使用 k3d 在本地运行 k8s

本文介绍如何使用 k3d 在本地快速启动一个 k8s 集群。k3d 是以容器的方式运行 K3s 集群的工具，K3s 是 Rancher 推出的经过 CNCF 认证的与 K8S 完全兼容的发行版，特点是轻量级，启动快，依赖少，适合边缘计算以及资源能力有限的机器上运行集群。k3d 的这种启动方式对平台依赖少，安装部署比较干净利落，理论上本地只需要一个 Docker 运行环境即可。

安装过程介绍

实验环境

操作系统：macOS Catalina (10.15.7)
容器环境：Docker Desktop for Mac 3.2.2
包管理工具：Homebrew

设置 Docker 镜像加速

打开 Docker Desktop for Mac 的首选项界面，选择 Docker Engine，加入如下设置：

{
  "registry-mirrors": [
    "https://8km017g6.mirror.aliyuncs.com"
  ]
}

之后点击 Apply & Restart 重启 Docker。

安装 k3d 和 kubectl

k3d 并不依赖于 kubectl，但是开发人员需要 kubectl 与 k3d 所创建的 k8s 集群进行通讯：

$ brew install kubectl
$ brew install k3d

创建 k8s 集群

使用 k3d cluster create 命令即可新建集群，同样 k3d 也支持通过命令行选项传入更多的可选参数，此外，也可以经由一个 YAML 配置文件来统一进行配置。下面我们重点介绍以下后者的启动方式。

新建一个 YAML 格式的配置文件 mycluster.yaml 如下：

apiVersion: k3d.io/v1alpha2
kind: Simple
name: mycluster
servers: 1
agents: 2
kubeAPI:
  hostPort: "6443" # same as `--api-port '6443'`
ports:
  - port: 8080:80  # same as `--port '8080:80@loadbalancer'`
    nodeFilters:
      - loadbalancer
  - port: 8443:443 # same as `--port '8443:443@loadbalancer'`
    nodeFilters:
      - loadbalancer

上面的配置文件指定了集群的名称、集群的节点个数（servers, agents) 以及向主机暴露的端口，更多的配置参数介绍请访问 Config File - k3d。

接下来我们使用上面的配置文件 mycluster.yaml ，通过向 k3d 传入 --config 参数来创建我们的集群：

$ k3d cluster create --config /path/to/mycluster.yaml
INFO[0000] Using config file mycluster.yaml
INFO[0000] Prep: Network
INFO[0000] Created network 'k3d-mycluster'
INFO[0000] Created volume 'k3d-mycluster-images'
INFO[0001] Creating node 'k3d-mycluster-server-0'
INFO[0001] Creating node 'k3d-mycluster-agent-0'
INFO[0001] Creating node 'k3d-mycluster-agent-1'
INFO[0001] Creating LoadBalancer 'k3d-mycluster-serverlb'
INFO[0001] Starting cluster 'mycluster'
INFO[0001] Starting servers...
INFO[0001] Starting Node 'k3d-mycluster-server-0'
INFO[0007] Starting agents...
INFO[0007] Starting Node 'k3d-mycluster-agent-0'
INFO[0020] Starting Node 'k3d-mycluster-agent-1'
INFO[0028] Starting helpers...
INFO[0028] Starting Node 'k3d-mycluster-serverlb'
INFO[0029] (Optional) Trying to get IP of the docker host and inject it into the cluster as 'host.k3d.internal' for easy access
INFO[0031] Successfully added host record to /etc/hosts in 4/4 nodes and to the CoreDNS ConfigMap
INFO[0031] Cluster 'mycluster' created successfully!
INFO[0031] --kubeconfig-update-default=false --> sets --kubeconfig-switch-context=false
INFO[0031] You can now use it like this:
kubectl config use-context k3d-mycluster
kubectl cluster-info

接下来我们使用 kubectl 来查看集群 mucluster 中的基本信息：

$ kubectl get nodes
NAME                     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k3d-mycluster-server-0   Ready    control-plane,master   29m   v1.20.2+k3s1
k3d-mycluster-agent-0    Ready                     29m   v1.20.2+k3s1
k3d-mycluster-agent-1    Ready                     29m   v1.20.2+k3s1

$ kubectl get pods -n kube-system
NAME                                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
local-path-provisioner-7c458769fb-sr8dk   1/1     Running     0          29m
metrics-server-86cbb8457f-t6kgk           1/1     Running     0          29m
coredns-854c77959c-fnlsh                  1/1     Running     0          29m
helm-install-traefik-cbwv7                0/1     Completed   0          29m
svclb-traefik-pf5fz                       2/2     Running     0          28m
svclb-traefik-5ctqj                       2/2     Running     0          28m
svclb-traefik-fqdzl                       2/2     Running     0          28m
traefik-6f9cbd9bd4-lpxvw                  1/1     Running     0          28m

至此，一个最基本的 k8s 集群就已经创建好了。

删除集群

使用以下命令删除上面已经创建的集群：

k3d cluster delete mycluster

部署测试应用

此处我们使用 k3d 官网提供的测试应用部署方法来启动一个 nginx：

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx:alpine
deployment.apps/nginx created
$ kubectl create service clusterip nginx --tcp=80:80
service/nginx created

$ cat <

 
 在浏览器打开 http://localhost:8080/ 
  
   
     
    
   
  
    localhost-8080 
   
  
 参考资料 
  
  k3d#installation 
  Config File - k3d 
  Exposing Services - k3d 
  如何在本地快速启动一个 K8S 集群 | xkcoding