在很長一段時間裡，我對於在樹莓派上搭建Kubernetes叢集極為感興趣。在網路上找到一些教程並且跟著實操，我已經能夠將Kubernetes安裝在樹莓派上，並在三個Pi叢集中工作。然而，在master節點上對於RAM和CPU的要求已經超過了我的樹莓派所能提供的，因此在執行Kubernetes任務時效能並不優異。這也使得就地升級Kubernetes成為不可能。
所以，我看到業界應用最為廣泛的Kubernetes管理平臺建立者Rancher Labs推出輕量級Kubernetes發行版K3s時，十分興奮，它專為資源受限場景而設計，還針對ARM處理器進行了優化，這使得在樹莓派上執行Kubernetes更加可行。在本文中，我將使用K3s和樹莓派建立一個Kubernetes叢集。
前期準備
要建立本文中的Kubernetes叢集，我們需要準備：
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至少一個樹莓派（帶有SD卡和電源介面卡）
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乙太網電纜
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將我們所有的樹莓派連線在一起的交換機或路由器
我將從網路上安裝K3s，所以需要通過路由器訪問網際網路。
叢集架構
對於這一叢集，我們將使用3個樹莓派。第一個樹莓派我把它命名為kmaster，並分配一個靜態IP 192.168.0.50（因為我的本地網路是192.168.0.0/24）。第一個worker節點（也就是第二個Pi），我們稱它為knode1並分配IP 192.168.0.51。最後一個worker節點，我們稱它為knode2並分配IP 192.168.0.52。
當然如果你的網路和我不一樣，可以使用你能夠獲得網路IP。只要在本文使用IP的任何地方替換你自己的值即可。
為了不必再通過IP引用每個節點，我們將其主機名新增到PC上的/ etc / hosts檔案中。
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
安裝master節點
現在我們已經準備好，可以開始安裝master節點。第一步，安裝最新的Raspbian映象。我之前寫過一篇詳細的文章介紹為什麼需要最新的映象，感興趣的朋友可以在訪問連結檢視：
https://carpie.net/articles/headless-pi-with-static-ip-wired-edition
接下來，開始安裝Raspbian，啟用SSH server，為kmaster設定主機名稱並分配靜態IP 192.168.0.50。
既然Raspbian已經在master節點上安裝完畢，讓我們啟用我們的master Pi並通過ssh進入它：
ssh pi@kmaster
現在我們要準備安裝K3s。在master Pi上執行：
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -
命令執行完畢之後，我們就有了一個已經設定好的單節點叢集並且正在執行中！讓我們檢查一下。依舊是在這個Pi上，執行：
sudo kubectl get nodes
你應該看到類似以下內容：
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kmaster Ready master 2m13s v1.14.3-k3s.1
提取join token
我們想要新增一對worker節點。在這些節點上安裝K3s，我們需要一個join token。Join token存在於master節點的檔案系統上。讓我們複製並將它儲存在某個地方，稍後我們可以獲取它：
sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token
安裝worker節點
為兩個worker節點獲取一些SD卡，並在每個節點上安裝Raspbian。對於其中一個，將主機名設定為knode1並分配IP 192.168.0.51。對於另一個，將主機名設定為knode2並分配IP 192.168.0.52。現在，讓我們安裝K3s。
啟動你的第一個worker節點，並通過ssh進入它：
ssh pi@knode1
在這個Pi上，我們將像之前一樣安裝K3s，但我們將給安裝程式額外的引數，讓它瞭解我們正在安裝一個worker節點並且要加入一個現有叢集：
curl -sfL http://get.k3s.io | K3S_URL=https://192.168.0.50:6443 \
K3S_TOKEN=join_token_we_copied_earlier sh -
使用從上個部分提取出來的join token替換join_token_we_copied_earlier。為knode2重複這些步驟。
從我們的PC訪問叢集
每當我們要檢查或修改叢集時，都必須通過SSH到master節點來執行kubectl，這很煩人。因此，我們像將kubectl放在我們的PC上，但是首先讓我們從master節點獲取所需的配置資訊。通過SSH進入kmaster，並執行：
sudo cat /etc/rancher/k3s/k3s.yaml
複製配置資訊並返回到你的PC。為配置建立一個目錄：
mkdir ~/.kube
儲存複製的配置為~/.kube/config。現在編輯檔案並更改：
server: https://localhost:6443
改為：
server: https://kmaster:6443
為了安全起見，請將檔案的讀/寫許可權限制為你自己：
chmod 600 ~/.kube/config
現在讓我們在我們的PC上安裝kubectl（如果你還沒有）。Kubernetes網站上有針對各種平臺執行此操作的說明。由於我正在執行Linux Mint（一個Ubuntu衍生版本），因此我將在此處顯示Ubuntu的說明：
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
如果你還不熟悉，上述命令為Kubernetes新增了一個Debian倉庫，獲取其GPG金鑰以確保安全，然後更新軟體包列表並安裝kubectl。現在，我將通過標準軟體更新機制獲得有關kubectl更新的通知。
現在我們可以從我們的PC檢查我們的叢集，執行：
kubectl get nodes
你應該看到類似以下內容：
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
Congratulations！你現在已經有一個正在工作的3個節點的Kubernetes叢集！
使用K3s的附加 bonus
如果你執行kubectl get pods --all-namespaces，你將看到一些Traefik的額外pod。Treafik是一個反向代理和負載均衡器，我們可以使用它從單個入口點將流量引導到我們的叢集中。Kubernetes當然也可以安裝Traefik，但不是預設提供的。所以K3s中預設提供Traefik是一個非常棒的設計！