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创建Native集群

概述#

本文介绍了如何在一个能够运行主流操作系统（如 Ubuntu、Debian、Raspbian 等）的虚拟机（VM）中创建和初始化 K3s 集群，以及为已有的 K3s 集群添加节点的操作步骤。除此之外，本文还提供了在 VM 上运行 AutoK3s 的进阶操作指导，如配置私有镜像仓库和启用 UI 组件。

前置要求#

虚拟机要求#

提供一个运行主流操作系统（如 Ubuntu、Debian、Raspbian 等）的 VM，并为它们注册或设置SSH密钥/密码。

网络#

VM 实例至少需要应用以下入站及出站规则：

Rule Protocol Port Source Description
InBound TCP 22 ALL SSH Connect Port
InBound TCP 6443 K3s agent nodes Kubernetes API
InBound TCP 10250 K3s server & agent Kubelet
InBound TCP 8999 K3s dashboard (Optional) Required only for Dashboard UI
InBound UDP 8472 K3s server & agent (Optional) Required only for Flannel VXLAN
InBound TCP 2379,2380 K3s server nodes (Optional) Required only for embedded ETCD
OutBound ALL ALL ALL Allow All

UI 使用说明#

接下来我们将基于 AutoK3s 本地 UI 介绍如何使用 AutoK3s 工具，在任意主机上创建和管理 K3s 集群。如果您想了解 CLI 的使用，请移步到 CLI 使用说明

您可以通过快速体验中的描述，通过 Docker 或者 CLI 启动本地 UI，打开浏览器，访问目标端口 8080 即可。

快速创建集群#

您可以使用快速创建功能，在指定的云提供商服务中，快速启动一个K3s集群。

以下图为例，我们将在您准备好的 VM 中使用默认配置创建一个单节点的 K3s 集群。

表 1：快速创建参数

参数说明默认值
Provider云提供商名称native
NameK3s集群名称
Master IPsMaster 节点IP
Worker IPsWorker 节点IP
SSH UserSSH 用户root
SSH Key Path如果您选择了已有的密钥对，需要指定SSH 私钥目录，如果您使用AutoK3s 自动生成的密钥，这里可以不填写任何内容

自定义参数创建#

您可以在集群列表页点击 Create 按钮进入自定义参数页面进行更多参数的设置。

使用 Native 模式创建 K3s 集群的自定义参数配置分为三项，VM 配置、K3s集群配置、高级选项。接下来对每个配置项进行详细说明。

VM 配置#

实例配置主要配置的内容为 VM 的连接信息。

表 3：实例配置参数

参数说明默认值
Master IPsMaster 主机 IP 列表
Worker IPsWorker 主机 IP 列表
SSH UserSSH 用户root
SSH PortSSH 端口22
SSH Key PathSSH 私钥目录
SSH Key Passphrase如果您的私钥需要密码验证，请在这里输入密码
SSH Password如果您使用Password连接到虚拟机，请输入密码
SSH Agent Auth如果您配置 SSH 代理程序，可以开启此项配置false
SSH Cert Path如果您配置了 ssh certificate，在这里您需要将 certificate path 传入进来，以保证 AutoK3s 可以通过ssh连接到远程虚拟机

K3s 参数配置#

K3s 参数配置项主要对 K3s 集群进行设置，例如是否部署 HA 模式、K3s 安装版本等。

表 4：K3s 配置参数

参数说明默认值
K3s Channel用于获取 K3s 下载 URL 的通道。选项包括：stable, latest, testing。stable
K3s Version安装的 K3s 版本，如果设置则覆盖 Channel 选项
Cluster启用嵌入式 DB 高可用 K3s（即开启 --cluster-init 设置）false
Datastore指定 etcd、Mysql、Postgres 或 Sqlite（默认）数据源名称
K3s Install ScriptK3s 安装脚本，对于中国区用户，可以通过下拉菜单选择 rancher-mirror 脚本来安装https://get.k3s.io
Master Extra ArgsMaster 节点额外参数设置，例如 --no-deploy traefik
Worker Extra ArgsWorker 节点额外参数设置，例如 --node-taint key=value:NoExecute
Token用于将server或agent加入集群的共享secret，如果不设置，会自动生成一个Token
Manifests自动部署应用清单目录，这里支持设置某个manifest文件或者包含多个manifest文件的目录路径（仅支持一层目录），具体功能可查看这里
TLS Sans在 TLS 证书中添加其他主机名或 IP 作为主题备用名称，具体功能可查看这里
Registry私有镜像仓库配置

高级选项#

配置要开启的 UI 组件（kubernetes-dashboard/kube-explorer）。

表 4：高级选项

参数说明默认值
UI开启的 UI 组件（Kubernetes Dashboard/kube-explorer）

集群模板#

您可以使用模板功能，提前预置好常用的集群模板，每次创建集群时可以用模板参数进行填充，极大精简了重复操作。一次编写，多次运行，提升效率。

创建集群模板的参数与上面描述的自定义参数创建集群的表单内容相同，在这里不做赘述。

您可以选择最常用的模板，点击右侧下拉框中的 Set Default 按钮，将模板设置为默认模板。

设置为默认模板后，您可以通过快速创建功能一键部署常用配置的 K3s 集群。

如果您想使用其他模板创建集群，您还可以在快速创建页面的右上角，或者在自定义创建集群的右上角筛选模板，点击 Fill Form 按钮后，会自动根据模板内容填充表单。

集群管理#

您可以在集群列表页查看和管理使用 AutoK3s 创建的 K3s 集群。

添加节点#

选中您要添加节点的集群，点击右侧下拉菜单中的 Join Node 按钮，在弹出的窗口中设置要添加的节点 IP 及可连接到主机的 SSH 信息即可。

集群升级#

选中您要升级的集群，点击右侧下拉菜单中的 Upgrade 按钮，在弹出窗口中会显示您当前集群配置的版本信息，例如下图示例中，显示集群版本为 v1.19.16+k3s1。

如果我们要将集群升级到 v1.20.15+k3s1，则修改 Version 为指定版本号即可；如果想要将集群升级到最新的stable版本，则删除掉 Version 指定的版本号。

选择要升级的版本后，点击 Upgrade 按钮，等待集群升级完成。

Kubectl#

如果您想操作 K3s 集群数据，可以点击右上角 Launch Kubectl 按钮，在下拉框中选择要操作的集群后，便可以在 UI 控制台操作选中的集群了。

下载 Kubeconfig 文件#

如果您想在其他地方管理集群，可以单独下载指定集群的 Kubeconfig 文件。点击指定集群右侧下拉菜单中的 Download KubeConfig 按钮，在弹出窗口中选择复制或下载文件。

SSH#

如果您想连接到远程主机进行操作，您可以在集群列表页面点击集群名称，进入详情页面，选择要连接的主机，点击右侧 Execute Shell 按钮。

开启 kube-explorer dashboard#

您可以在创建集群时，通过 Additional Options 选择 explorer 选项开启 kube-explorer 功能。

也可以通过右侧下拉菜单中选择 Enable Explorer 功能来开启 kube-explorer。

开启后，在集群列表会增加 dashboard 跳转链接按钮，点击跳转链接便可以访问 kube-explorer dashboard 页面了。

关闭 kube-explorer dashboard#

对于已经开启了 kube-explorer 功能的集群，可以在右侧下拉菜单中选择 Disable Explorer 功能来关闭 kube-explorer 服务。

CLI 使用说明#

更多参数请运行autok3s <sub-command> --provider native --help命令。

创建普通集群#

运行以下命令，在 VM 上创建并启动创建一个名为 “myk3s”的集群，并为该集群配置 1 个 master 节点和 1 个 worker 节点。

autok3s -d create \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-1,master-ip-2> \
--worker-ips <worker-ip-1,worker-ip-2>

创建高可用 K3s 集群#

创建高可用集群的命令分为两种，取决于您选择使用的是内置的 etcd 还是外部数据库。

嵌入式 etcd（k3s 版本 >= 1.19.1-k3s1)#

运行以下命令，在 VM 上创建并启动创建了一个名为“myk3s”的高可用 K3s 集群。

autok3s -d create \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-1,master-ip-2,master-ip-3> \
--cluster

外部数据库#

在高可用模式下使用外部数据库，需要满足两个条件：

  • master 节点的数量不小于 1。
  • 需要提供外部数据库的存储路径。

所以在以下的代码示例中，我们通过--master-ips <master-ip-1,master-ip-2>指定 master 节点数量为 2，满足 master 节点的数量不小于 1 这个条件；且通过--datastore "PATH"指定外部数据库的存储路径，提供外部数据库的存储路径。

运行以下命令，在 VM 上创建并启动创建了一个名为“myk3s”的高可用 K3s 集群：

autok3s -d create \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-1,master-ip-2> \
--datastore "mysql://<user>:<password>@tcp(<ip>:<port>)/<db>"

添加 K3s 节点#

请使用autok3s join命令为已有集群添加 K3s 节点。

普通集群#

运行以下命令，为“myk3s”集群添加 2 个 worker 节点。

autok3s -d join \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--worker-ips <worker-ip-2,worker-ip-3>

高可用 K3s 集群#

添加 K3s 节点的命令分为两种，取决于您选择使用的是内置的 etcd 还是外部数据库。

嵌入式 etcd#

运行以下命令，为高可用集群（嵌入式 etcd: k3s 版本 >= 1.19.1-k3s1）“myk3s”集群添加 2 个 master 节点。

autok3s -d join \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-2,master-ip-3>
外部数据库#

运行以下命令，为高可用集群（外部数据库）“myk3s”集群添加 2 个 master 节点。值得注意的是，添加节点时需要指定参数--datastore，提供外部数据库的存储路径。

autok3s -d join \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-2,master-ip-3> \
--datastore "mysql://<user>:<password>@tcp(<ip>:<port>)/<db>"

向已有集群（非AutoK3s管理的集群）添加节点#

在 v0.4.9 版本以后，AutoK3s 支持使用 join 命令向已有集群中添加节点，在命令执行完成后，可以在 AutoK3s 中对已有的集群进行统一的管理，在使用此功能之前您需要了解以下限制：

  • 向已有集群中添加节点时，请保证要添加的主机节点与传入的 master 主机节点使用相同的 ssh 配置，以便 AutoK3s 可以连接到 master 主机节点获取 token 及 kubeconfig 信息。
  • 用户执行删除集群操作时，AutoK3s 不会为每个主机执行自动卸载功能。
  • 如果想连接到集群已有的主机节点（不是通过 AutoK3s join 命令添加进来的主机节点），请使用 autok3s ssh 命令，UI暂不支持。

运行以下命令，可以将已存在的集群导入到 AutoK3s 中管理，并向该集群中添加 1 个 worker 节点，使用 --ip 参数指向已有集群的 master 节点。

autok3s -d join \
--provider native \
--name myk3s \
--ip <master-ip> \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--worker-ips <worker-ip>

删除 K3s 集群#

删除一个 k3s 集群，这里删除的集群为 myk3s。

autok3s -d delete --provider native --name myk3s

查看集群列表#

显示当前主机上管理的所有 K3s 集群列表。

autok3s list
NAME REGION PROVIDER STATUS MASTERS WORKERS VERSION
myk3s native Running 1 0 v1.22.6+k3s1

查看集群详细信息#

显示具体的 K3s 信息，包括实例状态、主机 ip、集群版本等信息。

autok3s describe -n <clusterName> -p native

注意：如果使用不同的 provider 创建的集群名称相同，describe 时会显示多个集群信息，可以使用-p <provider>对 provider 进一步过滤。例如：autok3s describe -n myk3s -p native。

Name: myk3s
Provider: native
Region:
Zone:
Master: 1
Worker: 0
Status: Running
Version: v1.22.6+k3s1
Nodes:
- internal-ip: [x.x.x.x]
external-ip: [x.x.x.x]
instance-status: -
instance-id: xxxxxxxxxx
roles: control-plane,master
status: Ready
hostname: test
container-runtime: containerd://1.5.9-k3s1
version: v1.22.6+k3s1

Kubectl#

群创建完成后，autok3s 会自动合并 kubeconfig 文件。

autok3s kubectl config use-context myk3s
autok3s kubectl <sub-commands> <flags>

在多个集群的场景下，可以通过切换上下文来完成对不同集群的访问。

autok3s kubectl config get-contexts
autok3s kubectl config use-context <context>

SSH#

SSH 连接到集群中的某个主机，这里选择的集群为 myk3s。

autok3s ssh --provider native --name myk3s

如果集群是通过 AutoK3s join 导入管理的，连接到集群其他节点（不是通过 AutoK3s join 命令添加进来的主机节点），且该节点 ssh 配置与通过 AutoK3s join 命令添加进来的主机节点不同时，可以运行如下命令：

autok3s ssh --provider native --name myk3s <ip> --ssh-user <ssh-user> --ssh-key-path <ssh-key-path>

升级 K3s 集群#

您可以使用以下命令将指定的 K3s 集群升级到 latest 版本

autok3s upgrade --provider native --name myk3s --k3s-channel latest

如果您想将 K3s 集群升级到指定版本，可以指定 --k3s-version

autok3s upgrade --provider native --name myk3s --k3s-version v1.22.4+k3s1

进阶使用#

AutoK3s 集成了一些与当前 provider 有关的高级组件，例如私有镜像仓库和 UI。

配置私有镜像仓库#

在运行autok3s create或autok3s join时，通过传递--registry /etc/autok3s/registries.yaml参数以使用私有镜像仓库，例如：

autok3s -d create \
--provider native \
--name myk3s \
--ssh-user <ssh-user> \
--ssh-key-path <ssh-key-path> \
--master-ips <master-ip-1,master-ip-2> \
--worker-ips <worker-ip-1,worker-ip-2> \
--registry /etc/autok3s/registries.yaml

使用私有镜像仓库的配置请参考以下内容，如果您的私有镜像仓库需要 TLS 认证，autok3s会从本地读取相关的 TLS 文件并自动上传到远程服务器中完成配置，您只需要完善registry.yaml即可。

mirrors:
docker.io:
endpoint:
- "https://mycustomreg.com:5000"
configs:
"mycustomreg:5000":
auth:
username: xxxxxx # this is the registry username
password: xxxxxx # this is the registry password
tls:
cert_file: # path to the cert file used in the registry
key_file: # path to the key file used in the registry
ca_file: # path to the ca file used in the registry

启用 UI 组件#

AutoK3s 支持两种 UI 组件，包括 kubernetes-dashboard 和 kube-explorer

开启 kubernetes dashboard#
autok3s -d create -p native \
... \
--enable dashboard

访问 Token 等设置请参考 此文档 。

开启 kube-explorer#
autok3s explorer --context <context> --port 9999

您可以通过 http://127.0.0.1:9999 访问 kube-explorer dashboard 页面。

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