Ubuntu22.04部署K3s

K3s 是一个轻量级的 Kubernetes 发行版，旨在简化和优化 Kubernetes 的安装和运行。K3s 使用了简化的架构，使其更适合在资源受限的环境中运行，如边缘设备、物联网（IoT）设备和低功耗硬件。K3s 的架构基于标准的 Kubernetes 组件，但对其进行了精简和优化。

官方文档：https://docs.k3s.io/zh/

https://docs.rancher.cn/docs/k3s/_index

K3s 集群的典型拓扑

• Server 节点指的是运行 k3s server 命令的主机，control plane 和数据存储组件由 K3s 管理。
• Agent 节点指的是运行 k3s agent 命令的主机，不具有任何数据存储或 control plane 组件。
• Server 和 Agent 都运行 kubelet、容器运行时和 CNI。

1. 单节点模式

在单节点模式下，k3s server 和 k3s agent 运行在同一台机器上。适用于测试环境或资源非常有限的环境。

[Master Node] (K3s server + agent)
  └── K3s API Server
  └── K3s Controller Manager
  └── K3s Scheduler
  └── etcd (默认使用 SQLite)
  └── K3s agent (用于运行容器和 Pod)

2. 多节点模式

在多节点模式下，k3s server 可以部署多个实例以提供高可用性，而 k3s agent 部署在多个工作节点上。

[Master Node 1] (K3s server)
  └── K3s API Server
  └── K3s Controller Manager
  └── K3s Scheduler
  └── etcd (或外部 etcd)

[Master Node 2] (K3s server)  <- 高可用配置
  └── K3s API Server
  └── K3s Controller Manager
  └── K3s Scheduler

[Worker Node 1] (K3s agent)
  └── K3s agent
  └── 容器运行时

[Worker Node 2] (K3s agent)
  └── K3s agent
  └── 容器运行时

在 Ubuntu 22.04 上部署 K3s 单节点模式是非常简单的。以下是安装步骤，涵盖了从安装 K3s 到验证集群是否正常运行的完整过程。

步骤 1：准备环境

确保你的 Ubuntu 22.04 机器有互联网连接，并且已经更新了系统。

1. 更新系统 ：
   在安装 K3s 之前，先确保系统是最新的：

sudo apt update
sudo apt upgrade -y

2.安装Docker

apt install docker.io

步骤 2：安装 K3s

1.使用官方安装脚本安装 K3s

curl –sfL \
     https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \
     INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh -s - \
     --system-default-registry "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com"

列出 所有命名空间 下的所有 服务（services）

kubectl get services --all-namespaces

列出 所有命名空间 下的所有 Pod

kubectl get pods --all-namespaces

查看名为 kuboard-etcd-gvx6q 的 Pod 在 kuboard 命名空间中的详细信息

kubectl describe pod kuboard-etcd-gvx6q -n kuboard

2.配置镜像

Docker

echo '{"registry-mirrors": ["https://docker.1ms.run"]}' | sudo tee /etc/docker/daemon.json > /dev/null
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

K3s

cat >> /etc/rancher/k3s/registries.yaml <<EOF
mirrors:
  "docker.io":
    endpoint:
      - "https://docker.1ms.run"
EOF
systemctl restart k3s

安装完成后，K3s 会自动启动， 检查K3s服务的状态：

sudo systemctl status k3s

安装完成后通过以下指令获取k3s节点的工作状态

k3s kubectl get node

将会输出存在的节点的工作状态

NAME       STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
ubuntu   Ready    control-plane,master   134m   v1.29.5+k3s1

查看 K3S_TOKEN

sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token

工作节点的安装（可选）

curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_URL=https://192.168.113.57:6443 K3S_TOKEN={K3S_TOKEN} sh -

根据需求把上面的 https://192.168.113.57:6443和 K3S_TOKEN更换成你的即可

K3s worker 节点的角色默认为none，如何修改？

可以通过kubectl label node 节点名称 node-role.kubernetes.io/worker=worker为节点增加 worker 角色。

配套工具

helm

Helm 是一个 Kubernetes 包管理工具，类似于 Linux 下的 apt 或 yum，它帮助用户管理 Kubernetes 应用的安装、升级和配置。

helm官网地址：https://helm.sh/docs/intro/install/

在上面的文档中找到你的服务器对应系统的安装流程，下面是Ubuntu的安装流程

curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
chmod 700 get_helm.sh
./get_helm.sh
 

也可以Apt安装

curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/helm.gpg > /dev/null
sudo apt-get install apt-transport-https --yes
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/helm.gpg] https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install helm

然后复制k3s.yml到~/.kube/文件夹下即可

cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml ~/.kube/

测试helm命令：

kuboard

接着去安装kuboard这个面板来可视化管理集群。

kubectl apply -f https://addons.kuboard.cn/kuboard/kuboard-v3.yaml

使用 watch kubectl get pods -n kuboard命令监控所有的Pod就绪

访问Kuboard

• 在浏览器中打开链接http://your-node-ip-address:30080
  • 用户名：admin
  • 密码：Kuboard123

kube-explorer

Kube-Explorer 是一个用来探索和管理 Kubernetes 集群资源的工具。它的目的是简化与 Kubernetes 集群的交互，帮助用户更容易地查看、分析和管理 Kubernetes 中的各种资源，如 Pod、服务、部署、命名空间等。

https://github.com/cnrancher/kube-explorer

cert-manager

启用HTTPS访问你的服务

https://cert-manager.io/docs/installation/kubectl/

部署服务

这里以部署nginx为例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: wx-mp-nginx-deployment
  labels:
    app: wx-mp-nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: wx-mp-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: wx-mp-nginx
    spec:
      containers:
      - name: wx-mp-nginx
        image: nginx:1.23.1
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: nginx-data
          mountPath: /usr/share/nginx/html/
      volumes:
        - name: nginx-data
          hostPath:
            path: /root/data/wx-mp-nginx
            type: Directory

说明

此时，无法通过外网和服务间无法调用，需要部署service来实现，部署yaml如下

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: wx-mp-nginx-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: wx-mp-nginx
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 31432

过NodePort方式，将服务开启在了31432端口

此时，在服务器安全组里添加【31432】端口，即可外网正常访问此时部署的Nginx服务了

如果有域名可以这样

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80
 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
    - port: 80
      name: nginx
      targetPort: 80
  type: ClusterIP
  selector:
    # apply service to any pod with label app: nginx
    app: nginx
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress-1
  annotations:
    spec.ingressClassName: traefik
spec:
  rules:
    - host: nginx.abc.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: nginx-svc
                port:
                  number: 80

这个yml包含Deployment、Service和traefik Ingress

如果没有域名，在本地的hosts添加代理

你的IP nginx.abc.com