k3s 核心概念指南

随着Kubernetes技术的发展，越来越多的开发者和运维人员开始接触和使用Kubernetes。但对于资源受限的环境，传统的Kubernetes部署显得过于复杂和资源密集。K3s，作为一个轻量级的Kubernetes发行版，为这些场景提供了完美的解决方案。本教程将带领K3s新手一步步搭建自己的Kubernetes集群。

K3s是Rancher Labs开发的轻量级Kubernetes发行版，专为边缘计算、IoT和小型部署环境设计。它通过减少资源消耗和简化安装流程，使得在单机或少数几台机器上快速部署Kubernetes成为可能。

三、k3s 常用命令（分类整理）

k3s 兼容 Kubernetes 核心命令，同时新增自身服务管理命令，按“服务管理、安装卸载、集群操作”分类如下：

1. k3s 服务管理（Server/Agent 节点）

通过 systemctl 管理 k3s 服务生命周期，适用于启动、停止、查看状态等操作：

2. k3s 安装与卸载

（1）安装命令

• Server 节点（初始化集群）：
  基础安装（默认配置）：

  1	curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

  自定义配置（如禁用 Traefik、指定数据目录）：

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  curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - \ --disable=traefik \ # 禁用内置的Traefik ingress控制器 --data-dir /var/lib/my-k3s # 指定k3s数据存储目录

• Agent 节点（加入集群）：
  需先获取 Server 节点的 K3S_URL（API 地址）和 K3S_TOKEN（集群令牌）：

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  # 1. 在Server节点获取令牌：cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token # 2. 替换<server-ip>和<token>后执行： curl -sfL https://get.k3s.io | \ K3S_URL=https://<server-ip>:6443 \ K3S_TOKEN=<token> \ sh -

  返回示例

  1 2	root@ubuntu:~# cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token K102a28c38a37cc242058eaa774d061968b4c59416e3c5e418402bef590e78e568a::server:144b7cb8304c99d03d246b56c3a6ea52

（2）卸载命令

• Server 节点：

  1	/usr/local/bin/k3s-uninstall.sh

• Agent 节点：

  1	/usr/local/bin/k3s-agent-uninstall.sh

3. 集群与资源操作（兼容 kubectl）

k3s 内置 kubectl 工具，可通过 k3s kubectl 操作集群（配置环境变量后可简化为 kubectl），核心命令如下：

（1）集群基础信息

（2）Pod 操作

（3）Service 操作

（4）Deployment 操作

（5）其他常用操作

4. 配置文件相关

k3s 集群配置文件默认路径：
/etc/rancher/k3s/k3s.yaml

若需通过本地 kubectl 连接远程 k3s 集群，操作步骤：

1. 将远程 Server 节点的 k3s.yaml 复制到本地 ~/.kube/config。
2. 修改配置文件中的 server: https://127.0.0.1:6443 为远程 Server 节点的 IP（如 https://192.168.1.100:6443）。
3. 执行 kubectl cluster-info 验证连接。

四、k3s 实操：安装与 Nginx 测试

1. 系统要求

确保 Linux 服务器满足以下基础条件：

• 硬件：至少 1GB 内存、1 个 CPU 核心（生产环境建议 2GB+ 内存、2 核+ CPU）。
• 架构：支持 x86_64、ARMv7 或 ARM64（如树莓派 4B 可安装 ARM64 版本）。
• 环境：未占用容器运行时（k3s 内置轻量级运行时，无需提前安装 Docker，若需用 Docker 需额外配置）。

2. 环境准备（以 Debian/Ubuntu 为例）

先更新系统包，确保依赖完整：

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apt update && apt upgrade -y  # CentOS/RHEL 替换为 yum update -y

3. 安装 k3s（Server 节点，国内加速）

使用国内镜像源安装，避免网络问题，同时指定 Docker 为容器运行时（可选）：

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curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \
INSTALL_K3S_MIRROR=cn \
sh -s - \
--docker

3.1 验证安装

查看 k3s 核心组件状态（所有组件状态为 Running 即安装成功）：

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kubectl get pods -n kube-system

4. 配置 kubectl（可选，简化命令）

默认需通过 k3s kubectl 执行命令，配置后可直接用 kubectl：

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# 1. 创建kubectl配置目录
mkdir -p $HOME/.kube
# 2. 复制k3s配置文件到用户目录
sudo cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml $HOME/.kube/config
# 3. 赋予文件读写权限（避免权限报错）
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

5. 部署 Nginx 测试

通过 Deployment 部署 Nginx，并暴露端口供外部访问。

5.1 创建 Deployment 配置文件

5.1.1 常见的资源类型

新建 nginx-deployment.yaml 文件，内容如下（含详细注释）：

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apiVersion: apps/v1  # API版本（Deployment属于apps组v1版本）
kind: Deployment     # 资源类型：Deployment
metadata:
  name: nginx        # Deployment名称
spec:
  replicas: 2        # 运行2个Pod副本（高可用）
  selector:
    matchLabels:     # 选择器：匹配标签为「app: nginx」的Pod
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:        # Pod标签：与selector.matchLabels对应
        app: nginx
    spec:
      containers:    # 容器配置
      - name: nginx  # 容器名称
        image: nginx:latest  # 容器镜像（使用最新版Nginx）
        ports:
        - containerPort: 80  # 容器内部端口（Nginx默认端口）

5.2 部署 Nginx

执行配置文件创建 Deployment：

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kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

5.3 暴露 Nginx 服务（NodePort 类型）

通过 Service 暴露 Nginx 端口，让外部可访问：

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kubectl expose deployment nginx \
--type=NodePort \  # 服务类型：NodePort（通过节点IP+端口访问）
--port=80 \        # Service端口
--target-port=80 \ # 映射到容器的端口（与containerPort一致）
--name=nginx-service  # Service名称

5.4 查看 Pod 与 Service 状态

• 查看 Nginx Pod 状态（确保 STATUS 为 Running）：

  1	kubectl get pods -l app=nginx # -l 按标签筛选Pod

  

• 查看 Service 暴露的端口（重点看 PORT(S) 列的“节点端口”，如 80:30567/TCP 中的 30567）：

  1	kubectl get svc nginx-service

  

5.5 访问 Nginx 测试

在浏览器中输入 http://<节点IP>:<节点端口>（如 http://192.168.87.152:30112），看到 Nginx 欢迎页即成功。

7. 部署 apache2 测试

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: apache2
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: apache2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: apache2
    spec:
      containers:
        - name: apache2
          image: httpd:latest  
          ports:
            - containerPort: 80

申请创建容器

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kubectl apply -f apache.deployment.yaml

8.1 查看 Pod 状态

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kubectl get pods -l app=apache2

创建暴露端口

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kubectl expose deployment apache2 --type=NodePort --target-port=80 --name=apache2

查看暴露端口

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kubectl get svc apache2

访问测试

7. 部署 MySQL 8.0 测试

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apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet  # MySQL为有状态应用，用StatefulSet部署
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql  # 关联的Service名称
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:8.0.28-debian
        ports:
        - containerPort: 3306
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "202019"
        - name: MYSQL_DATABASE
          value: "k3s"                # 初始数据库名
        volumeMounts:
        - name: mysql-data
          mountPath: /var/lib/mysql
        args:
        - --default-authentication-plugin=mysql_native_password  # 兼容旧客户端
        - --bind-address=0.0.0.0                                 # 允许所有IP连接
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: mysql-data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    app: mysql
  ports:
  - port: 3306
    targetPort: 3306
    nodePort: 30306
  type: NodePort

7.1 查看 Pod 状态

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kubectl get pods -l app=mysql

7.2 查看服务状态

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kubectl get svc mysql

远程连接成功

8.0 部署集群

在此之前确保我们的主机名不同，或是重命名服务器

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vim /etc/hosts

===添加以下内容===
127.0.0.1 ubuntu-agent

查看主节点token，我们需要凭借token加入集群

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sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token

计算节点执行

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curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \
  INSTALL_K3S_MIRROR=cn \
  INSTALL_K3S_VERSION=v1.33.5+k3s1 \
  K3S_URL=https://192.168.87.163:6443 \
  K3S_TOKEN=K102a28c38a37cc242058eaa774d061968b4c59416e3c5e418402bef590e78e568a::server:144b7cb8304c99d03d246b56c3a6ea52 \
  K3S_SKIP_TLS_SAN_VERIFY=true \
  K3S_NODE_NAME=ubuntu-agent \
  sh -s -

主节点视角