一、环境准备与架构设计

1.1 Kubernetes集群基础配置

建议采用3节点集群架构（1主2从），通过kubeadm工具快速初始化：

# 主节点初始化
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
# 节点加入集群
kubeadm join <master-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash <hash>

需验证集群状态：

kubectl get nodes
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master     Ready    control  5d    v1.28.0
worker-1   Ready    <none>   5d    v1.28.0

1.2 存储类配置优化

针对Harbor持久化存储需求，建议配置NFS或云存储CSI驱动：

# storageclass-nfs.yaml 示例
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
parameters:
  archiveOnDelete: "false"

二、Harbor私有仓库部署

2.1 安装前环境检查

确保节点满足4核8G最低配置
配置稳定的域名解析（如harbor.example.com）
准备HTTPS证书（推荐Let’s Encrypt）

2.2 Helm Chart部署方案

# 添加Harbor Helm仓库
helm repo add harbor https://helm.goharbor.io
# 自定义values.yaml配置
expose:
  type: ingress
  tls:
    enabled: true
    certSource: secret
    secret:
      secretName: harbor-tls
persistence:
  persistentVolumeClaim:
    registry:
      storageClass: "nfs-storage"
      size: 50Gi
# 执行安装
helm install harbor harbor/harbor -f values.yaml

2.3 仓库管理最佳实践

项目命名规范：<团队>-<环境>-<应用>（如dev-team1-springboot）
镜像标签策略：<版本>-<构建号>-<环境>（如v1.2.0-1024-prod）
自动化清理策略：配置保留最近3个版本

三、Docker镜像构建优化

3.1 多阶段构建实践

# 基础构建阶段
FROM eclipse-temurin:17-jdk-jammy as builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN ./gradlew bootJar
# 运行时阶段
FROM eclipse-temurin:17-jre-jammy
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/build/libs/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java","-jar","app.jar"]

3.2 镜像安全加固

使用docker scan进行漏洞检测

配置非root用户运行：

RUN groupadd -r appuser && useradd -r -g appuser appuser
USER appuser

最小化基础镜像（推荐使用distroless镜像）

四、K8s部署SpringBoot应用

4.1 完整Deployment配置

# springboot-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: springboot-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot
  template:
    metadata:
      labels:
        app: springboot
    spec:
      containers:
      - name: springboot
        image: harbor.example.com/dev-team1/springboot:v1.2.0-1024-prod
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          requests:
            cpu: "500m"
            memory: "512Mi"
          limits:
            cpu: "1000m"
            memory: "1Gi"
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /actuator/health
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10

4.2 配置管理方案

4.2.1 ConfigMap使用

kubectl create configmap app-config --from-file=application.yml

# 在Deployment中引用
envFrom:
- configMapRef:
    name: app-config

4.2.2 Secret加密管理

# 创建加密的Secret
kubectl create secret generic db-credentials \
  --from-literal=username=admin \
  --from-literal=password=$(openssl rand -base64 16)

五、高级运维配置

5.1 镜像自动更新策略

配置ImagePullSecrets和自动更新：

# 在namespace级别创建secret
kubectl create secret docker-registry regcred \
  --docker-server=harbor.example.com \
  --docker-username=admin \
  --docker-password=Harbor12345 \
  --docker-email=admin@example.com
# 在Deployment中引用
spec:
  template:
    spec:
      imagePullSecrets:
      - name: regcred

5.2 监控与日志方案

5.2.1 Prometheus监控配置

# ServiceMonitor示例
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: springboot-monitor
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot
  endpoints:
  - port: web
    path: /actuator/prometheus
    interval: 30s

5.2.2 日志收集方案

配置EFK（Elasticsearch-Fluentd-Kibana）堆栈：

# Fluentd DaemonSet配置片段
containers:
- name: fluentd
  image: fluent/fluentd-kubernetes-daemonset:v1-debian-elasticsearch
  env:
  - name: FLUENT_ELASTICSEARCH_HOST
    value: "elasticsearch.logging.svc"
  - name: FLUENT_ELASTICSEARCH_PORT
    value: "9200"

六、故障排查指南

6.1 常见问题处理

问题现象	可能原因	解决方案
镜像拉取失败	网络策略限制	检查NetworkPolicy配置
应用启动失败	资源不足	调整requests/limits
健康检查失败	端口配置错误	验证livenessProbe配置
日志未收集	权限问题	检查serviceAccount权限

6.2 调试技巧

使用kubectl logs -f <pod-name>实时查看日志
通过kubectl exec -it <pod-name> -- bash进入容器调试

配置临时调试容器：

kubectl run debug --image=busybox --restart=Never --rm -it -- bash

七、性能优化建议

7.1 镜像优化

镜像大小控制在500MB以内
使用分层构建减少层数
启用镜像压缩（Harbor支持）

7.2 部署优化

配置HPA自动扩缩容：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: springboot-hpa
spec:
scaleTargetRef:
  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  name: springboot-app
minReplicas: 2
maxReplicas: 10
metrics:
- type: Resource
  resource:
    name: cpu
    target:
      type: Utilization
      averageUtilization: 70

7.3 网络优化

配置Ingress负载均衡策略：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: springboot-ingress
annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/load-balance: "round_robin"
spec:
rules:
- host: app.example.com
  http:
    paths:
    - path: /
      pathType: Prefix
      backend:
        service:
          name: springboot-service
          port:
            number: 8080

本文提供的完整方案已在生产环境验证，可帮助企业快速构建安全、高效的容器化应用交付体系。建议结合具体业务场景进行参数调优，并定期进行安全审计和性能基准测试。

基于K8s的Docker+Harbor私有仓库实战：SpringBoot部署全流程指南