k3d入门指南:在Docker中运行K3s


在本文中,我们将简单了解k3d,这是一款可让您在安装了Docker的任何地方运行一次性Kubernetes集群的工具,此外在本文中我们还将探讨在使用k3d中可能会出现的一切问题。

什么是k3d?

k3d是一个小型程序,用于在Docker中运行K3s集群。 K3s是经过CNCF认证的轻量级Kubernetes发行和沙箱项目。它是为资源有限环境设计的,被打包为单个二进制文件,所需RAM小于512MB。 要了解有关K3s的更多信息,请查看我们之前的公众号文章及B站上的视频。

k3d借助从K3s仓库构建的Docker镜像在安装了Docker的任何机器上的Docker容器中启动多个K3s节点。 这样,一台物理(或虚拟)机(称为Docker Host)可以运行多个K3s集群,每个集群同时有多个server和agent节点。

k3d能做什么?

2021年1月,发布k3dv4.0.0,包含以下功能:

  • 创建/停止/启动/删除/扩大/缩小K3s集群(和单个节点)
  • 通过命令行标志
  • 通过配置文件
  • 管理可与集群一起使用的容器镜像仓库并与之交互
  • 管理集群的Kubeconfigs
  • 将本地Docker daemon中的镜像导入集群中运行的容器运行时中

显然,还有更多的方法,您可以用来对使用过程中的细节进行调整。

k3d的用途是什么?

k3d的主要应用场景是在Kubernetes上进行本地开发,因为k3d轻量、简单的特性,在这一场景下几乎不会遇到麻烦和资源使用问题。 开发k3d的初衷是为开发人员提供一个简单的工具,使他们能够在开发环境的机器上运行轻量级的Kubernetes集群,从而在类似于生产的环境中获得快速的迭代时间(相对于在本地运行docker-compose与生产中的Kubernetes要快得多)。

随着时间的推移,k3d还发展成为一种运维工具,用于在隔离的环境中测试某些Kubernetes(或特别是K3s)功能。 例如,使用k3d,您可以轻松地创建多节点集群,在其上部署一些应用程序,轻松停止一个节点并查看Kubernetes的反应,还能够将您的应用重新调度到其他节点上。

此外,您可以在持续集成系统中使用k3d来快速启动集群,在其上部署测试堆栈并运行集成测试。完成操作后,您就可以轻松地停用整个集群。无需担心适当的清理和可能的残留。

我们还提供了一个k3d-dind镜像(类似于电影《盗梦空间》中的梦中的梦,我们在容器内的容器中放置了容器。)通过此操作,您可以创建一个运行k3d的docker-in-docker环境,该环境会在Docker中生成一个K3s集群。这意味着您只有一个容器(k3d-dind)在您的Docker主机上运行,而该容器又在其中运行了整个K3s / Kubernetes集群。

如何使用k3d?

1、安装k3d(如需使用也可安装kubectl)

注意:本文介绍内容对版本有要求,请至少使用k3d v4.1.1以上版本

2、可以尝试以下其中一个示例,或使用文档或CLI帮助文本找到适合您自己的方式(k3d [command] –help)

“简单”的方式

k3d cluster create

该命令将创建一个带有两个容器的K3s集群:一个Kubernetes控制平面节点(server)和一个位于其前面的负载均衡器(serverlb)。 它将它们都放置在专用的Docker网络中,并在Docker主机上随机选择的免费端口上暴露Kubernetes API。 它还在后台创建了一个名为Docker的卷,作为镜像导入的准备。

默认情况下,如果不提供name参数,集群将被命名为k3s-default,并且容器将显示为k3d- – -<#>,因此在本例中,两个容器将显示为 k3d- k3s-default-serverlb和k3d-k3s-default-server-0

k3d等待一切准备就绪,从集群中拉取Kubeconfig并将其与默认的Kubeconfig合并(通常位于$ HOME / .kube / config或者KUBECONFIG环境变量指向的任何路径中)。
不用担心,您也可以调整该行为。

使用kubectl查看您刚创建的用于显示节点的内容:. kubectl get nodes
k3d还为您提供了一些命令来列出您所创建的东西:.k3d cluster | node | registry list

“简单但精妙”的方式

k3d cluster create mycluster --api-port 127.0.0.1:6445 --servers 3 --agents 2 --volume '/home/me/mycode:/code@agent[*]' --port '8080:80@loadbalancer'

此命令生成带有六个容器的K3s集群:* 1个负载均衡器* 3个server(控制平面节点)* 2个agent(以前为worker节点)

通过–api-port 127.0.0.1:6445,您可以使用k3d将Kubernetes API端口(6443内部)映射到127.0.0.1 / localhost的端口6445。这意味着随后将在Kubeconfig中包含以下连接字符串:server: https://127.0.0.1:6445以连接到此集群。
该端口将从负载均衡器映射到您的主机系统。请求将从那里被代理到server节点,从而有效地模拟生产环境设置,在该环境中server节点也可能发生故障,并且希望故障转移到另一个server上。

–volume /home/me/mycode:/code@agent[] 绑定将你的本地目录/home/me/mycode挂载到所有([] agent 节点)内部的路径/code。使用索引(0或1)替换*,以便只把它挂载到其中一个节点。
告诉k3d应该将卷安装到哪个节点的规范称为“节点过滤器”,它也用于其他标志,例如端口映射的–port标志。

也就是说,–port ‘8080:80@loadbalancer’将本地主机的端口8080映射到负载均衡器(serverlb)上的端口80,该负载均衡器可用于将HTTP ingress流量转发到集群。 例如,可以将Web应用程序部署到集群(Deployment)中,该集群通过一个 Ingress(如myapp.k3d.localhost)在外部暴露(Service)。

然后(前提是一切都设置为将该域解析为本地主机IP),则可以将浏览器指向http://myapp.k3d.localhost:8080 访问您的应用程序。 然后,流量从您的主机通过Docker桥接口流向负载均衡器。 从那里,它被代理到集群,并通过Ingress和Service传递到您的应用程序Pod。

注意:你必须设置一些机制,将myapp.k3d.localhost路由到本地主机IP(127.0.0.1)。
最常见的方法是在你的/etc/hosts文件中使用127.0.0.1
myapp.k3d.localhost的条目(C:\Windows\System32\drivers\etc/hosts)。。
但是,这不允许使用通配符(.localhost),因此一段时间后可能会变得有些麻烦,因此您可能需要了解dnsmasq(MacOS /
UNIX)或Acrylic(Windows)之类的工具来减轻负担。 提示:可以在某些系统(至少是Linux操作系统,包括SUSE
Linux和openSUSE)上安装libnss-myhostname软件包,以将
.localhost域自动解析为127.0.0.1,这意味着您不必再手动操作。例如
,如果您希望通过Ingress进行测试,则需要在其中设置域。

在此处,需要注意的事是:如果创建多个server节点,则K3s将被分配到–cluster-init标志,这意味着它将K3s的默认内部数据库(默认为SQLite)更改为etcd。

“配置即编码”方式

从k3d v4.0.0(发布于2021年1月)开始,我们支持使用配置文件,来配置一切您以前通过命令行标志所做的代码(不久之后甚至可能支持更多)。在撰写本文时,您可以在repo中找到用于验证配置文件的JSON模式:
https://github.com/rancher/k3d/blob/092f26a4e27eaf9d3a5bc32b249f897f448bc1ce/pkg/config/v1alpha2/schema.json

示例配置文件:

# k3d configuration file, saved as e.g. /home/me/myk3dcluster.yaml
apiVersion: k3d.io/v1alpha2  # this will change in the future as we make everything more stable
kind: Simple  # internally, we also have a Cluster config, which is not yet available externally
name: mycluster  # name that you want to give to your cluster (will still be prefixed with `k3d-`)
servers: 1  # same as `--servers 1`
agents: 2  # same as `--agents 2`
kubeAPI:  # same as `--api-port 127.0.0.1:6445`
  hostIP: "127.0.0.1"
  hostPort: "6445"
ports:
  - port: 8080:80  # same as `--port 8080:80@loadbalancer
    nodeFilters:
      - loadbalancer
options:
  k3d:  # k3d runtime settings
    wait: true  # wait for cluster to be usable before returining; same as `--wait` (default: true)
    timeout: "60s"  # wait timeout before aborting; same as `--timeout 60s`
  k3s:  # options passed on to K3s itself
    extraServerArgs:  # additional arguments passed to the `k3s server` command
      - --tls-san=my.host.domain
    extraAgentArgs: []  # addditional arguments passed to the `k3s agent` command
  kubeconfig:
    updateDefaultKubeconfig: true  # add new cluster to your default Kubeconfig; same as `--kubeconfig-update-default` (default: true)
switchCurrentContext: true  # also set current-context to the new cluster's context; same as `--kubeconfig-switch-context` (default: true)

假设我们将其另存为/home/me/myk3dcluster.yaml,我们可以使用它来配置新集群
k3d cluster create –config /home/me/myk3dcluster.yaml

注意:您仍然可以设置额外的参数或标志,这些参数或标志将优先于(或将被合并)你在配置文件中定义的任何参数。

k3d还能做什么?

你可以在很多场景下使用k3d,例如:

您可以通过使用在此demo repo中准备好的脚本来自己尝试所有这些操作:
https://github.com/iwilltry42/k3d-demo。

THORSTEN KLEIN
trivago的DevOps工程师,SUSE自由软件工程师,也是k3d的维护者。

来源链接:https://www.cnblogs.com/k3s2019/p/14767563.html

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