跟隨接下來的介紹，自己搭建一個三節點的 Kubernetes 集群。-- Lee Carpenter（作者）
我對在樹莓派上搭建 Kubernetes 集群已經感興趣很長時間了，只要照著網上的教程，我可以在由三個樹莓派組成的集群中搭建一套 Kubernetes 並正常運行。但在這種情況下，主節點上的內存和 CPU 資源捉襟見肘，執行 Kubernetes 任務的時候往往性能不佳，想要升級 Kubernetes 就更不可能了。
這個時候，我非常激動地發現了 K3s 這個項目。K3s 被譽為在可用於資源受限環境下的輕量級 Kubernetes，它還針對 ARM 處理器做出了優化，這讓 Kubernetes 集群可以在樹莓派上運行得更好。在下文中，我們將會使用 K3s 來創建一個 Kubernetes 集群。
準備
要按照本文介紹的方式創建 Kubernetes 集群，首先需要準備：
- 至少一個樹莓派（包括 SD 卡和電源）
- 網線
- 將所有樹莓派連接到一起的交換機或路由器
我們會通過在線安裝的方式安裝 K3s，因此還需要可以連接到互聯網。
集群概覽
在這個集群裡，我們會使用三個樹莓派。其中一個樹莓派作為主節點，我們將它命名為 kmaster，併為其分配一個靜態 IP 192.168.0.50（注：假設使用的私有網段是 192.168.0.0/24），而另外兩個樹莓派作為工作節點，分別命名為 knode1 和 knode2，也分別分配 192.168.0.51 和 192.168.0.52 兩個 IP 地址。
當然，如果你實際的網絡佈局和上面不同，只要將文中所提及到的 IP 替換成你實際可用的 IP 就可以了。
為了不需要通過 IP 來引用某一個節點，我們將每個節點的主機名記錄到 PC 的 /etc/hosts 文件當中：
<code>echo -e "192.168.0.50\\tkmaster" | sudo tee -a /etc/hosts
echo -e "192.168.0.51\\tknode1" | sudo tee -a /etc/hosts
echo -e "192.168.0.52\\tknode2" | sudo tee -a /etc/hosts/<code>
部署主節點
我們首先部署主節點。最開始的步驟當然是使用鏡像安裝最新的 Raspbian，這個步驟可以參考我的 另一篇文章 ，在這裡就不展開介紹了。在安裝完成之後，啟動 SSH 服務，將主機名設置為 kmaster，然後分配靜態 IP 192.168.0.50。
在主節點上安裝 Raspbian 完成後，啟動樹莓派並通過 ssh 連接上去：
<code>ssh pi@kmaster/<code>
在主節點上執行以下命令安裝 K3s：
<code>curl -sfL https://get.k3s.io | sh -/<code>
等到命令跑完以後，一個單節點集群就已經運行起來了。讓我們檢查一下，還在這個樹莓派上執行：
<code>sudo kubectl get nodes/<code>
就會看到這樣的輸出：
<code>NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kmaster Ready master 2m13s v1.14.3-k3s.1/<code>
獲取 連接令牌(join token)
之後我們需要部署工作節點。在工作節點上安裝 K3s 的時候，會需要用到連接令牌，它放置在主節點的文件系統上。首先把連接令牌保存出來以便後續使用：
<code>sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token/<code>
部署工作節點
通過 SD 卡在每個作為工作節點的樹莓派上安裝 Raspbian。在這裡，我們把其中一個樹莓派的主機名設置為 knode1，為其分配 IP 地址 192.168.0.51，另一個樹莓派的主機名設置為 knode2，分配 IP 地址 192.168.0.52。接下來就可以安裝 K3s 了。
啟動主機名為 knode1 的樹莓派，通過 ssh 連接上去：
<code>ssh pi@knode1/<code>
在這個樹莓派上，安裝 K3s 的過程和之前差不多，但需要另外加上一些參數，表示它是一個工作節點，需要連接到一個已有的集群上：
<code>curl -sfL http://get.k3s.io | K3S_URL=https://192.168.0.50:6443 \\
K3S_TOKEN=剛才保存下來的連接令牌 sh -/<code>
K3S_TOKEN 的值需要替換成剛才保存下來的實際的連接令牌。完成之後，在主機名為 knode2 的樹莓派上重複這個安裝過程。
通過 PC 訪問集群
現在如果我們想要查看或者更改集群，都必須 ssh 到集群的主節點才能使用 kubectl，這是比較麻煩的。因此我們會將 kubectl 放到 PC 上使用。首先，在主節點上獲取一些必要的配置信息，ssh 到 kmaster 上執行：
<code>sudo cat /etc/rancher/k3s/k3s.yaml/<code>
複製上面命令的輸出，然後在你的 PC 上創建一個目錄用來放置配置文件：
<code>mkdir ~/.kube/<code>
將複製好的內容寫入到 ~/.kube/config 文件中，然後編輯該文件，將
<code>server: https://localhost:6443/<code>
改為
<code>server: https://kmaster:6443/<code>
出於安全考慮，只對自己保留這個配置文件的讀寫權限：
<code>chmod 600 ~/.kube/config/<code>
如果 PC 上還沒有安裝 kubectl 的話，就可以開始安裝了。Kubernetes 官方網站上有各種平臺安裝 kubectl 的 方法說明 ，我使用的是 Ubuntu 的衍生版 Linux Mint，所以我的安裝方法是這樣的：
<code>sudo apt update && sudo apt install -y apt-transport-https
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt update && sudo apt install kubectl/<code>
上面幾個命令的作用是添加了一個包含 Kubernetes 的 Debian 軟件庫，獲取 GPG 密鑰以確保安全，然後更新軟件包列表並安裝 kubectl。如果 kubectl 有更新，我們將會通過 標準軟件更新機制(standard software update mechanism)收到通知。
現在在 PC 上就可以查看 Kubernetes 集群了：
<code>kubectl get nodes/<code>
輸出大概會是這樣：
<code>NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kmaster Ready master 12m v1.14.3-k3s.1
knode1 Ready worker 103s v1.14.3-k3s.1
knode1 Ready worker 103s v1.14.3-k3s.1/<code>
至此，我們已經搭建了一個三節點的 Kubernetes 集群。
K3s 的彩蛋
如果執行 kubectl get pods --all-namespaces，就會看到其它服務的一些 Pod，比如 Traefik 。Traefik 在這裡起到是反向代理和負載均衡器的作用，它可以讓流量從單個入口進入集群后引導到集群中的各個服務。Kubernetes 支持這種機制，但 Kubernetes 本身不提供這個功能，因此 Traefik 是一個不錯的選擇，K3s 安裝後立即可用的優點也得益於此。
在後續的文章中，我們會繼續探討 Traefik 在 Kubernetes ingress 中的應用，以及在集群中部署其它組件。敬請關注。
via: https://opensource.com/article/20/3/kubernetes-raspberry-pi-k3s
作者： Lee Carpenter 選題： lujun9972 譯者： HankChow 校對： wxy
本文由 LCTT 原創編譯， Linux中國 榮譽推出
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