K3s: 轻量级Kubernetes容器编排插件库使用指南

K3s是Rancher Labs开发的轻量级Kubernetes发行版，专为资源受限环境和边缘计算场景设计。相比标准Kubernetes，K3s具有以下特点：

1. 体积小（<100MB）
2. 内存占用低（仅需512MB即可运行）
3. 安装简单（单二进制文件）
4. 内置containerd替代Docker
5. 支持SQLite替代etcd

安装K3s

快速安装

# 安装K3s服务端
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

# 获取节点信息
sudo k3s kubectl get nodes

# 获取kubeconfig
sudo cat /etc/rancher/k3s/k3s.yaml

高可用安装

# 第一个服务端节点
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - server --cluster-init

# 后续节点加入集群
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - server --server https://<第一个节点IP>:6443

Golang中使用K3s客户端

安装Kubernetes客户端库

go get k8s.io/client-go@v0.26.0

示例代码：连接K3s集群并操作资源

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"log"
	"path/filepath"
	"time"

	corev1 "k8s.io/api/core/v1"
	metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
	"k8s.io/client-go/kubernetes"
	"k8s.io/client-go/tools/clientcmd"
	"k8s.io/client-go/util/homedir"
)

func main() {
	// 获取kubeconfig路径，通常位于~/.kube/config或/etc/rancher/k3s/k3s.yaml
	home := homedir.HomeDir()
	kubeconfig := filepath.Join(home, ".kube", "config")
	
	// 使用kubeconfig创建配置
	config, err := clientcmd.BuildConfigFromFlags("", kubeconfig)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Error building kubeconfig: %v", err)
	}

	// 创建Kubernetes客户端
	clientset, err := kubernetes.NewForConfig(config)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Error creating clientset: %v", err)
	}

	// 示例1: 列出所有Pod
	pods, err := clientset.CoreV1().Pods("").List(context.TODO(), metav1.ListOptions{})
	if err != nil {
		log.Fatalf("Error listing pods: %v", err)
	}
	fmt.Println("Pods in cluster:")
	for _, pod := range pods.Items {
		fmt.Printf("- %s in namespace %s\n", pod.Name, pod.Namespace)
	}

	// 示例2: 创建命名空间
	namespace := &corev1.Namespace{
		ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
			Name: "test-namespace",
		},
	}
	_, err = clientset.CoreV1().Namespaces().Create(context.TODO(), namespace, metav1.CreateOptions{})
	if err != nil {
		log.Printf("Error creating namespace: %v", err)
	} else {
		fmt.Println("Namespace created successfully")
	}

	// 示例3: 部署简单应用
	deployment := `
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: test-namespace
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:alpine
        ports:
        - containerPort: 80
`
	// 使用动态客户端应用YAML
	discoveryClient, _ := clientset.Discovery().RESTClient()
	_, err = discoveryClient.Post().
		AbsPath("/apis/apps/v1/namespaces/test-namespace/deployments").
		Body([]byte(deployment)).
		DoRaw(context.TODO())
	if err != nil {
		log.Printf("Error creating deployment: %v", err)
	} else {
		fmt.Println("Deployment created successfully")
	}

	// 等待并检查部署状态
	time.Sleep(10 * time.Second)
	deploy, err := clientset.AppsV1().Deployments("test-namespace").Get(context.TODO(), "nginx-deployment", metav1.GetOptions{})
	if err != nil {
		log.Printf("Error getting deployment: %v", err)
	} else {
		fmt.Printf("Deployment status: %d/%d replicas available\n", 
			deploy.Status.AvailableReplicas, *deploy.Spec.Replicas)
	}
}

K3s常用操作

管理K3s服务

# 启动服务
sudo systemctl start k3s

# 停止服务
sudo systemctl stop k3s

# 查看服务状态
sudo systemctl status k3s

# 卸载K3s
/usr/local/bin/k3s-uninstall.sh

部署应用

# 使用kubectl部署
kubectl create deployment nginx --image=nginx

# 暴露服务
kubectl expose deployment nginx --port=80

# 使用Helm
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm install my-release bitnami/nginx

K3s高级配置

使用外部数据库

# 使用MySQL作为数据存储
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - server \
  --datastore-endpoint="mysql://username:password@tcp(hostname:3306)/database-name"

配置containerd镜像仓库

# 创建配置文件
sudo mkdir -p /etc/rancher/k3s
cat <<EOF | sudo tee /etc/rancher/k3s/registries.yaml
mirrors:
  "docker.io":
    endpoint:
      - "https://mirror.example.com"
EOF

# 重启k3s
sudo systemctl restart k3s

K3s是边缘计算、IoT和开发环境的理想选择，它保留了Kubernetes所有核心功能，同时大幅降低了资源消耗和复杂性。通过Golang客户端可以轻松实现自动化管理，非常适合集成到CI/CD流程中。