH 可以访问所有节点。
所有节点的时间同步。
sudo/curl/openssl 应在所有节点使用。
docker 可以自己安装，也可以通过 KubeKey 安装。
Red Hat 在其 Linux 发行版本中包括了 SELinux，建议关闭SELinux或者将SELinux的模式切换为Permissive[宽容]工作模式
建议您的操作系统环境足够干净 (不安装任何其他软件)，否则可能会发生冲突。
如果在从 dockerhub.io 下载镜像时遇到问题，建议准备一个容器镜像仓库 (加速器)。为 Docker 守护程序配置镜像加速。
默认情况下，KubeKey 将安装 OpenEBS 来为开发和测试环境配置 LocalPV，这对新用户来说非常方便。对于生产，请使用 NFS/Ceph/GlusterFS 或商业化存储作为持久化存储，并在所有节点中安装相关的客户端 。
如果遇到拷贝时报权限问题Permission denied,建议优先考虑查看SELinux的原因。

依赖要求:

KubeKey 可以同时安装 Kubernetes 和 KubeSphere。在版本1.18之后，安装kubernetes前需要安装一些依赖。你可以参考下面的列表，提前在你的节点上检查并安装相关依赖。

Kubernetes 版本 ≥ 1.18 socat 必须安装 conntrack 必须安装 ebtables 可选，但推荐安装 ipset 可选，但推荐安装 ipvsadm 可选，但推荐安装

网络和 DNS 要求：

确保 /etc/resolv.conf 中的 DNS 地址可用。否则，可能会导致集群中出现某些 DNS 问题。
如果您的网络配置使用防火墙或安全组，则必须确保基础结构组件可以通过特定端口相互通信。建议您关闭防火墙或遵循链接配置：网络访问。

三、KubeKey 安装

安装必要工具

yum  install -y curl wget openssl socat conntrack

离线安装包(推荐)

下载解压后可直接使用。

kubekey-v3.1.7-linux-amd64

添加到环境变量下可任意位置调用（可选）

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

使用脚本获取 KubeKey（可选）

如果无法访问 https://github.com, 请先执行 export KKZONE=cn.

curl -sfL https://get-kk.kubesphere.io | sh -

从源代码生成二进制文件（可选）

git clone https://github.com/kubesphere/kubekey.git
cd kubekey
make kk

四、创建集群

注意： 由于 Kubernetes 暂不支持大写 NodeName， hostname 中包含大写字母将导致后续安装过程无法正常结束

如果无法访问 https://storage.googleapis.com, 请先执行 export KKZONE=cn.

./kk create cluster [--with-kubernetes version] [--with-kubesphere version]

使用默认版本创建一个纯 Kubernetes 集群

./kk create cluster

创建指定一个（支持的版本）的 Kubernetes 集群

./kk create cluster --with-kubernetes v1.19.8

创建一个部署了 KubeSphere 的 Kubernetes 集群 （例如 --with-kubesphere v3.1.0）

./kk create cluster --with-kubesphere [version]

创建一个指定的 container runtime 的 Kubernetes 集群（docker, crio, containerd and isula）

./kk create  cluster --container-manager containerd

通过指定配置文件来创建集群。

如果无法访问 https://storage.googleapis.com, 请先执行 export KKZONE=cn.

创建一个示例配置文件

./kk create config [--with-kubernetes version] [--with-kubesphere version] [(-f | --filename) path]

使用默认配置创建一个示例配置文件。您也可以指定文件名称或文件所在的文件夹。

./kk create config [-f ~/myfolder/config-sample.yaml]

同时安装 KubeSphere

./kk create config --with-kubesphere

根据环境修改配置文件 config-sample.yaml

当指定安装KubeSphere时，要求集群中有可用的持久化存储。默认使用localVolume

使用配置文件创建集群。

./kk create cluster -f ~/myfolder/config-sample.yaml

标准配置文件示例


apiVersion: kubekey.kubesphere.io/v1alpha2
kind: Cluster
metadata:
  name: sample
spec:
  hosts:
  - {name: k8s-master, address: 172.16.8.58, internalAddress: 172.16.8.58, user: root, password: "123456"}
  - {name: k8s-node, address: 172.16.8.59, internalAddress: 172.16.8.59, user: root, password: "123456"}
  - {name: node2, address: 10.2.12.39, internalAddress: 10.2.12.39, user: root, password: "123456"}
  - {name: gpu-node-v100, address: 172.16.8.62, internalAddress: 172.16.8.62, user: root, password: "123456"}
  roleGroups:
    etcd:
    - k8s-master
    control-plane:
    - k8s-master
    worker:
    - k8s-master
    - k8s-node
    - node2
    - gpu-node-v100
  controlPlaneEndpoint:
    ## Internal loadbalancer for apiservers
    # internalLoadbalancer: haproxy

    domain: lb.kubesphere.local
    address: ""
    port: 6443
  kubernetes:
    version: v1.23.15
    imageRepo: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
    clusterName: cluster.local
    autoRenewCerts: true
    containerManager: docker
  etcd:
    type: kubekey
  network:
    plugin: calico
    kubePodsCIDR: 10.233.64.0/18
    kubeServiceCIDR: 10.233.0.0/18
    ## multus support. https://github.com/k8snetworkplumbingwg/multus-cni
    multusCNI:
      enabled: false
  registry:
    privateRegistry: ""
    namespaceOverride: ""
    registryMirrors: []
    insecureRegistries: []
  addons: []



---
apiVersion: installer.kubesphere.io/v1alpha1
kind: ClusterConfiguration
metadata:
  name: ks-installer
  namespace: kubesphere-system
  labels:
    version: v3.3.2
spec:
  persistence:
    storageClass: ""
  authentication:
    jwtSecret: ""
  zone: ""
  local_registry: ""
  namespace_override: ""
  # dev_tag: ""
  etcd:
    monitoring: false
    endpointIps: localhost
    port: 2379
    tlsEnable: true
  common:
    core:
      console:
        enableMultiLogin: true
        port: 30880
        type: NodePort
    # apiserver:
    #  resources: {}
    # controllerManager:
    #  resources: {}
    redis:
      enabled: false
      volumeSize: 2Gi
    openldap:
      enabled: false
      volumeSize: 2Gi
    minio:
      volumeSize: 20Gi
    monitoring:
      # type: external
      endpoint: http://prometheus-operated.kubesphere-monitoring-system.svc:9090
      GPUMonitoring:
        enabled: false
    gpu:
      kinds:
      - resourceName: "nvidia.com/gpu"
        resourceType: "GPU"
        default: true
    es:
      # master:
      #   volumeSize: 4Gi
      #   replicas: 1
      #   resources: {}
      # data:
      #   volumeSize: 20Gi
      #   replicas: 1
      #   resources: {}
      logMaxAge: 7
      elkPrefix: logstash
      basicAuth:
        enabled: false
        username: ""
        password: ""
      externalElasticsearchHost: ""
      externalElasticsearchPort: ""
  alerting:
    enabled: false
    # thanosruler:
    #   replicas: 1
    #   resources: {}
  auditing:
    enabled: false
    # operator:
    #   resources: {}
    # webhook:
    #   resources: {}
  devops:
    enabled: false
    # resources: {}
    jenkinsMemoryLim: 8Gi
    jenkinsMemoryReq: 4Gi
    jenkinsVolumeSize: 8Gi
  events:
    enabled: false
    # operator:
    #   resources: {}
    # exporter:
    #   resources: {}
    # ruler:
    #   enabled: true
    #   replicas: 2
    #   resources: {}
  logging:
    enabled: true
    logsidecar:
      enabled: true
      replicas: 2
      # resources: {}
  metrics_server:
    enabled: false
  monitoring:
    storageClass: ""
    node_exporter:
      port: 9100
      # resources: {}
    # kube_rbac_proxy:
    #   resources: {}
    # kube_state_metrics:
    #   resources: {}
    # prometheus:
    #   replicas: 1
    #   volumeSize: 20Gi
    #   resources: {}
    #   operator:
    #     resources: {}
    # alertmanager:
    #   replicas: 1
    #   resources: {}
    # notification_manager:
    #   resources: {}
    #   operator:
    #     resources: {}
    #   proxy:
    #     resources: {}
    gpu:
      nvidia_dcgm_exporter:
        enabled: false
        # resources: {}
  multicluster:
    clusterRole: none
  network:
    networkpolicy:
      enabled: false
    ippool:
      type: none
    topology:
      type: none
  openpitrix:
    store:
      enabled: false
  servicemesh:
    enabled: false
    istio:
      components:
        ingressGateways:
        - name: istio-ingressgateway
          enabled: false
        cni:
          enabled: false
  edgeruntime:
    enabled: false
    kubeedge:
      enabled: false
      cloudCore:
        cloudHub:
          advertiseAddress:
            - ""
        service:
          cloudhubNodePort: "30000"
          cloudhubQuicNodePort: "30001"
          cloudhubHttpsNodePort: "30002"
          cloudstreamNodePort: "30003"
          tunnelNodePort: "30004"
        # resources: {}
        # hostNetWork: false
      iptables-manager:
        enabled: true
        mode: "external"
        # resources: {}
      # edgeService:
      #   resources: {}
  terminal:
    timeout: 600

五、KubeSphere

k8s集群及KubeSphere 安装完成后访问地址为：
https:// < node-ip > :30880

用户名是 admin，默认密码是 P@88w0rd

在这里插入图片描述
登录后可通过图形化界面管理集群

六、官方资源与社区支持

文档中心：https://kubesphere.io/docs/
GitHub 仓库：https://github.com/kubesphere/kubesphere

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