为你的 GitLab 项目使用 k3s 集群

开篇点题

k3s 是一个轻量级的 Kubernetes 发行版（小于 40 MB），它非常容易安装，仅需要 512 MB 的 RAM。对 IoT 设备、边缘计算以及运行 CI 任务来说均是一个完美的选择。这篇文章中我将创建一个 k3s 集群然后展示怎样将它集成到一个 GitLab 项目中。

有关 k3s

k3s 是一款由 Rancher Labs 开发的轻量级的 Kubernetes 发行版。

它作为 Kubernetes 认证的发行版使用最低的系统要求:

• Linux 3.10+
• 每个服务器 521 MB ram
• 每个节点 75 MB ram
• 200 MB 磁盘空间
• x86_64，ARMv7，ARM64

这使得 k3s 非常适合 IoT 相关的事物。

在 GitLab 创建一个项目

在安装 k3s 之前，我们先在 GitLab 上创建一个名为 api 的新项目。

创建完成后，我们进入到 Operation > Kubernetes 菜单。

这里我们有两种选择:

• 我们可以在 GKE（Google Kubernetes Engine）上创建一个 Kubernetes 集群。
• 我们可以导入一个已存在的 Kubernetes 集群的配置（不管在哪里创建的）。

注意: 最新版本的 GitLab，新集群只能在 GKE 中创建。GitLab有没有允许在其他 Kubernetes 提供商（AKS、EKS、DOKS…）创建集群的计划呢？

我们选择*添加现有集群*标签栏。

从这里我们能看到，我们需要填写几个栏位的配置信息提供给需要集成的集群。让我们保持这个页面为打开状态然后先创建一个 Kubernetes 集群。

创建 k3s 集群

我们将要基于 k3s 初始化一个 Kubernetes。为什么是 k3s 呢？因为我想展示一下设置它有多简单。简单起见，我们只设置一个单节点集群。

我已经配置了一个名为 node1 的 Ubuntu 18.04 的服务器。当我们在主机上启动一个 shell 程序后，我们仅需要运行如下命令安装 k3s，一个 Kubernetes 认证的集群。真的！

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

上面的命令跟快速安装 Docker 有些相似（如下）:

curl [https://get.docker.com](https://get.docker.com/) | sh

安装完成后（真的非常快），用来连接集群的配置文件会在 /etc/rancher/k3s/k3s.yaml 中获取到。

**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

本地的 kubectl 自动配置为使用该配置。

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

注意: 当我们参照文章最后的快速入门添加额外的节点将会非常容易。它仅仅是从主节点 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 获取一个令牌然后使用下面的命令加入到其他的节点:

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

集成到 Gitlab

现在我们要收集将 k3s 集群集成到我们的 GitLab 项目中的所有信息。

• 集群名称

我们给它命名为 *k3s*。

• API Server 的 URL

在配置文件中，API Server 指定 https://localhost:6443。为了从外部获取，我们需要提供node1 的外部 IP 地址。

• 集群的 CA 认证

为了提供集群到 GitLab 的 CA 认证，我们需要对配置中指定的证书进行解码（它以 base 64编码的）。

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

• Service 令牌

获取标识令牌的过程包含了几步。首先需要创建一个 ServiceAccount 并为其提供 cluster-admin 角色。可以通过下面的命令实现这个操作:

$ 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

服务账号创建好之后，我们将检索 secret 类型关联的资源:

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

下一步就是提取与密码相关联的的 JWT 令牌:

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

全部配置好之后，我们将收集起来的所有信息填入到 GitLab 添加已有集群 表格中:

集群集成进来之后，我们可以直接从 web 页面安装 helm（Kubernetes 包管理工具）。

现在我们可以通过命令行检查一下 tiller 守护进程（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

集群准备就绪，最重要的是，GitLab 的 web 页面允许一键安装其他组件:

• Ingress Controller 用来公开集群中运行的服务
• Cert-Manager 用来同 Let’s Encrypt 配合管理 TLS 证书
• Prometheus 用来监控集群中运行的应用程序
• Knative 用来部署 Serveless 工作负载
• 等等

总结

这篇文章中，我们看到了怎样创建 k3s 集群以及将它集成到 GitLab 项目。当然，该步骤同样适用于其他任何 Kubernetes 集群。

我们可以添加资源到项目中:

• 源码
• Dockerfile 指定了怎样通过代码创建一个 Docker 镜像
• Kubernetes 资源例如 Deployment，Service，…
• 一个 gitlab-ci.yaml 文件定义了 CI 流水线以及应用程序是怎样被部署和测试相关的 Kubernetes 集群

你或许会发现上一篇文章很有用。它提供了另外的内容就是关于怎样创建 CI/CD 流水线。

你会为你的 GitLab 项目集成 Kubernetes 吗？