K3D｜高效创建轻量级 k8s 集群 (run in dokcer)
什么是 K3S
官网：https://k3s.io/
指南：https://rancher.com/docs/k3s/latest/en/
中文版指南：https://docs.rancher.cn/docs/k3s/_index/
K3s 是一个轻量级的 Kubernetes 发行版，它针对边缘计算、物联网等场景进行了高度优化，易于安装，全部在不到 100MB 的二进制文件中；非常适合
[*]Edge
[*]IoT
[*]CI
[*]Development (用的就是这个)
[*]ARM
[*]Embedding K8s
[*]Situations where a PhD in K8s clusterology is infeasible
可以理解为是 K8SLite 版，单词比 K8S 一半还少，所以叫 K3S
什么是 K3D
官网：https://k3d.io/v5.3.0/
指南：https://k3d.io/v5.3.0/usage/configfile/
k3d 是一个轻量级的包装器，用于在 docker 中运行 k3s（Rancher Lab 的最小 Kubernetes 发行版）。
k3d 使得在 docker 中创建单节点和多节点 k3s 集群变得非常容易，例如在 Kubernetes 上进行本地开发。
对于我们研发人员，我们不希望花太多精力和时间去搭建和维护 K8S，那么我们使用 K3D 就能通过类似 docker 的方式来快速的构建 K3S 集群，所以两者加起来就相当于一个 K8S 了
目标
学习使用 k3d 创建比本地集群，并部署一个可访问的服务 nodeport/ingress ，并理清楚访问链路
下载工具
brew install k3d
1. 创建集群
根据下载的版本，需要用到两个 ghcr 仓库的镜像，使用代理提前下载好
docker pull ghcr.nju.edu.cn/k3d-io/k3d-tools:5.6.3
docker tag ghcr.nju.edu.cn/k3d-io/k3d-tools:5.6.3 ghcr.io/k3d-io/k3d-tools:5.6.3
docker pull ghcr.nju.edu.cn/k3d-io/k3d-proxy:5.6.3
docker tag ghcr.nju.edu.cn/k3d-io/k3d-proxy:5.6.3 ghcr.io/k3d-io/k3d-proxy:5.6.3代码仓库：https://github.com/Panlq/xopensource/tree/main/k3d-demo
1. 使用 k3d 创建单节点集群架构
mirrors 配置详情>...
其他配置->非常详细的说明
apiVersion: k3d.io/v1alpha5
kind: Simple
metadata:
name: dev-cluster
servers: 1
agents: 2
kubeAPI:
hostPort: "6449"
ports:
- port: 8085:80
nodeFilters:
- loadbalancer
- port: 8087:30080
nodeFilters:
- loadbalancer
- port: 8443:443
nodeFilters:
- loadbalancer
registries:
config: |
mirrors:
docker.io:
endpoint:
- https://docker.m.daocloud.io
quay.io:
endpoint:
- https://quay.m.daocloud.io
gcr.io:
endpoint:
- https://gcr.m.daocloud.io
k8s.gcr.io:
endpoint:
- https://k8s-gcr.m.daocloud.io
ghcr.io:
endpoint:
- https://ghcr.m.daocloud.io
registry.k8s.io:
endpoint:
- https://k8s.m.daocloud.io
configs:
docker.nju.edu.cn:
auth:执行如下命令
k3d cluster create --config ./cluster-example.yaml
k3d cluster list
NAME SERVERS AGENTS LOADBALANCER
dev-cluster 1/1 2/2 true创建一个 server 节点，2 个 agents 节点 的集群，且集群的 30080 端口映射宿主机的 8087 端口，80 映射宿主机的 8085 (即 docker expose 的端口看 docker 容器可以看出来)
k3d node list
NAME ROLE CLUSTER STATUS
k3d-dev-cluster-agent-0 agent dev-cluster running
k3d-dev-cluster-agent-1 agent dev-cluster running
k3d-dev-cluster-server-0 server dev-cluster running
k3d-dev-cluster-serverlb loadbalancer dev-cluster running
k3d-dev-cluster-tools dev-cluster running对应 docker 的 5 个容器
所以，宿主机，k3d, k3s ，docker 的关系如下
2. 创建可访问的服务
nodeport 服务
简单的 nginx 服务
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: web
name: web
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: web
strategy: {}
template:
metadata:
labels:
app: web
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
resources:
limits:
cpu: 100m
memory: 256Mi
requests:
cpu: 80m
memory: 128Mi对应的 nodeport svc
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app: web-service
name: app-service-nodeport
spec:
ports:
- name:
nodePort: 30080
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: web
type: NodePortkubectl apply -f deploy-nginx.yaml && kubectl apply -f nginx-svc-nodeport.yaml
k get pods,svc ⎈ k3d-dev-cluster
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/web-574cd456fb-wbk5x 1/1 Running 0 74m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/app-service-a ClusterIP 10.43.154.184 <none> 80/TCP 73m本地访问 localhost:8087
curl localhost:8087
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
nginx.org.<br/>
Commercial support is available at
nginx.com.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
ingress
使用当前目录下的文件的资源文件，创建工作负载
./ingress
├── cluster-example.yaml
├── deploy-a.yaml
├── deploy-b.yaml
├── nginx-ing-a.yaml
├── nginx-ing-b.yaml
├── nginx-svc-a.yaml
└── nginx-svc-b.yamlk get pods,svc,ing ⎈ k3d-dev-cluster
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/web-574cd456fb-wbk5x 1/1 Running 0 92m
pod/web-a-6bbd7486b-rfsk5 1/1 Running 0 91m
pod/web-b-544fc48b65-r4sgt 1/1 Running 0 91m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.43.0.1 <none> 443/TCP 121m
service/app-service-a ClusterIP 10.43.154.184 <none> 80/TCP 91m
service/app-service-b ClusterIP 10.43.103.135 <none> 80/TCP 91m
service/app-service-nodeport NodePort 10.43.233.136 <none> 80:30080/TCP 58m
NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
ingress.networking.k8s.io/app-ingress-a traefik localhost 172.23.0.3,172.23.0.4,172.23.0.5 80 91m
ingress.networking.k8s.io/nginx-ingress-b traefik localhost.k3d.ingress 172.23.0.3,172.23.0.4,172.23.0.5 80 91m因为用的是同一个镜像，我们需要进入 a 和 b 的 pod 中更改 nginx 默认的 html 内容来区分
k exec -it -n default web-b-544fc48b65-r4sgt /bin/bash
kubectl exec is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec -- instead.
root@web-b-544fc48b65-r4sgt:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@web-b-544fc48b65-r4sgt:/usr/share/nginx/html# ls
50x.htmlindex.html
root@web-b-544fc48b65-r4sgt:/usr/share/nginx/html# echo 'hello from app b' >> index.html本地只配置 host， 访问服务
127.0.0.1 localhost
127.0.0.1 localhost.k3d.ingress
访问链路
sequenceDiagram autonumber participant User participant Browser participant K3DCluster participant IngressController participant BackendService participant BackendPod User->>Browser: 输入 localhost.k3d.ingress:9001 Browser->>Browser: 进行DNS解析 alt 本地hosts文件有配置 Browser->>Browser: 域名解析为127.0.0.1 Browser->>K3DCluster: 发送HTTP请求到127.0.0.1:9001 K3DCluster->>IngressController: 端口映射，请求到达 IngressController->>IngressController: 检查请求的Host头部和URL路径 alt 找到匹配的Ingress规则 IngressController->>BackendService: 确定对应的后端服务 BackendService->>BackendService: 通过服务发现找到后端Pod BackendService->>BackendPod: 将请求转发到目标端口 BackendPod->>BackendPod: 处理请求并生成响应 BackendPod->>BackendService: 返回响应 BackendService->>IngressController: 返回响应 IngressController->>Browser: 返回响应 Browser->>Browser: 渲染并显示响应内容 else 未找到匹配的Ingress规则 IngressController->>Browser: 返回404等错误响应 end else 本地hosts文件无配置 Browser->>Browser: DNS解析失败，请求终止 end参考
[*]K3S + K3D = K8S a new perfect match for dev and test - Sokube
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