在树莓派上构建你的专属K8S集群！

在本文中，我们将在家庭WIFI网络中使用K3s在树莓派上设置私有Kubernetes集群。我们的设置几位简单：单个master节点和worker节点。当然，如果你愿意的话也可以添加更多节点。

下图是我们本文采用的大致架构：

简而言之，我们会借助K3s绑定两个树莓派并且将他们连接到本地WLAN。然后我们可以使用客户端（也就是你的笔记本）来部署我们的工作负载，该客户端将与Kubernetes API通信，就像其他K8S集群一样。

在闪存SD卡之前，你可以启动ssh、设置hostname和无线网络凭据。快捷键Cmd+Shift+X（Mac）或Ctrl+Shift+X（Windows）获取高级选项窗口。完成这项操作后，下文中的Step1、Step 3和Step 8都可以不用进行。以防你想手动设置他们，我在文中依旧保留这些步骤。

首先，我们需要设置树莓派以启动SSH，并进行一些配置以使用K3s。我使用的specs和OS版本已经列在下方：

• 2个树莓派4 Model B- 4GB RAM

• 2张128G 小型SD卡

• Raspbian OS Lite 版本（基于Debian Buster）

下图是我构建完成的情况：

现在你可以使用树莓派Imager（https://www.raspberrypi.org/software/）来闪存小型SD卡。它可以更轻松地选择OS版本和闪存流程。

总而言之，我们会根据以下步骤进行操作：

• 在两个树莓派上启用ssh

• 启用cgroups

• 设置无线

• 在内核级别设置64位模式

• 启动

• 设置IP列表

• 分配静态IP

• 更改hostname

• 在Master上安装K3s Server

• 在Worker上安装K3s Agent

在启动之前，我们需要进行一些配置。

打开你刚刚刷新的micro SD卡的根目录（这将被保存为boot）。在该文件夹的根部创建一个名为ssh的空白文件。

touch ssh

cgroups是内核层级的核心功能，这是对容器化技术的支持。它允许进程在隔离状态下运行，并为其分配一组特定的资源。

让我们打开你刚刚保存的micro SD卷的根目录（这将被保存为boot），并编辑cmdline.txt文件。

在文件末尾添加以下命令行：

cgroup_memory=1 cgroup_enable=memory

你可能在想为什么要这样操作。可以参考K3s文档：

我没有随身携带树莓派设置，所以我选择使用家里的WiFi网络而不是以太网。

在/boot/卷的根目录中，创建一个名为wpa_supplicant.conf的新文件并添加以下命令行：

country=AUctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdevupdate_config=1network={    ssid="your-networks-SSID"    psk="your-networks-password"}

请注意country字段（你可以在链接中找到他们：https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_3166-1_alpha-2#Officially_assigned_code_elements）并确保将其替换为适合你的相应国家/地区代码。ssid 和 psk 将分别是您的无线网络名称和密码。

接下来，我们将在64位模式中在Raspbian OS上运行内核。这对K3s来说是必要的。

打开config.txt文件并添加以下命令行到底部。

arm_64bit=1

告一段落了！现在将小型SD卡插入树莓派中并启动它。

当你首次启动树莓派时，它可能会花费数分钟的时候才出现在你的家庭网络中。

如果你登录到路由器面板，你会看到树莓派及其IP地址。你可以通过ssh登录他们，如下所示：

ssh pi@10.0.0.100

请注意pi是默认用户，raspberry是默认密码。

当你首次登录两个节点时，请使用passwd命令修改默认密码

当我们启动树莓派时，K3s通过使用工作节点的IP连接到工作节点。由于我们将使用WLAN，如果我们重新启动我们的节点，IP会不同，这种设置将无法工作。因此，我们需要添加一段配置，为它们分配静态IP。

有几种方式可以执行此类操作，但最好的选择是使用你的路由器的DHCP服务器功能，进行地址预订。你需要树莓派的设备名称和MAC地址。

如果没有，你可以编辑/etc/dhcpcd.conf文件，让树莓派知道要给自己分配哪个IP。我建议在 "静态IP配置示例 "部分下面加上这一点，这样将来就会更容易找到它。

interface wlan0static ip_address=10.0.0.100static routers=10.0.0.1static domain_name_servers=8.8.8.8

完成后，如下所示：

确保给每个树莓派更新了IP地址。

sudo vi /etc/hostname

这一文件进包含一行命令，所以你可以将其任意命名。在master节点上我将我的重命名为controlplane，worker节点则是node01。接下来，把/etc/hosts文件中写着raspberrypi的地方改为你的节点名称。

sudo vi /etc/hosts

下面是node01节点的一个例子。

要在master节点上安装 K3s，请运行以下命令：

curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

顺便说明一下，在安装任何东西之前我都会运行sudo apt update && sudo apt upgrade。

在设置worker节点之前，我们需要从server上获取token。你需要在master节点上运行以下命令，以便获得这个token：

sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/token

然后你需要在worker节点上运行以下命令。确保根据你的环境对他们进行更新：

curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_NODE_NAME="node01" K3S_URL="https://10.0.0.100:6443" K3S_TOKEN="token from above step" sh -

变量解释：

• K3S_NODE_NAME : 你要配置的工作节点的名称。记住，我们在第7步设置了hostname。

• K3S_URL : master节点的IP地址，默认K3s server端口是6443，保持不变

• K3S_TOKEN: 我们从K3S server接收到的Token。例如：K10141483xxxxxxxxxx::server:xxxxxxxxxxxx

你将会看到这样一条信息：[INFO] systemd: Starting k3s-agent，这意味着已经可以运行了！sudo su 之后即可主节点上运行命令。

kubectl get nodes

• https://docs.rancher.cn/docs/k3s/installation/install-options/server-config/_index

• https://docs.rancher.cn/docs/k3s/installation/install-options/agent-config/_index

• https://www.electrondust.com/2017/11/25/setting-raspberry-pi-wifi-static-ip-raspbian-stretch-lite/

• https://thepihut.com/blogs/raspberry-pi-tutorials/19668676-renaming-your-raspberry-pi-the-hostname

• https://www.tomshardware.com/how-to/fix-cannot-currently-show-desktop-error-raspberry-pi