实操教程丨如何将一个k3s集群集成到Gitlab项目中


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

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