K3s AutoK3s 创建AWS集群

概述

本文介绍了如何在 AWS EC2 中创建和初始化 K3s 集群，以及为已有的 K3s 集群添加节点的操作步骤。除此之外，本文还提供了在 AWS EC2 上运行 AutoK3s 的进阶操作指导，如配置私有镜像仓库、启用 AWS CCM 和启用 UI 组件。

前置要求

设置 IAM

关于 IAM 的描述，请参考AWS 官方文档。

您的账号需要创建 EC2 及相关资源的权限，因此需要确保具有以下资源的权限：

{
  "Version": "2012-10-17",
  "Statement": [
    {
      "Effect": "Allow",
      "Action": [
        "ec2:AuthorizeSecurityGroupIngress",
        "ec2:Describe*",
        "ec2:ImportKeyPair",
        "ec2:CreateKeyPair",
        "ec2:CreateSecurityGroup",
        "ec2:CreateTags",
        "ec2:DeleteKeyPair",
        "ec2:RunInstances",
        "ec2:RebootInstances",
        "ec2:TerminateInstances",
        "ec2:StartInstances",
        "ec2:StopInstances",
        "ec2:CreateInstanceProfile",
        "ec2:RevokeSecurityGroupIngress",
        "ec2:DeleteTags",
        "elasticloadbalancing:Describe*",
        "iam:Get*",
        "iam:List*",
        "iam:PassRole"
      ],
      "Resource": "*"
    }
  ]
}

设置安全组

EC2 实例至少需要应用以下安全组规则：

Rule        Protocol    Port      Source             Description
InBound     TCP         22        ALL                SSH Connect Port
InBound     TCP         6443      K3s agent nodes    Kubernetes API
InBound     TCP         10250     K3s server & agent Kubelet
InBound     UDP         8472      K3s server & agent (Optional) Required only for Flannel VXLAN
InBound     TCP         2379,2380 K3s server nodes   (Optional) Required only for embedded ETCD
OutBound    ALL         ALL       ALL                Allow All

UI 使用说明

接下来我们将基于 AutoK3s 本地 UI 介绍如何使用 AutoK3s 工具，在 AWS EC2 主机上创建和管理 K3s 集群。

您可以通过快速体验中的描述，通过 Docker 或者 CLI 启动本地 UI，打开浏览器，访问目标端口 8080 即可。

快速创建集群

您可以使用快速创建功能，在指定的云提供商服务中，快速启动一个K3s集群。

以下图为例，我们将在 AWS EC2 使用默认配置创建一个单节点的 K3s 集群，EC2 虚拟机会在 ​us-east-1​ 区域中创建。

表 1：快速创建参数

自定义参数创建

如果您不想使用默认的配置，可以点击 Advance 按钮，进入自定义参数页面进行更多参数的设置。 或者您可以在集群列表页点击 Create 按钮进入自定义参数页面进行更多参数的设置。

使用 AWS 云提供商创建 K3s 集群的自定义参数配置分为四项，云供应商访问凭证、云提供商对应实例配置、K3s集群配置、高级选项。接下来对每个配置项进行详细说明。

云提供商访问凭证

表 2：云提供商访问凭证参数

UI 集成了 AWS SDK，可以与 AWS 进行联动，方便用户配置实例信息，这里需要输入云凭证信息进行合法性校验，用以获取后续的实例参数。

实例配置

实例配置主要配置的内容为对应云提供商虚拟机的配置，例如实例运行区域、地区、使用的操作系统类型、实例规格、网络配置等信息。

表 3：实例配置参数

如果云凭证信息验证通过，用户可以在每个配置项的下拉列表中选择合适的参数进行配置，不再需要切换到 AWS Console 页面获取对应的参数信息。

K3s 参数配置

K3s 参数配置项主要对 K3s 集群进行设置，例如是否部署 HA 模式、K3s 安装版本等。

表 4：K3s 配置参数

高级选项

配置要开启的 UI 组件（kubernetes-dashboard/kube-explorer），以及是否部署 AWS Cloud Provider。

表 4：高级选项

集群模板

您可以使用模板功能，提前预置好常用的集群模板，每次创建集群时可以用模板参数进行填充，极大精简了重复操作。一次编写，多次运行，提升效率。

创建集群模板的参数与上面描述的自定义参数创建集群的表单内容相同，在这里不做赘述。

您可以选择最常用的模板，点击右侧下拉框中的 Set Default 按钮，将模板设置为默认模板。

设置为默认模板后，您可以通过快速创建功能一键部署常用配置的 K3s 集群。

如果您想使用其他模板创建集群，您还可以在快速创建页面的右上角，或者在自定义创建集群的右上角筛选模板，点击 Fill Form 按钮后，会自动根据模板内容填充表单。

集群管理

您可以在集群列表页查看和管理使用 AutoK3s 创建的 K3s 集群。

添加节点

选中您要添加节点的集群，点击右侧下拉菜单中的 Join Node 按钮，在弹出的窗口中设置要添加的节点数量即可。

集群升级

选中您要升级的集群，点击右侧下拉菜单中的 Upgrade 按钮，在弹出窗口中会显示您当前集群配置的版本信息，例如下图示例中，显示集群版本为 ​v1.19.16+k3s1​。

如果我们要将集群升级到 ​v1.20.15+k3s1​，则修改 Version 为指定版本号即可；如果想要将集群升级到最新的stable版本，则删除掉 Version 指定的版本号。

选择要升级的版本后，点击 Upgrade 按钮，等待集群升级完成。

Kubectl

如果您想操作 K3s 集群数据，可以点击右上角 Launch Kubectl 按钮，在下拉框中选择要操作的集群后，便可以在 UI 控制台操作选中的集群了。

下载 Kubeconfig 文件

如果您想在其他地方管理集群，可以单独下载指定集群的 Kubeconfig 文件。点击指定集群右侧下拉菜单中的 Download KubeConfig 按钮，在弹出窗口中选择复制或下载文件。

SSH

如果您想连接到远程主机进行操作，您可以在集群列表页面点击集群名称，进入详情页面，选择要连接的主机，点击右侧 Execute Shell 按钮。

开启 kube-explorer dashboard

您可以在创建集群时，通过 Additional Options 选择 explorer 选项开启 kube-explorer 功能。

也可以通过右侧下拉菜单中选择 Enable Explorer 功能来开启 kube-explorer。

开启后，在集群列表会增加 dashboard 跳转链接按钮，点击跳转链接便可以访问 kube-explorer dashboard 页面了。

关闭 kube-explorer dashboard

对于已经开启了 kube-explorer 功能的集群，可以在右侧下拉菜单中选择 Disable Explorer 功能来关闭 kube-explorer 服务。

CLI 使用说明

在使用命令之前，您需要设置访问凭证。

export AWS_ACCESS_KEY_ID='<Your access key ID>'
export AWS_SECRET_ACCESS_KEY='<Your secret access key>'

如想了解更多参数，请运行​autok3s <sub-command> --provider aws --help​命令。

创建普通集群

运行以下命令，在 AWS EC2 上创建并启动创建一个名为 “myk3s”的集群，并为该集群配置 1 个 master 节点和 1 个 worker 节点。

autok3s -d create -p aws --name myk3s --master 1 --worker 1

创建高可用 K3s 集群

创建高可用集群的命令分为两种，取决于您选择使用的是内置的 etcd 还是外部数据库。

嵌入式 etcd（k3s 版本 >= 1.19.1-k3s1)

运行以下命令，在 AWS EC2 上创建并启动创建了一个名为“myk3s”，包含 3 个 master 节点的高可用 K3s 集群。

autok3s -d create -p aws --name myk3s --master 3 --cluster

外部数据库

在高可用模式下使用外部数据库，需要满足两个条件：

• master 节点的数量不小于 1。
• 需要提供外部数据库的存储路径。

所以在以下的代码示例中，我们通过​--master 2​指定 master 节点数量为 2，满足 master 节点的数量不小于 1 这个条件；且通过​--datastore "PATH"​指定外部数据库的存储路径，提供外部数据库的存储路径。

运行以下命令，在 AWS EC2 上创建并启动创建了一个名为“myk3s”，包含 2 个master 节点的高可用 K3s 集群：

autok3s -d create -p aws --name myk3s --master 2 --datastore "mysql://<user>:<password>@tcp(<ip>:<port>)/<db>"

添加 K3s 节点

请使用​autok3s join​命令为已有集群添加 K3s 节点。

普通集群

运行以下命令，为“myk3s”集群添加 1 个 worker 节点。

autok3s -d join --provider aws --name myk3s --worker 1

高可用 K3s 集群

autok3s -d join --provider aws --name myk3s --master 2 --worker 1

删除 K3s 集群

删除一个 k3s 集群，这里删除的集群为 myk3s。

autok3s -d delete --provider aws --name myk3s

查看集群列表

显示当前主机上管理的所有 K3s 集群列表。

autok3s list

NAME         REGION      PROVIDER  STATUS   MASTERS  WORKERS    VERSION
myk3s    ap-southeast-2  aws   Running  1        0        v1.20.2+k3s1

查看集群详细信息

显示具体的 K3s 信息，包括实例状态、主机 ip、集群版本等信息。

autok3s describe -n <clusterName> -p aws

注意：如果使用不同的 provider 创建的集群名称相同，describe 时会显示多个集群信息，可以使用​-p <provider>​对 provider 进一步过滤。例如：​autok3s describe -n myk3s -p aws​。

Name: myk3s
Provider: aws
Region: ap-southeast-2
Zone: ap-southeast-2c
Master: 1
Worker: 0
Status: Running
Version: v1.20.2+k3s1
Nodes:
  - internal-ip: [x.x.x.x]
    external-ip: [x.x.x.x]
    instance-status: running
    instance-id: xxxxxxxx
    roles: control-plane,master
    status: Ready
    hostname: xxxxxxxx
    container-runtime: containerd://1.4.3-k3s1
    version: v1.20.2+k3s1

Kubectl

群创建完成后, ​autok3s ​会自动合并 ​kubeconfig ​文件。

autok3s kubectl config use-context myk3s.ap-southeast-2.aws
autok3s kubectl <sub-commands> <flags>

在多个集群的场景下，可以通过切换上下文来完成对不同集群的访问。

autok3s kubectl config get-contexts
autok3s kubectl config use-context <context>

SSH

SSH 连接到集群中的某个主机，这里选择的集群为 myk3s。

autok3s ssh --provider aws --name myk3s

升级 K3s 集群

您可以使用以下命令将指定的 K3s 集群升级到 ​latest ​版本

autok3s upgrade --provider aws --name myk3s --k3s-channel latest

如果您想将 K3s 集群升级到指定版本，可以指定 ​--k3s-version ​

autok3s upgrade --provider aws --name myk3s --k3s-version v1.22.4+k3s1

进阶使用

AutoK3s 集成了一些与当前 provider 有关的高级组件，例如私有镜像仓库、CCM 和 UI。

配置私有镜像仓库

在运行​autok3s create​或​autok3s join​时，通过传递​--registry /etc/autok3s/registries.yaml​以使用私有镜像仓库，例如：

autok3s -d create \
    --provider aws \
    --name myk3s \
    --master 1 \
    --worker 1 \
    --registry /etc/autok3s/registries.yaml

使用私有镜像仓库的配置请参考以下内容，如果您的私有镜像仓库需要 TLS 认证，​autok3s​会从本地读取相关的 TLS 文件并自动上传到远程服务器中完成配置，您只需要完善​registry.yaml​即可。

mirrors:
  docker.io:
    endpoint:
      - "https://mycustomreg.com:5000"
configs:
  "mycustomreg:5000":
    auth:
      username: xxxxxx # this is the registry username
      password: xxxxxx # this is the registry password
    tls:
      cert_file: # path to the cert file used in the registry
      key_file:  # path to the key file used in the registry
      ca_file:   # path to the ca file used in the registry

启用 AWS CCM(Cloud Controller Manager)

如果您要使用 AWS CCM 功能需要提前准备好两个 IAM policies，以保证 CCM 功能的正常使用，具体内容请参考这里

autok3s -d create -p aws \
    ... \
    --cloud-controller-manager \
    --iam-instance-profile-control <iam policy for control plane> \
    --iam-instance-profile-worker <iam policy for node>

启用 UI 组件

AutoK3s 支持两种 UI 组件，包括 kubernetes-dashboard 和 kube-explorer

开启 kubernetes dashboard

autok3s -d create -p aws \
    ... \
    --enable dashboard

访问 Token 等设置请参考 此文档 。

开启 kube-explorer

autok3s explorer --context <context> --port 9999

您可以通过 http://127.0.0.1:9999 访问 kube-explorer dashboard 页面。