1 k3s 简介–5 less than K8s
k3s[1] 是 rancher®开源的一个 Kubernetes 发行版，从名字上就可以看出 k3s 相对 k8s 做了很多裁剪和优化，二进制程序不足 50MB，占用资源更少，只需要 512MB 内存即可运行。
而之所以称为 k3s 是因为相对 k8s 裁剪了如下 5 个部分:
过时的功能和非默认功能
Alpha 功能
内置的云提供商插件
内置的存储驱动
Docker
官方称 k3s 是:
★ k3s 是史上最轻量级 Kubernetes.”
相对 k8s 最主要的优化如下：
使用内嵌轻量级数据库 SQLite 作为默认数据存储替代 etcd，当然 etcd 仍然是支持的。
内置了 local storage provider、service load balancer、helm controller、Traefik ingress controller，开箱即用。
所有 Kubernetes 控制平面组件如 api-server、scheduler 等封装成为一个精简二进制程序，控制平面只需要一个进程即可运行。
删除内置插件(比如 cloudprovider 插件和存储插件)。
减少外部依赖，操作系统只需要安装较新的内核以及支持 cgroup 即可，k3s 安装包已经包含了 containerd、Flannel、CoreDNS，非常方便地一键式安装，不需要额外安装 Docker、Flannel 等组件。
k3s 的四大使用场景为：
当然如果想学习 k8s，而又不想折腾 k8s 的繁琐安装部署，完全可以使用 k3s 代替 k8s，k3s 包含了 k8s 的所有基础功能，而 k8s 附加功能其实大多数情况也用不到。
2 一键式安装 k3s
k3s 安装确实非常简单，只需要一个命令即可完成:
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -
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通过如上只执行了一个命令即部署了一套 all in one k3s 单节点环境，相对 k8s 无需额外安装如下组件：
kubelet
kube-proxy
Docker
etcd
ingress，如 ngnix
当然可以使用 k3s agent 添加更多的 worker node，只需要添加K3S_URL和K3S_TOKEN参数即可，其中K3S_URL为 api-server URL，而k3S_TOKEN为 node 注册 token，保存在 master 节点的/var/lib/rancher/k3s/server/node-token路径。
3 和使用 k8s 一样使用 k3s
3.1 和使用 k8s 一样使用 k3s 命令工具
k3s 内置了一个 kubectl 命令行工具，通过k3s kubectl调用，为了与 k8s 的 kubectl 命令一致，可以设置 alias 别名:
# 该步骤可以省略，在/usr/local/bin中已经添加了一个kubectl软链接到k3salias kubectl='k3s kubectl`
# 配置kubectl命令补全source <(kubectl completion bash)
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配置完后，我们就可以通过kubectl查看 kube-system 运行的 pod 列表如下：
# kubectl get pod -n kube-systemNAME READY STATUS RESTARTS AGEmetrics-server-6d684c7b5-4qppl 1/1 Running 0 70mlocal-path-provisioner-58fb86bdfd-8l4hn 1/1 Running 0 70mhelm-install-traefik-pltbs 0/1 Completed 0 70mcoredns-6c6bb68b64-b9qcl 1/1 Running 0 70msvclb-traefik-2ttg2 2/2 Running 0 70mtraefik-7b8b884c8-xkm77 1/1 Running 0 70m
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我们发现并没有运行 apiserver、controller-manager、scheduler、kube-proxy 以及 flannel 等组件，因为这些都内嵌到了 k3s 进程。另外 k3s 已经给我们默认部署运行了 traefik ingress、metrics-server 等，不需要再额外安装了。
k3s 默认没有使用 Docker 作为容器运行环境，而是使用了内置的 contained，可以使用crictl子命令与 CRI 交互。
当然如果习惯使用 docker 命令行可以设置如下别名:
alias docker='k3s crictl'
# 配置docker命令补全source <(docker completion)complete -F _cli_bash_autocomplete docker
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通过docker ps查看运行的容器:
# docker psCONTAINER IMAGE CREATED STATE NAME ATTEMPT POD IDdeedde06105b5 8fafd8af70e9a 6 minutes ago Running kubernetes-bootcamp-v1 0 b59bdf9ed7b2a5464873f8064a 8fafd8af70e9a 6 minutes ago Running kubernetes-bootcamp-v1 0 51d2058a38262d8ae5df73ee95 aa764f7db3051 About an hour ago Running traefik 0 a7990965f71c31ecdf0ce98ebf 897ce3c5fc8ff About an hour ago Running lb-port-443 0 4057796b8eddd021a4d7bcc391 897ce3c5fc8ff About an hour ago Running lb-port-80 0 4057796b8eddd089ee47dd3de0 c4d3d16fe508b About an hour ago Running coredns 0 5e54975c3ae1e3c97b40b9beed 9d12f9848b99f About an hour ago Running local-path-provisioner 0 5a4e666f9c8f7ac020ab1621c0 9dd718864ce61 About an hour ago Running metrics-server 0 f69f6812b7a66
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当然我们只是使用crictl模拟了docker命令，相对真正的docker我们发现多了ATTEMPT以及POD ID，这是 CRI 所特有的。
3.2 和使用 k8s 一样创建 k3s 资源
我们使用 k8s 最喜欢拿来入门的bootcamp作为例子，Deployment 声明如下:
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: labels: app: kubernetes-bootcamp-v1 name: kubernetes-bootcamp-v1spec: 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
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使用kubectl apply创建 Deployment 资源:
# kubectl apply -f kubernetes-bootcamp-v1.yamldeployment.apps/kubernetes-bootcamp-v1 created# kubectl get podNAME READY STATUS RESTARTS AGEkubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-m79vt 1/1 Running 0 3skubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-5blct 1/1 Running 0 3s
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创建 Service：
# kubectl apply -f -apiVersion: v1kind: Servicemetadata: labels: app: kubernetes-bootcamp-v1 name: kubernetes-bootcamp-v1spec: ports: - port: 8080 protocol: TCP targetPort: 8080 selector: app: kubernetes-bootcamp-v1 type: ClusterIP# kubectl get serviceNAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGEkubernetes ClusterIP 10.43.0.1 <none> 443/TCP 29mkubernetes-bootcamp-v1 ClusterIP 10.43.132.97 <none> 8080/TCP 8m14s# curl 10.43.132.97:8080Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-5blct | v=1
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我们不需要再单独安装其他 ingress controller，因为 k3s 已经内置了 Traefik，直接创建 Ingress:
# kubectl apply -f -apiVersion: extensions/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: "int32bit-test-ingress" labels: app: int32bit-test-ingressspec: rules: - host: test.int32bit.me http: paths: - path: /v1 backend: serviceName: "kubernetes-bootcamp-v1" servicePort: 8080# kubectl get ingress int32bit-test-ingressNAME HOSTS ADDRESS PORTS AGEint32bit-test-ingress test.int32bit.me 192.168.193.197 80 5m54s
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其中192.168.193.197为 master 节点的 IP，由于我们没有 DNS 解析，因此可以通过配置/etc/hosts文件进行静态配置:
192.168.193.197 test.int32bit.me
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此时我们就可以直接通过 ingress 地址 test.int32bit.me 访问我们的服务了，ingress 直接通过ClusterIP转发，不需要NodePort：
# curl http://test.int32bit.me/v1Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-v1-c5ccf9784-5blct | v=1
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我们发现 k3s 和 k8s 的 Resource 声明完全兼容，没有任何区别。
4 k3s 网络
4.1 CNI 网络
k3s 内置了 Flannel 网络插件，默认使用 VXLAN 后端，默认 IP 段为10.42.0.0/16。
# ip -o -d link show flannel.114: flannel.1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 8951 \ qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default \ link/ether 46:61:15:1f:1e:3f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff promiscuity 0 \ vxlan id 1 local 192.168.193.197 dev ens5 \ srcport 0 0 dstport 8472 nolearning ttl inherit ageing 300 \ udpcsum noudp6zerocsumtx noudp6zerocsumrx addrgenmode eui64 \ numtxqueues 1 numrxqueues 1 gso_max_size 65536 gso_max_segs 65535
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内置的 Flannel 除了 VXLAN 还支持 ipsec、host-gw 以及 wireguard。
当然除了默认的 Flannel，k3s 还支持其他 CNI，如 Canal、Calico 等。
4.2 其他网络组件
k3s 除了内置 Flannel 网络插件以外，还内置了 CoreDNS、Traefik Ingress Controller、Service Load Balancer，如果不使用默认的组件，用户也可以自己部署其他组件，比如使用 MetalLB 替代内置的 load balancer。
5 k3s 存储
5.1 内置本地存储插件
k3s 删除了 k8s 内置 cloud provider 以及 storage 插件（当然这不会影响使用通过手动安装的外部插件），内置了 Local Path Provider。
比如我们创建一个 2G 的 PVC:
# kubectl apply -f -apiVersion: v1kind: PersistentVolumeClaimmetadata: name: local-path-pvc namespace: defaultspec: accessModes: - ReadWriteOnce storageClassName: local-path resources: requests: storage: 2Gi
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创建一个 Pod 使用新创建的 PVC:
# kubectl apply -f -apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: volume-testspec: containers: - name: volume-test image: jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 volumeMounts: - name: volv mountPath: /data volumes: - name: volv persistentVolumeClaim: claimName: local-path-pvc
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查看创建的 Pod 以及 PVC:
# kubectl get pod volume-testNAME READY STATUS RESTARTS AGEvolume-test 1/1 Running 0 116s# kubectl get pvcNAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGElocal-path-pvc Bound pvc-6bd15859-540f-4ade-94dc-821e29cacdba 2Gi RWO local-path 4m8s# kubectl get pvNAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGEpvc-6bd15859-540f-4ade-94dc-821e29cacdba 2Gi RWO Delete Bound default/local-path-pvc local-path 106s
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查看 PV：
# kubectl describe pvName: pvc-6bd15859-540f-4ade-94dc-821e29cacdbaLabels: <none>Annotations: pv.kubernetes.io/provisioned-by: rancher.io/local-pathFinalizers: [kubernetes.io/pv-protection]StorageClass: local-pathStatus: BoundClaim: default/local-path-pvcReclaim Policy: DeleteAccess Modes: RWOVolumeMode: FilesystemCapacity: 2GiNode Affinity: Required Terms: Term 0: kubernetes.io/hostname in [ip-192-168-193-197]Message:Source: Type: HostPath (bare host directory volume) Path: /var/lib/rancher/k3s/storage/pvc-6bd15859-540f-4ade-94dc-821e29cacdba HostPathType: DirectoryOrCreateEvents: <none>
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可见其实就类似 k8s 的 HostPath 存储卷类型。
5.2 使用外部存储 Longhorn
前面提到的内置 local path 存储，只能单机使用，不支持跨主机使用，也不支持存储的高可用。
可以通过使用外部的存储插件解决 k3s 存储问题，比如 Longhorn[2]。
Longhorn 是专门针对 Kubernetes 设计开发的云原生分布式块存储系统，可以直接使用kubectl apply或者helm安装:
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/longhorn/longhorn/master/deploy/longhorn.yaml
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为了能够访问 Longhorn Dashboard，我创建如下 ingress:
apiVersion: extensions/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: "longhorn-ui" namespace: longhorn-system labels: app: longhorn-uispec: rules: - host: longhorn-frontend.int32bit.me http: paths: - path: / backend: serviceName: "longhorn-frontend" servicePort: 80 - host: longhorn-backend.int32bit.me http: paths: - path: / backend: serviceName: "longhorn-backend" servicePort: 9500
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通过http://longhorn-frontend.int32bit.me/dashboard即可访问 Dashboard:
longhorn
安装 Longhorn storageclass:
kubectl create -f \https://raw.githubusercontent.com/longhorn/longhorn/master/examples/storageclass.yaml
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创建 PVC:
# kubectl apply -f -apiVersion: v1kind: PersistentVolumeClaimmetadata: name: longhorn-volv-pvcspec: accessModes: - ReadWriteOnce storageClassName: longhorn resources: requests: storage: 2Gi
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创建 Pod 使用新创建的 PVC:
# kubectl apply -f -apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: test-volume-longhornspec: containers: - name: test-volume-longhorn image: jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 volumeMounts: - name: volv mountPath: /data volumes: - name: volv persistentVolumeClaim: claimName: longhorn-volv-pvc
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通过 Longhorn Dashboard 查看 volume:
longhorn-pvc
可见 PV 已经挂载到 Pod test-volume-longhorn中。
6 加上 k9s，全了
最后，附上 k9s，这样 k3s、k8s、k9s 全了 : )
https://github.com/derailed/k9s/releases/download/v0.19.0/k9s_Linux_x86_64.tar.gztar xvzf k9s_Linux_x86_64.tar.gzmv k9s /usr/local/bin/kubectl-k9s
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k9s
写在最后
k3s 在去年的 2 月就已经推出并开源，现在不算是新东西，周末正好没啥事于是安装体验下，主要还是想使用下 mdnice[3] 体验下公众号文章排版效果。
使用后一次后发现，mdnice 真的是特别适合技术类公众号文章编辑：
Markdown 语法，支持在线编辑，写完后即排版成功，复制即可粘贴到微信公众号;
支持零配置图床、脚注、代码、公式;
内置 18 种风格主题，支持自定义 CSS 样式;
内容在浏览器中实时保存;
支持 chrome 插件，可直接在微信公众平台上编辑。
尤其是代码块，代码高亮和滚屏是刚需。目前很多公众号编辑器支持得都不是很好，比如秀米就对代码块的支持效果非常不好。而 midnice 直接使用 Markdown 语法嵌入代码块，并且支持 Atom、Monokai、github、vs2015、xcode 等多种代码风格。
参考资料
[1] k3s: https://rancher.com/docs/k3s/latest/en/
[2] Longhorn: https://github.com/longhorn/longhorn
[3] mdnice: https://docs.mdnice.com/#/
本文转载自公众号 int32bit（ID：int32bit）。
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/gtw6k-jmtatlk8LSkMzGiA
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