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ucloud 下部署高可用 k3s

November 07, 2021

rancherk3skubernetesdevops

Table of Contents

之所以要尝试 k3s 是因为它相对于标准的 k8s 所用的内存资源要减半，非常适合比较小型的设备，尤其是自己买来的小机器（树莓派？）。而对于标准的虚拟机环境，我们大可不必这么折腾了，毕竟越来越多的云厂商已经可以点点点就创建一个 k8s 集群了。

其实相关的主题已经非常多了，不过这里还会希望记录一下在国内环境部署高可用 k3s 一些不太一样的地方，也尝试了 k3s 的 config file 参数。

前提知识

首先，这里安装的是内嵌 etcd 的高可用版本，不是使用外部数据库的版本。不过为了让 worker 节点高可用，需要在 worker 和 master 节点之间增加一层负载均衡。虽然刚刚在说折腾 k3s 是针对非云环境的，不过考虑 bare-metal 的负载均衡还是需要一些稍微复杂的技术，这里就先不考虑了，后续会准备一个完全体。

那么整个架构就像 rancher 官方 提供的那样：

2021 11 08 00 32 05

不过很显然，这里的 etcd 已经不是一个外部的东西了，而是内嵌在每一个 server（master）节点里了。

预备环境

这里的测试环境用的 ucloud 。这里主要测试 master 的高可用，我准备了三台 master 以及一个 worker 节点。然后准备了一个内网的 ulb。

2021 11 08 00 36 20

2021 11 08 00 36 51

这里另外一个值得一提的是 ucloud 的内网 ulb 是需要在每台 master 做额外的设置的，参见官方文档：

  1. 需要在每台机器下增加文件 /etc/netplan/lo-cloud-init.yaml，其中 $VIP 为 ulb 的内网 IP
network:
    ethernets:
        lo:
            addresses:
            - $VIP/32
  1. 执行命令 sudo netplan apply

通过命令 ip a 可以看到 lo 的网卡已经增加了 $VIP。

由于我目前安装的 k3s 没用其内置的 containerd 而是用了 docker 所以需要为每台机器首先安装：

sudo apt update && sudo install docker.io -y

安装过程

整个过程是这样的：

  1. 创建第一个种子 master 节点 master0
  2. 陆续将另外两个 masetr 加入到集群
  3. 创建 worker 节点，不过在加入的时候采用的就是内网的 ulb 的 ip 了

首先在 master0 执行如下命令：

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | \
    INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh -s - server -c /home/ubuntu/master0-config.yaml
  1. 这里采用了国内镜像，直接使用 k3s 的镜像在国内应该会各种下载失败的。
  2. 采用了 k3s server 下一个 -c 的参数，这个参数可以将命令参数以 yaml 的形式传进来，这个就是看喜好了，传一系列 --xxx 形式的参数也应该没什么问题。

其中 master0-config.yaml 内容如下：

write-kubeconfig-mode: "0644"
tls-san:
- 10.60.210.147     # ulb ip
- 10.60.172.234     # master0
- 10.60.227.248     # master1
- 10.60.82.205      # master 2
- 117.50.162.155    # master0 external ip
- 117.50.172.65     # master1 external ip
- 117.50.172.104    # master2 external ip
docker: true
cluster-init: true
token: VNVIyKGNPtSKTfhi
disable: servicelb
  1. 把所有 master 的内网和外网 ip 都放进了 tls-san 同时把内网负载均衡节点 ip 也放了进来。
  2. k3s 默认使用 containerd 作为容器运行环境，不过我还是用惯了 docker 所以添加了参数 docker: true。
  3. 第一台 master 采用 cluster-init 的方式启动。
  4. token 就是一个随机字符串，后面添加 master 节点和 worker 节点只要保持一致就好。
  5. disable 参数关掉了 k3s 默认添加的 servicelb 如果想要同时关掉 traefik 就可以写成 disable: servicelb,traefik；注意 像配置 tls-san 那样用 yaml 的数组的语法是不行的，这也是让我多花了点时间的地方。

等 master0 的命令执行成功后输入命令 k3s kubectl get nodes -w 等待第一个节点准备完毕后在第二台 master 执行如下命令：

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | \
    INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh -s - server -c /home/ubuntu/master-others.config.yaml

其中 master-others.config.yaml 内容如下：

write-kubeconfig-mode: "0644"
tls-san:
- 10.60.210.147     # ulb ip
- 10.60.172.234     # master0
- 10.60.227.248     # master1
- 10.60.82.205      # master 2
- 117.50.162.155    # master0 external ip
- 117.50.172.65     # master1 external ip
- 117.50.172.104    # master2 external ip
docker: true
server: https://10.60.172.234:6443 # master0 kubernetes api server address
token: VNVIyKGNPtSKTfhi
disable: servicelb

注意 两台 master 要陆续添加，必须等第一个结束了再去添加第二台。

三台 master 都加入集群后，集群的核心安装过程就结束了。

下面就尝试添加一台 worker：

curl -sfL http://rancher-mirror.cnrancher.com/k3s/k3s-install.sh | \
    INSTALL_K3S_MIRROR=cn K3S_TOKEN=VNVIyKGNPtSKTfhi  sh -s - agent --docker --server="https://10.60.210.147:6443"

等 worker 变为 Ready 后集群的构建就算是完成了。这时候去任意一台 master 将 /etc/rancher/k3s/k3s.yaml 拷贝到自己的电脑上并修改里面 server 的 ip 为任意一台 master 的外网 ip 就可以作为 kubeconfig 文件使用了。

其他补充

还有个安装工具 k3sup 可以帮助快速安装集群，不过看起来更新的频率不高了，以及国内环境显然也不能直接用。

rancher cn 的团队也做了个 autok3s 在官网上就有介绍，不过看起来更新频率也不太高，并且 k3s 本身的安装成本真的很低了，所以就没去了解了。

除了安装之外，其实集群后续的维护工作也是挺重要的，毕竟你不希望集群慢慢老去不得不兼容各种奇怪问题，后面希望记录如何升级，如何集群数据备份和恢复两部分内容。

k3s 本身有一些局限性，比如它的 CNI 插件默认是 flannel 如果想要其他的就要自己去安装了，这个我并没有做更多的尝试了。

参考资料

  1. rancher k3s cn 的文档
  2. rancher k3s 官方文档