使用 K3D 設置 Kubernetes 集群¶

原文: https://kartaca.com/en/k3s-kubernetes-cluster-setup-with-k3d/

在本文中，將討論如何使用 Rancher 的工具 K3D 在基於 Linux 的操作系統中創建 Kubernetes 集群。

K3S (輕量級 Kubernetes)¶

K3S 是 Rancher 於 2019 年開源發布的輕量級 Kubernetes 發行版。 K3S 被設計為 100MB 以下的二進製文件。此外，它是一個擁有 CNCF（Cloud Native Computing Foundation）證書的 Kubernetes 工具。由於 K3S 的輕量級，我們甚至可以在配置低的系統中安裝 Kubernetes 集群。 K3S的最低系統要求如下：

Linux 3.10
512MB RAM (server)
75MB RAM (node)
200MB range

K3D¶

K3D 是一個為我們提供快速搭建 Kubernetes 集群的工具。創建 K3D 的集群是輕量級的，因為它們基於我上面提到的 K3S。換句話說，使用 K3D，我們可以快速搭建一個 K3S 集群，用最少的工作量和最少的資源使用。此外，由於 K3D 是跨平台的，它可以在 Windows、Mac OS 和 Linux 設備上運行，並支持創建多個集群。

安裝¶

Requirements：

Docker
Kubectl
K3D

Docker 設定安裝¶

要快速安裝 Docker，你可以使用 Rancher 準備的腳本和我在下面給出的命令，也可以按照適合你將要安裝的環境的安裝步驟從這個地址安裝。

[Rancher Script]
$ curl https://releases.rancher.com/install-docker/19.03.sh | sh

Kubectl 設定安裝¶

您需要設置 Kubectl 以與 Kubernetes API 通信，您可以按照以下步驟輕鬆完成此操作。

$ curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
$ chmod +x ./kubectl
$ sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

在安裝完之後，您可以使用以下命令進行 Kubectl 版本檢查。

$ kubectl version --client

K3D 設定安裝¶

K3D 設置非常簡單，您唯一需要做的就是在終端輸入以下命令。如果您願意，可以根據您的環境從此地址進行設置步驟。

$ wget -q -O - https://raw.githubusercontent.com/rancher/k3d/main/install.sh | bash

您可以通過版本檢查來驗證您的設置，為此您需要在終端中輸入以下指令。

$ k3d --version

K3D 指令¶

K3D 提供了一系列的指令來幫助我們控制 Kubernetes 集群的相關設定與操作。

$ k3d 
Usage:
  k3d [flags]
  k3d [command]

Available Commands:
  cluster      Manage cluster(s)
  completion   Generate completion scripts for [bash, zsh, fish, powershell | psh]
  config       Work with config file(s)
  help         Help about any command
  image        Handle container images.
  kubeconfig   Manage kubeconfig(s)
  node         Manage node(s)
  registry     Manage registry/registries
  version      Show k3d and default k3s version

Flags:
  -h, --help         help for k3d
      --timestamps   Enable Log timestamps
      --trace        Enable super verbose output (trace logging)
      --verbose      Enable verbose output (debug logging)
      --version      Show k3d and default k3s version

Use "k3d [command] --help" for more information about a command.

使用 k3d cluster 命令:

create 創建一個新集群
delete 刪除集群。
edit [EXPERIMENTAL] 編輯集群。
list 列出集群
start 啟動現有的 k3d 集群
stop 停止現有的 k3d 集群

設置 Kubernetes 集群¶

現在我們可以繼續進行集群設置。使用以下命令，您可以開始使用您選擇的名稱創建集群。

$ k3d cluster create [NAME]

由於它在第一次安裝時會下載大約 150–200MB 的 docker 映像，因此安裝時間可能需要一些時間，具體取決於您的互聯網速度，但除非您刪除這些映像，否則您的下一次集群安裝將花費更少的時間。

INFO[0000] Prep: Network                                
INFO[0000] Created network 'k3d-k3s-default'            
INFO[0000] Created image volume k3d-k3s-default-images  
INFO[0000] Starting new tools node...                   
INFO[0000] Starting Node 'k3d-k3s-default-tools'        
INFO[0001] Creating node 'k3d-k3s-default-server-0'     
INFO[0001] Creating LoadBalancer 'k3d-k3s-default-serverlb' 
INFO[0001] Using the k3d-tools node to gather environment information 
INFO[0001] HostIP: using network gateway 172.27.0.1 address 
INFO[0001] Starting cluster 'k3s-default'               
INFO[0001] Starting servers...                          
INFO[0001] Starting Node 'k3d-k3s-default-server-0'     
INFO[0005] All agents already running.                  
INFO[0005] Starting helpers...                          
INFO[0006] Starting Node 'k3d-k3s-default-serverlb'     
INFO[0012] Injecting records for hostAliases (incl. host.k3d.internal) and for 2 network members into CoreDNS configmap... 
INFO[0014] Cluster 'k3s-default' created successfully!  
INFO[0014] You can now use it like this:                
kubectl cluster-info

使用 k3d cluster list 命令，您可以查看已創建的集群及其狀態。

$ k3d cluster list

NAME          SERVERS   AGENTS   LOADBALANCER
k3s-default   1/1       0/0      true

如果您按照這些步驟在遠程服務器上安裝 K3D 並在此環境中創建集群，則在安裝應用程序時無法訪問此應用程序。因為我們不允許任何端口，所以只能從集群內部訪問它。

在下一步中，我將討論如何訪問我們的應用程序。

# Deletes all clusters 
$ k3d cluster delete -a

# Deletes specified cluster
$ k3d cluster delete [name]

服務暴露¶

在使用 K3D 時，我們需要預先打開一個端口，但它為我們提供了很多方法。我們可以作為 node-port 或通過 Load Balancer 訪問我們的應用程序。

K3D 負載均衡器設置¶

K3D 默認使用 traefik，我們將通過 traefik 暴露佈署在 Kubernetes 裡的應用程序。如果您在遠程服務器上安裝了 K3D，則需要打開外部端口進行訪問。為此，我們使用以下命令打開負載均衡器。

$ k3d cluster create -p 8081:80@loadbalancer

Info

the port-mapping construct 8081:80@loadbalancer means: “map port 8081 from the host to port 80 on the container which matches the nodefilter loadbalancer“

安裝集群後，讓我們啟動一個示例 Nginx 應用程序。為此，您可以運行下面的 kubectl 命令。

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx --port 80

使用此命令，我們創建了一個內部端口為 80 並命名為 demo 的 nginx 映像。現在，讓我們創建一個服務來訪問我們創建的部署。

$ kubectl create service clusterip nginx --tcp=80:80

檢查結果:

$ kubectl get svc

NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.43.0.1      <none>        443/TCP   88s
nginx        ClusterIP   10.43.72.227   <none>        80/TCP    15s

成功創建服務後，我們現在可以設置負載均衡器設置。現在讓我們創建一個名為 demo-ingress.yaml 的文件並編輯其內容，如下所示。

詳細的 ingress 設定規則見: Kubernetes - Ingress

demo-ingress.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx
  annotations:
    ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false"
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80

在 Kubernetes 上部署 ingress:

$ kubectl create -f demo-ingress.yaml

這樣，我們就完成了剛剛創建的演示 nginx 應用的負載均衡器設置。我們可以看到我們使用 kubectl get pod,svc,ing 命令創建的 Kubernetes 對象。

$ kubectl get pod,svc,ing

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-7848d4b86f-xdbfx   1/1     Running   0          111s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.43.0.1      <none>        443/TCP   2m37s
service/nginx        ClusterIP   10.43.72.227   <none>        80/TCP    84s

NAME                              CLASS    HOSTS   ADDRESS      PORTS   AGE
ingress.networking.k8s.io/nginx   <none>   *       172.31.0.2   80      21s

如果您有上述輸出，我們現在可以對其進行測試。如果您在自己的計算機上使用 localhost 完成了安裝，則可以使用服務器 IP 地址訪問 nginx 頁面，如果您在遠程服務器上完成安裝，則可以驗證安裝。

$ curl localhost:8081/

K3D NodePort 設置¶

K3D 需要顯示地告訴它打開某個端口範圍。讓我繼續下面的例子。

$ k3d cluster create --agents 1 -p 30000-30010:30000-30010@agent:0 -p 8081:80@loadbalancer

我們在上面的命令中添加了一個新參數。 Docker 用戶經常使用“-p”（發布）參數。有了這個參數，我們就可以打開主機容器端口了。我們在上面做了這個，在主機端和容器端都打開了 30000-30010 端口範圍。(Kubernetes default node port range: 30000–32767)

Info

注意：我不建議配置系統打開 30000-32767 範圍，因為打開端口時 RAM 使用量會顯著增加。

安裝集群後，讓我們啟動一個示例 Nginx 應用程序。為此，您可以運行下面的 kubectl 命令。

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx --port 80

使用此命令，我們創建了一個內部端口為 80 並命名為 demo 的 nginx 映像。現在，讓我們使用 nodeport 創建一個服務來訪問我們部署的 nginx 應用程序。

創建一個名為 demo-nodeport.yaml 的文件並添加以下行並保存它。

demo-nodeport.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  ports:
  - name: 80-80
    nodePort: 30008
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: NodePort

在 Kubernetes 上部署 service:

$ kubectl create -f demo-nodeport.yaml

使用服務器 IP 地址與 nodeport 所映射的端口來訪問 nginx 頁面。

$ curl localhost:30008/