K8s 单机环境：Linux 脚本安装 / Windows minikube / macOS 速上手

Tue, 15 Jun 2021 00:00:00 +0800

写于 2021-06，背景：K8s 1.21 GA，minikube 1.22 引入 profile 概念，kind 成为 e2e 测试标配。本地学习 K8s 早就不用 kubeadm 起 3 节点了——一台机器就够。

一、单机环境选型

场景	推荐方案	启动时间
个人学习 Linux	minikube（docker driver）	3~5 分钟
个人学习 Windows	minikube（hyperv driver）	5~10 分钟
团队开发统一环境	kind（多节点）	30 秒
CI/CD 跑 e2e 测试	kind + docker	30 秒
快速验证 YAML	minikube	3~5 分钟

避坑：

不要在笔记本上跑 kubeadm 起 3 节点：耗资源、占内存
生产用 kubeadm：minikube 集群不能上生产（单点、无 etcd 高可用）

二、Linux 一键脚本

很多公司内部都维护一套"单机 K8s + Docker + docker-compose"一键脚本，下面是模板。

2.1 CentOS 7 / 8 安装

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23


# 安装前准备
yum -y install socat conntrack conntrack-tools ebtables ipset ipvsadm

# 下载 kk（kubekey，KubeSphere 出的工具，类似 kubeadm 但更傻瓜）
wget -O /usr/local/bin/kk https://example.com/kk --no-check-certificate
chmod +x /usr/local/bin/kk

# 阿里云环境
export KKZONE=cn

# 一键创建（local-storage 模式，K8s + local path provisioner）
kk create cluster \
 --with-local-storage \
 --with-kubernetes v1.28.5 \
 --container-manager docker \
 -y

# 查看状态
kubectl get nodes
kubectl get pods -A

# 卸载
kk delete cluster

2.2 Ubuntu 安装

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16


# 准备
systemctl stop ufw
systemctl disable ufw
apt update
apt install socat conntrack ebtables ipset make g++ openssl libssl-dev \
 libpcre3 libpcre3-dev zlib1g-dev libgd-dev -y

wget -O /usr/local/bin/kk https://example.com/kk --no-check-certificate
chmod +x /usr/local/bin/kk
export KKZONE=cn

kk create cluster \
 --with-local-storage \
 --with-kubernetes v1.28.5 \
 --container-manager docker \
 -y

2.3 镜像预拉取

如果集群装在不能访问外网的环境，要提前把镜像推送到私有仓库：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12


# 登录私有仓库
docker login -uadmin -p<密码> <private-registry>:13001

# 拉取镜像
docker pull <private-registry>:13001/base/calico/kube-controllers:v3.26.1
docker pull <private-registry>:13001/base/calico/cni:v3.26.1
docker pull <private-registry>:13001/base/calico/node:v3.26.1
docker pull <private-registry>:13001/base/google_containers/coredns:v1.10.1
docker pull <private-registry>:13001/base/google_containers/pause:3.9
docker pull <private-registry>:13001/base/google_containers/metrics-server:v0.6.4
docker pull <private-registry>:13001/base/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.9.5
docker pull <private-registry>:13001/base/atomic/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2

三、Windows minikube 完整流程

3.1 系统要求

Windows 10/11（64 位）
8GB+ 内存
虚拟化已开启（BIOS + 系统）
Hyper-V 启用（推荐）或 VirtualBox

1
2
3
4


# PowerShell 查看虚拟化
systeminfo
# Hyper-V Requirements: VM Monitor Mode Extensions: Yes
# Virtualization Enabled In Firmware: Yes

3.2 下载 minikube

1
2
3
4
5


# 创建目录
New-Item -Path 'D:\' -Name 'minikube' -ItemType Directory -Force

# 下载（最新稳定版）
Invoke-WebRequest -OutFile 'D:\minikube\minikube.exe' -Uri 'https://github.com/kubernetes/minikube/releases/latest/download/minikube-windows-amd64.exe' -UseBasicParsing

3.3 加 PATH

1
2
3
4
5
6
7
8


# 以管理员运行 PowerShell
$oldPath = [Environment]::GetEnvironmentVariable('Path', [EnvironmentVariableTarget]::Machine)
if ($oldPath.Split(';') -inotcontains 'D:\minikube') {
 [Environment]::SetEnvironmentVariable('Path', $('{0};D:\minikube' -f $oldPath), [EnvironmentVariableTarget]::Machine)
}

# 验证
minikube version

3.4 启用 Hyper-V

控制面板 → 程序 → 启用或关闭 Windows 功能
勾选 Hyper-V（含 Hyper-V 管理工具 + Hyper-V 平台）
重启电脑

3.5 启动 minikube

国内环境必备：代理 + 镜像加速

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17


# 代理环境变量
$env:HTTP_PROXY = "http://127.0.0.1:7890"
$env:HTTPS_PROXY = "https://127.0.0.1:7890"
$env:NO_PROXY = "localhost,127.0.0.1,10.96.0.0/12,192.168.59.0/24,192.168.49.0/24,192.168.39.0/24"

# 启动（hyperv driver）
minikube start `
 --driver=hyperv `
 --memory=8192m `
 --cpus=4 `
 --disk-size=20000mb `
 --hyperv-virtual-switch="minikube" `
 --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers `
 --kubernetes-version=v1.28.5 `
 --docker-env http_proxy=$env:HTTP_PROXY `
 --docker-env https_proxy=$env:HTTPS_PROXY `
 --docker-env no_proxy=$env:NO_PROXY

关键参数：

--driver=hyperv：Windows 推荐（性能比 VirtualBox 好）
--memory=8192m：默认 2GB 跑不动生产规模 Pod
--image-repository：阿里云镜像仓库，避免 docker.io 拉镜像超时
--hyperv-virtual-switch=minikube：需要提前在 Hyper-V 管理器创建名为 “minikube” 的内部虚拟交换机

3.6 创建 Hyper-V 虚拟交换机

1
2
3
4
5


# 列出已有交换机
Get-VMSwitch

# 创建内部交换机（如果还没有）
New-VMSwitch -Name "minikube" -SwitchType Internal

3.7 验证

1
2
3
4
5
6
7
8
9


minikube kubectl -- get pods -A
# NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
# kube-system coredns-5dd5756b68-s8jr6 1/1 Running 0 73s
# kube-system etcd-minikube 1/1 Running 0 86s
# kube-system kube-apiserver-minikube 1/1 Running 0 88s
# kube-system kube-controller-manager-minikube 1/1 Running 0 86s
# kube-system kube-proxy-5cq5b 1/1 Running 0 73s
# kube-system kube-scheduler-minikube 1/1 Running 0 86s
# kube-system storage-provisioner 1/1 Running 1 (43s ago) 85s

四、minikube 常用命令

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36


# 集群信息
minikube version
minikube update-check
minikube status

# 节点
minikube ip
# 172.21.197.227

# 进入节点（root 账号无密码）
minikube ssh

# docker 环境变量
minikube docker-env
# 让本地 docker 命令操作 minikube 的 docker daemon
# eval $(minikube docker-env)

# 日志
minikube logs

# 镜像
minikube image list
minikube image pull registry.k8s.io/metrics-server/metrics-server:v0.6.4

# Dashboard
minikube dashboard
# 或只拿 URL 不打开浏览器
minikube dashboard --url

# 启用插件
minikube addons enable metrics-server
minikube addons enable ingress
minikube addons enable dashboard

# 清理
minikube delete --purge --all

五、minikube 多 profile

minikube 1.22+ 支持多 profile（多套独立集群）：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15


# 创建多个集群
minikube start -p dev --driver=docker
minikube start -p prod --driver=hyperv

# 切换
minikube profile dev
kubectl get nodes
minikube profile prod
kubectl get nodes

# 列出所有
minikube profile list

# 删除
minikube delete -p dev

六、kind：CI 测试的最佳选择

kind 用 Docker 容器模拟 K8s 节点，启动 30 秒，特别适合 CI：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34


# 安装
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/kind

# 3 节点集群
cat > kind-3node.yaml << 'EOF'
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
 - role: control-plane
 - role: control-plane
 - role: control-plane
 - role: worker
 - role: worker
EOF

kind create cluster --config kind-3node.yaml --name my-cluster

# 验证
kubectl cluster-info
kubectl get nodes
# NAME STATUS ROLES AGE VERSION
# my-cluster-control-plane Ready control-plane 2m v1.28.0
# my-cluster-control-plane2 Ready control-plane 2m v1.28.0
# my-cluster-control-plane3 Ready control-plane 2m v1.28.0
# my-cluster-worker Ready <none> 90s v1.28.0
# my-cluster-worker2 Ready <none> 90s v1.28.0

# 加载本地镜像到集群
kind load docker-image my-app:1.0 --name my-cluster

# 删除
kind delete cluster --name my-cluster

七、Linux 装 minikube

1
2
3
4
5
6
7
8
9


curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

# 启动（docker driver）
minikube start --driver=docker --memory=4096m

# 加 dashboard
minikube addons enable dashboard
minikube addons enable metrics-server

八、对比 minikube vs kind

维度	minikube	kind
节点实现	VM / 容器	纯 Docker 容器
启动速度	3~5 分钟	30~60 秒
多节点支持	实验性	一等公民
镜像预加载	`minikube image load`	`kind load docker-image`
Dashboard	内置	需手动装
适合场景	个人学习	CI/CD
资源占用	较重（VM）	轻（容器）

九、常见坑

minikube 启动卡在 “Starting cluster”：99% 是网络问题，先 minikube delete --purge --all 再加代理重试
Windows Hyper-V 启动失败：“Virtual switch ‘minikube’ not found” → 提前在 Hyper-V 管理器创建内部交换机
资源不足：minikube start --memory=2048m 默认值，复杂应用（Ingress + Dashboard + Metrics）至少 4096MB
kubectl 命令找不到：minikube kubectl -- get pods 加前缀，或 alias kubectl="minikube kubectl --"
容器内不能访问外网：minikube 内部网络与宿主机隔离，需要 --docker-env http_proxy=... 注入代理
kind 节点重启后数据丢：本质是容器，stop/start 会重建，etcd 数据丢失

十、前置知识 / 下一步

前置：

Docker 基础
K8s 概念（参考 2017-06-15《Kubernetes 入门》）
kubectl 基础（参考 2018-12-15《K8s 工具链速装》）

下一步：

Kubeadm 一键部署（2022-06-15）—— 多节点生产集群
K8s 资源限制与探针（2022-03-15）—— Pod 调优

Kind on Liangweidong's blog