k8s簡化版k3s安裝使用

環境：聯網環境、centos7

1 k3s簡介--5 less than K8s

k3s[1]是rancher®開源的一個Kubernetes發行版，從名字上就可以看出k3s相對k8s做了很多裁剪和優化，二進制程序不足50MB，占用資源更少，只需要512MB內存即可運行。

而之所以稱為k3s是因為相對k8s裁剪了如下5個部分:

• 過時的功能和非默認功能
• Alpha功能
• 內置的雲提供商插件
• 內置的存儲驅動
• Docker

官方稱k3s是:

★ k3s是史上最輕量級Kubernetes.

”

相對k8s最主要的優化如下：

• 使用內嵌輕量級數據庫SQLite作為默認數據存儲替代etcd，當然etcd仍然是支持的。
• 內置了local storage provider、service load balancer、helm controller、Traefik ingress controller，開箱即用。
• 所有Kubernetes控制平面組件如api-server、scheduler等封裝成為一個精簡二進制程序，控制平面只需要一個進程即可運行。
• 刪除內置插件(比如cloudprovider插件和存儲插件)。
• 減少外部依賴，操作系統只需要安裝較新的內核以及支持cgroup即可，k3s安裝包已經包含了containerd、Flannel、CoreDNS，非常方便地一鍵式安裝，不需要額外安裝Docker、Flannel等組件。

k3s的四大使用場景為：

• Edge
• IoT
• CI
• ARM

當然如果想學習k8s，而又不想折騰k8s的繁瑣安裝部署，完全可以使用k3s代替k8s，k3s包含了k8s的所有基礎功能，而k8s附加功能其實大多數情況也用不到。

2 一鍵式安裝k3s

k3s安裝確實非常簡單，只需要一個命令即可完成:

curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

Complete!
[INFO]  Creating /usr/local/bin/kubectl symlink to k3s
[INFO]  Creating /usr/local/bin/crictl symlink to k3s
[INFO]  Creating /usr/local/bin/ctr symlink to k3s
[INFO]  Creating killall script /usr/local/bin/k3s-killall.sh
[INFO]  Creating uninstall script /usr/local/bin/k3s-uninstall.sh
[INFO]  env: Creating environment file /etc/systemd/system/k3s.service.env
[INFO]  systemd: Creating service file /etc/systemd/system/k3s.service
[INFO]  systemd: Enabling k3s unit
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/k3s.service to /etc/systemd/system/k3s.service.
[INFO]  systemd: Starting k3s

通過如上只執行了一個命令即部署了一套all in one k3s單節點環境，相對k8s無需額外安裝如下組件：

• kubelet
• kube-proxy
• Docker
• etcd
• ingress，如ngnix

當然可以使用k3s agent添加更多的worker node，只需要添加K3S_URL和K3S_TOKEN參數即可，其中K3S_URL為api-server URL，而k3S_TOKEN為node注冊token，保存在master節點的/var/lib/rancher/k3s/server/node-token路徑。

3 和使用k8s一樣使用k3s

3.1 和使用k8s一樣使用k3s命令工具

k3s內置了一個kubectl命令行工具，通過k3s kubectl調用，為了與k8s的kubectl命令一致，可以設置alias別名:

# 該步驟可以省略，在/usr/local/bin中已經添加了一個kubectl軟鏈接到k3s
alias kubectl='k3s kubectl'
# 配置kubectl命令補全
source <(kubectl completion bash)
[root@localhost ~]# tail -n 2 /etc/profile
alias kubectl='k3s kubectl'
source <(kubectl completion bash)
[root@localhost ~]# source /etc/profile

配置完后，我們就可以通過kubectl查看kube-system運行的pod列表如下：

[root@localhost ~]# kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE     NAME                                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
kube-system   coredns-854c77959c-v65bq                  1/1     Running     0          9m2s
kube-system   metrics-server-86cbb8457f-58dtv           1/1     Running     0          9m2s
kube-system   local-path-provisioner-5ff76fc89d-zr9w7   1/1     Running     0          9m2s
kube-system   helm-install-traefik-4dcfr                0/1     Completed   0          9m2s
kube-system   svclb-traefik-xdpqp                       2/2     Running     0          8m28s
kube-system   traefik-6f9cbd9bd4-bh96w                  1/1     Running     0          8m28s

我們發現並沒有運行apiserver、controller-manager、scheduler、kube-proxy以及flannel等組件，因為這些都內嵌到了k3s進程。另外k3s已經給我們默認部署運行了traefik ingress、metrics-server等，不需要再額外安裝了。

k3s默認沒有使用Docker作為容器運行環境，而是使用了內置的contained，可以使用crictl子命令與CRI交互。

當然如果習慣使用docker命令行可以設置如下別名:
alias docker='k3s crictl'
# 配置docker命令補全
source <(docker completion)
complete -F _cli_bash_autocomplete docker
#具體配置
[root@localhost ~]# tail -n 3 /etc/profile
alias docker='k3s crictl'
source <(docker completion)
complete -F _cli_bash_autocomplete docker
[root@localhost ~]# source /etc/profile

通過docker ps查看運行的容器:

[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER           IMAGE               CREATED             STATE               NAME                     ATTEMPT             POD ID
d9d4c339a5960       aa764f7db3051       9 minutes ago       Running             traefik                  0                   6b361c2430c9a
0214f1210f5dc       897ce3c5fc8ff       9 minutes ago       Running             lb-port-443              0                   06c2ce2deaba9
ce1953ba893b5       897ce3c5fc8ff       9 minutes ago       Running             lb-port-80               0                   06c2ce2deaba9
3195afeb29c23       3b0b04aa3473f       9 minutes ago       Exited              helm                     0                   1928fc8b40b1f
c4570ee865459       9dd718864ce61       10 minutes ago      Running             metrics-server           0                   0b03b5fbafcff
6bc9406727a93       148c192562719       10 minutes ago      Running             local-path-provisioner   0                   761e8ecd8d1ee
b68bc88f5ff06       296a6d5035e2d       10 minutes ago      Running             coredns                  0                   109929bb2385c

當然我們只是使用crictl模擬了docker命令，相對真正的docker我們發現多了ATTEMPT以及POD ID，這是CRI所特有的。

3.2 和使用k8s一樣創建k3s資源

我們使用k8s最喜歡拿來入門的bootcamp作為例子，Deployment聲明如下:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: kubernetes-bootcamp-v1
  name: kubernetes-bootcamp-v1
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: kubernetes-bootcamp-v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kubernetes-bootcamp-v1
    spec:
      containers:
      - image: jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1
        name: kubernetes-bootcamp-v1

使用kubectl apply創建Deployment資源:
# kubectl  apply -f kubernetes-bootcamp-v1.yaml
deployment.apps/kubernetes-bootcamp-v1 created
# kubectl  get pod
NAME                                     READY   STATUS        RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-m79vt   1/1     Running       0          3s
kubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-5blct   1/1     Running       0          3s

創建Service：
# kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: kubernetes-bootcamp-v1
  name: kubernetes-bootcamp-v1
spec:
  ports:
  - port: 8080
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: kubernetes-bootcamp-v1
  type: ClusterIP
# kubectl  get service
NAME                     TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes               ClusterIP   10.43.0.1      <none>        443/TCP    29m
kubernetes-bootcamp-v1   ClusterIP   10.43.132.97   <none>        8080/TCP   8m14s
# curl 10.43.132.97:8080
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-5blct | v=1