K3S+K3D=K8S 开发利器快速入门

序图

最近在做服务私有化建设这块，对于物理机能轻量化进行容器资源管理和对服务运维，k3s还是比较合适的。对于新鲜事物，作为非运维的我还是迫切想解并搞个demo出来尝尝鲜。

提示

本文是在没有K8S的基础上去了解和使用K3S,很多点都不会讲到，只是通过自己用到的demo来去理解K3S、K3D及K8S。我会将一些比较好的链接贴在恰当处，方便后续深入了解和使用。

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。

安装

我的是mac，直接使用brew安装,K3D官网首页有各种系统的安装方式

brew install k3d

附：brew切换国内镜像
如下代表安装成功

k3d-version1.png

NodePort和Ingress的示例

到这里可能还是一脸懵逼的，因为涉及的点太多，也不知道从何下手，那就直接用一个demo来学习:使用集群部署一个可访问的服务，并在宿主机可以访问。
1、首先我们要知道使用k3d创建集群后，宿主机、k3d、k3s是怎样的关系，如下图

就把k3d理解为“docker”

2、使用k3d创建单节点集群架构
为了方便管理，这里使用yaml文件来创建集群，内容如下：

创建一个 server节点为1，agents节点为2的集群，且集群的30080端口映射宿主机的8087端口

附：非常详细的说明

接着我们使用命令k3d cluster create --config cluster.yaml 等待执行完成即可。

我们可以使用k3d cluster list来查看集群的状态，也可以通过kubectl get all --all-namespaces 来查看k3s集群中已经部署了资源

3、区别
nodeport和ingress分别属于k8s中供外部访问的两种方式，nodeport又是service资源的一种类型，其中service分为以下几种类型：

ClusterIp：默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP
NodePort：在ClusterlP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过<NodeIP>:NodePort 来访问该服务
LoadBalancer：在NodePort的基础上，借助云厂商创建一个外部负载均衡器，并将请求转发到<NodeIP>：NodePort
ExternalName：把集群外部的服务引入到集群内部来，在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建，这只有kubernetes1.7或更高版本的kube-dns才支持

Ingress 公开了从集群外部到集群内服务的 HTTP 和 HTTPS 路由。流量路由由 Ingress 资源上定义的规则控制。

https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/services-networking/ingress/

简单的理解就是ingress可以使用域名对容器内的服务进行绑定，并且ingress controller可以动态的加载和更新域名与pod之间的映射关系

附：K8s之NodePort LoadBalancer和Ingress的区别

这里要多翻翻资料理解一下，刚开始还是比较难理解的。

4、NodePod
同样的，我们使用yaml来编写deployment和service

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 256Mi
          requests:
            cpu: 80m
            memory: 128Mi
status: {}

重要的解释一下

kind：类型，deployment可以理解应用资源，service为访问规则资源，ingress即ingress配置资源
metadata.name： pod的名称，后续用于service绑定

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: web-service
  name: app-service
spec:
  ports:
  - name: 
    nodePort: 30080
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: web
  type: NodePort

spec.selector.app 指定当前service绑定的是哪一个pod
spec.type 指定当前的service为NodePort类型，默认为ClusterIp

这里有各种port，我画了个图帮助理解一下

接着我们使用kubectl apply -f xxx.yaml分别创建deployment和service

使用kubectl get pods,service -o wide 查看详细信息

到此我们就可以用宿主机直接访问localhost:8087了

5、Ingress
我们需要创建两组deployment、service和ingress，并且宿主机的hosts需要配置两个域名
我们先使用k3d cluster delete mycluster删除集群，再重建一个集群k3d cluster create --config cluster.yaml

deployment的声明保持不变，毕竟只是描述应用，改变的是service和新增ingress

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: web-service-a
  name: app-service-a
spec:
  ports:
  - name: 
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: web-a

这里的service没有指定type，因为不需要节点暴露端口，只需要集群内访问ClusterIp

新增ingress

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
   name: app-ingress-a
spec:
  rules:
    - host: localhost # b的内容为localhost.k3d.ingress
      http:
        paths:
        - path: /
          pathType: Prefix
          backend:
            service:
              name: app-service-a # 链接的是上面svc的名字
              port:
                number: 80

重点说明：

host: 即使用哪一个域名来访问service
backend.service.port.number 对应的是service的port

注意：这里要注意一下， ingress默认端口是80，因为所以在整个k3d里，使用ingress的端口映射如下

所以对应的cluster.yaml里的映射也要改为- port: 9001:80 直接用我给的示例运行就行了

.
├── cluster.yaml
├── nginx-a.yaml
├── nginx-b.yaml
├── nginx-ingress-a.yaml
├── nginx-ingress-b.yaml
├── nginx-service-a.yaml
└── nginx-service-b.yaml

分别执行a和b

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

按照同样的方法，在b的实例中更改

接着需要更改我们的hosts文件，我用的是mac，直接在/etc/hosts 更改

127.0.0.1       localhost
127.0.0.1       localhost.k3d.ingress

最后可以访问验证了

Snipaste_2022-03-15_23-39-54.png

最后

想快速了解和学习某一技术，还是得需要拿示例来学习，通过以上我可以使用单机快速的来部署kubernetes集群，并且能编写yaml脚本去部署应用和访问，后续还需要继续了解kubernetes，最终能做到熟练使用吧。

示例代码:https://github.com/vector4wang/spring-boot-quick/tree/master/quick-container/src/main/k3s