我的工作中很重要的一部分是參加各種各樣的技術會議。最近參加的是去年11月的北美KubeCon，在會議的最後一天，所有人都焦頭爛額，我也一直機械地向不同的人重複我的自我介紹。後來，我已經十分煩躁，決定逃離人群好好聽一場演講。無意間，我碰上了Darren Shepherd的演講，他是Rancher的CTO，他的演講主題是“K3s的背後：構建一個生產級輕量Kubernetes發行版”。我被演講深深吸引，此後我開始慢慢深入瞭解K3s。
K3s是由業界應用最為廣泛的Kubernetes管理平臺建立者Rancher Labs打造的面向物聯網和邊緣計算的輕量級Kubernetes發行版，它是100%開源的。它擁有小型的二進位制檔案並且針對ARM進行了優化使得它非常適合我的IoT家庭專案。接著，我開始思考如何讓K3s上執行的Kong閘道器暴露K3s server內的服務。
出乎我意料的是，K3s在預設情況下是帶有一個Ingress controller的。雖然預設的proxy/負載均衡器可以工作，但我需要一些外掛的功能它並不支援，除非我使用Kong閘道器。所以，讓我們通過一個快速指南來了解如何在Ubuntu中啟動K3s，配置它以支援Kubernetes的Kong，並部署一些服務/外掛。
配置K3s以部署Kong Ingress Controller
首先，從https://get.k3s.io 使用安裝指令碼在systemd和基於openrc的系統上將K3s作為一個服務進行安裝。但是我們需要新增一些額外的環境變數來配置安裝。首先--no-deploy，這一命令可以關掉現有的ingress controller，因為我們想要部署Kong以利用一些外掛。其次--write-kubeconfig-mode，它允許寫入kubeconfig檔案。這對於允許將K3s叢集匯入Rancher很有用。
$ curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - --no-deploy traefik --write-kubeconfig-mode 644
[INFO] Finding release for channel stable
[INFO] Using v1.18.4+k3s1 as release
[INFO] Downloading hash https://github.com/rancher/k3s/releases/download/v1.18.4+k3s1/sha256sum-amd64.txt
[INFO] Downloading binary https://github.com/rancher/k3s/releases/download/v1.18.4+k3s1/k3s
[INFO] Verifying binary download
[INFO] Installing k3s to /usr/local/bin/k3s
[INFO] Skipping /usr/local/bin/kubectl symlink to k3s, already exists
[INFO] Creating /usr/local/bin/crictl symlink to k3s
[INFO] Skipping /usr/local/bin/ctr symlink to k3s, command exists in PATH at /usr/bin/ctr
[INFO] Creating killall script /usr/local/bin/k3s-killall.sh
[INFO] Creating uninstall script /usr/local/bin/k3s-uninstall.sh
[INFO] env: Creating environment file /etc/systemd/system/k3s.service.env
[INFO] systemd: Creating service file /etc/systemd/system/k3s.service
[INFO] systemd: Enabling k3s unit
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/k3s.service to /etc/systemd/system/k3s.service.
[INFO] systemd: Starting k3s
要檢查節點和 pod是否都已啟動並執行，使用 k3s kubectl...執行與 kubectl 相同的命令。
$ k3s kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
ubuntu-xenial Ready master 4m38s v1.18.4+k3s1
$ k3s kubectl get pods -A
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system metrics-server-7566d596c8-vqqz7 1/1 Running 0 4m30s
kube-system local-path-provisioner-6d59f47c7-tcs2l 1/1 Running 0 4m30s
kube-system coredns-8655855d6-rjzrq 1/1 Running 0 4m30s
在K3s 上安裝Kong for Kubernetes
K3s啟動並執行後，你可以按照正常的步驟安裝Kong for Kubernetes，比如如下所示的manifest：
$ k3s kubectl create -f https://bit.ly/k4k8s
namespace/kong created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kongclusterplugins.configuration.konghq.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kongconsumers.configuration.konghq.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kongcredentials.configuration.konghq.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kongingresses.configuration.konghq.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/kongplugins.configuration.konghq.com created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/tcpingresses.configuration.konghq.com created
serviceaccount/kong-serviceaccount created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/kong-ingress-clusterrole created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kong-ingress-clusterrole-nisa-binding created
service/kong-proxy created
service/kong-validation-webhook created
deployment.apps/ingress-kong created
當Kong proxy和ingress controller安裝到K3s server上後，你檢查服務應該能看到kong-proxy LoadBalancer的外部IP。
$ k3s kubectl get svc --namespace kong
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kong-validation-webhook ClusterIP 10.43.157.178 <none> 443/TCP 61s
kong-proxy LoadBalancer 10.43.63.117 10.0.2.15 80:32427/TCP,443:30563/TCP
執行以下命令，將IP匯出為一個變數：
$ PROXY_IP=$(k3s kubectl get services --namespace kong kong-proxy -o jsonpath={.status.loadBalancer.ingress[0].ip})
最後，在我們丟擲proxy後的任何服務之前，檢查proxy是否有響應：
$ curl -i $PROXY_IP
HTTP/1.1 404 Not Found
Date: Mon, 29 Jun 2020 20:31:16 GMT
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Connection: keep-alive
Content-Length: 48
X-Kong-Response-Latency: 0
Server: kong/2.0.4
{"message":"no Route matched with those values"}
它應該返回404，因為我們還沒有在K3s中新增任何服務。但正如你在請求頭（header）中看到的那樣，它正在被最新版本的Kong代理，並顯示了一些額外的資訊，比如響應延遲。
設定你的K3s應用程式以測試Kong Ingress Controller
現在，讓我們在K3s中設定一個回顯伺服器（echo server）應用程式以演示如何使用Kong Ingress Controller：
$ k3s kubectl apply -f https://bit.ly/echo-service
service/echo created
deployment.apps/echo created
接下來，建立一個ingress規則以代理之前建立的echo-server：
$ echo "
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: demo
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /foo
backend:
serviceName: echo
servicePort: 80
" | k3s kubectl apply -f -
ingress.extensions/demo created
測試Ingress 規則：
$ curl -i $PROXY_IP/foo
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
Connection: keep-alive
Date: Mon, 29 Jun 2020 20:31:07 GMT
Server: echoserver
X-Kong-Upstream-Latency: 0
X-Kong-Proxy-Latency: 1
Via: kong/2.0.4
Hostname: echo-78b867555-jkhhl
Pod Information:
node name: ubuntu-xenial
pod name: echo-78b867555-jkhhl
pod namespace: default
pod IP: 10.42.0.7
<-- clipped -->
如果一切都部署正確，你應該看到以上響應。這驗證了Kong可以正確路由流量到執行在Kubernetes中的應用程式。
使用Kong Ingress安裝一個速率限制外掛
Kong Ingress允許外掛在服務級別上執行，也就是說，每當一個請求被髮送到一個特定的K3s服務時，無論它來自哪個Ingress路徑，Kong都會執行一個外掛。你也可以在Ingress路徑上附加外掛。但在下面的步驟中，我將使用限制速率外掛來限制IP在任何一個特定的服務上發出過多的請求。
建立一個KongPlugin資源：
$ echo "
apiVersion: configuration.konghq.com/v1
kind: KongPlugin
metadata:
name: rl-by-ip
config:
minute: 5
limit_by: ip
policy: local
plugin: rate-limiting
" | k3s kubectl apply -f -
kongplugin.configuration.konghq.com/rl-by-ip created
接下來，在需要限制速率的K3s服務上應用konghq.com/plugins註釋。
$ k3s kubectl patch svc echo -p '{"metadata":{"annotations":{"konghq.com/plugins": "rl-by-ip\n"}}}'
service/echo patched
現在，任何傳送到這項服務的請求都將受到Kong執行的速率限制的保護：
$ curl -I $PROXY_IP/foo
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Connection: keep-alive
Date: Mon, 29 Jun 2020 20:35:40 GMT
Server: echoserver
X-RateLimit-Remaining-Minute: 4
X-RateLimit-Limit-Minute: 5
RateLimit-Remaining: 4
RateLimit-Limit: 5
RateLimit-Reset: 20
X-Kong-Upstream-Latency: 5
X-Kong-Proxy-Latency: 2
Via: kong/2.0.4
從這一個小小的實踐可以看出來，K3s其實擁有無限可能，因為你可以將任何外掛新增到任何Ingress路徑或服務上。你可以從Kong Hub上找到所有外掛。在家庭自動化專案中，這十分方便，你還可以利用樹莓派來執行K3s，並通過各類外掛賦予K3s更多可能。