K3s 是一个轻量级的 Kubernetes 发行版（小于 40MB），并且非常易于安装，仅需要 512MB 的 RAM。它能够完美满足 IoT 设备以及边缘计算的需求。在本文中，我们将创建一个 k3s 集群并且展示如何将其集成到一个 Gitlab 的项目中。

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关于 k3s

K3s 是由 Rancher Labs 发布的一个轻量级 Kubernetes 发行版，这款产品专为在资源有限的环境中运行 Kubernetes 的研发和运维人员设计。

它是经过认证的 Kubernetes 发行版，其最低的系统要求为：

• 系统内核版本：Linux 3.10+
• 每个 Server 最低 RAM 要求：512 MB
• 每个节点 RAM 最低要求：75MB
• 磁盘空间最低要求：200 MB
• 支持的硬件架构：x86_64、ARMv7、ARM64

这些低配置的要求使得 k3s 非常适用于 IoT 相关的场景。

在 GitLab 中创建项目

在安装 k3s 之前，我们先在 Gitlab 上创建一个新的项目，称为 api。

创建完成之后，我们点击侧边菜单栏里的 Operations，并在下级菜单中选择 Kubernetes。

我们现在有两个选项：

• 在 GKE 上创建一个新的 Kubernetes 集群
• 导入现有 Kubernetes 集群的配置（无论这一集群在何处创建均可导入）

注意：在当前版本的 GitLab 中，新集群的创建仅限于 GKE。

我们选择【Add existing cluster】这一选项卡。

在这一步中，我们需要填写几个字段来提供我们需要集成的集群配置。一直打开这个选项卡，暂时无需理会。现在，我们先去创建一个全新的 Kubernetes 集群。

创建一个 k3s 集群

我们现在将基于 k3s 启动一个 Kubernetes 集群。为什么是 k3s 呢？因为我想要表明设置它是多么容易。为了让步骤一目了然，我们仅仅设置一个节点的集群。

我已经配置了名为 node1 的 Ubuntu 18.04 服务器，我们在该主机上获得了一个 shell 之后，只需要运行以下命令来安装 k3s，这是一个经过认证的 Kubernetes 集群。

root@node1:~ $ curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

上面的命令类似于用于快速 Docker 安装的命令：

curl https://get.docker.com | sh

安装完毕之后，可以在 /etc/rancher/k3s/k3s.yaml 中找到连接到集群的配置文件。

root@node1:~ $ cat /etc/rancher/k3s/k3s.yaml
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: LS0tL...tCg==
    server: https://localhost:6443
  name: default
contexts:
- context:
    cluster: default
    user: default
  name: default
current-context: default
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: default
  user:
    password: 48f4b...4b4e7
    username: admin

本地 kubectl 将自动使用此配置。

$ kubectl get nodes
NAME    STATUS ROLES  AGE VERSION
node1   Ready  master 3m  v1.14.5-k3s.1

注意：正如我们看到的 Quick Start 那样（https://k3s.io/），添加额外的节点并不复杂，它基本上只需要从主服务器上的 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 获取一个令牌，并使用以下命令即可连接其他一些节点：

$ curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_URL=https://myserver:6443 K3S_TOKEN=XXX sh -

在 Gitlab 中集成

现在让我们获取在 Gitlab 项目中集成全新的 k3s 集群所需的所有信息。

• 集群名字：k3s

• API Server 的 URL：在配置文件中，API Server 指定为：https://localhost:6443。为了从外部访问，我们需要提供 node1 外部的 IP 地址。

• 集群的 CA 证书：要向 Gitlab 提供集群 CA 证书，我们需要解码配置中指定的那个文件（就像它在 base 64 中一样）。

$ kubectl config view --raw \
-o=jsonpath='{.clusters[0].cluster.certificate-authority-data}' \
| base64 --decode

• Service token: 获取一个识别令牌的过程牵涉到几个步骤。我们首先需要创建一个 ServiceAccount 并且向它提供一个 cluster-admin 角色。以下命令可以完成这些步骤：

$ cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: gitlab-admin
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: gitlab-admin
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: gitlab-admin
  namespace: kube-system
EOF

当 service account 创建完毕之后，我们检索关联的类型 secret 的资源：

$ SECRET=$(kubectl -n kube-system get secret | grep gitlab-admin | awk '{print $1}')

下一步是提取与 secret 关联的 JWT 令牌：

$ TOKEN=$(kubectl -n kube-system get secret $SECRET -o jsonpath='{.data.token}' | base64 --decode)
$ echo $TOKEN

我们已经完成了所有设置，现在回到之前打开的选项卡中，开始使用所有信息并填写 Gitlab【Add existing cluster】表单的字段：

集群集成之后，我们可以直接从 web 界面安装 helm（Kubernetes 包管理器）。

现在，我们可以从命令行检查 tiller 守护程序（helm 的服务器端组件）是否运行。

$ kubectl get deploy --all-namespaces | grep tiller
NAMESPACE           NAME          READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
gitlab-managed-apps tiller-deploy 1/1   1          1         67s

集群现在已经可以使用了。除此之外，GitLab 的 Web 界面允许一键安装其他组件：

• Ingress Controller，暴露集群中运行的服务
• Cert-Manager，使用 Let’s Encrypt 管理 TLS 证书
• Prometheus，监控运行在集群中 的应用程序
• Knative，部署 Serverless 工作负载

总 结

在本文中，我们了解如何创建一个 k3s 集群并且将其集成到一个 Gitlab 项目中。当然，任何 Kubernetes 集群都可以使用相同的过程。

我们现在可以添加各种资源到项目中：

• 源代码
• Dockerfile，指定如何从代码中创建 Docker 镜像
• Kubernetes 资源，如部署、服务……
• .gitlab-ci.yaml 文件，定义 CI 流水线以及如何部署应用程序并且针对相关 Kubernetes 集群进行测试