[分享】使用k3s 和 tailscale 在甲骨文云和家之间搭建 kubernetes集群

2023年9月23日 3条评论 15次阅读 0人点赞 Tao_Qi

最近一直在学习 kubernetes（k8s）相关的知识，为了实践学到的知识，选用了 k3s 作为实际部署集群的工具，已经为位于美国的四台虚拟机搭建了一个集群，这四台虚拟机中将一台 2 核 3G 的作为 server，满足了 k3s 的最低硬件要求，目前工作良好。

不过我本来想把自己闲置的甲骨文机器也搞个集群的，但是发现甲骨文的机器似乎作为 server 有点吃力。

由于手上没有其他更高配置的虚拟机，灵光一闪，决定直接在家里 pve 里面搞一台虚拟机作为 k3s server，然后通过 tailscale 来连通所有的甲骨文机器。需要使用 tailscale 主要有两个原因：

家里没有公网 IP，所以甲骨文的虚拟机无法直接和它通信，所以借助万能的 tailscale 来组网，实现一个 k3s over tailscale 的效果。
甲骨文给的虚拟机，虽然有公网 ip，外部访问虚拟机 ip 能正确的获得响应，但这个公网 IP 不是直接给虚拟机的，所以虚拟机查看网卡的 ip 得到的是局域网的 ip，所以对于虚拟机来说，它也算没有公网。

tailscale 作为内网穿透利器，有很多免费的中继服务器。并且 k3s 对 tailscale 的支持也是开箱即用的。

具体步骤：

一：配置家里的 k3 server

server 位于家中，作为集群的控制中心。通过 pve 的模版快速创建了一个操作系统，我安装的是 ubuntu 22。

安装完系统之后，ssh 进入创建的虚拟机。然后执行下面的步骤：

安装 tailscale: curl -fsSL https://tailscale.com/install.sh | sh
安装 k3s server: curl -sfL https://get.k3s.io | sh -
获取 k3s token：cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token, 将结果作为 K3S_TOKEN 保存
创建 tailscale auth token，后面 agent 使用 tailscale 连接需要的授权信息，结果作为 TAILSCALE_TOKEN
配置 tailscale 的 nameserver（这个步骤似乎可以不做）
新增 k3s 配置文件 /etc/rancher/k3s/config.yaml ,里面的内容修改为：

vpn-auth: "name=tailscale,joinKey=${TAILSCALE_TOKEN}"

你需要将 ${TAILSCALE_TOKEN} 替换为第四步获得的实际值。

修改完配置文件重启服务 sudo systemctl restart k3s

二：验证 k3s server 已经通过 tailscale 连接

接着我们需要确保安装的 k3s 服务正确的使用了 tailscale，这样才能让后面连上 tailscale vpn 的机器都能讲它作为 server。

通过 sudo kubectl get node

你应该能看到一个 master 节点已经就绪，类似：

ubuntu@k3s-jp-home-server:~$ sudo kubectl get node
NAME                     STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
k3s-jp-home-server       Ready    control-plane,master   1m   v1.27.5 k3s1

我这台主机叫 k3s-jp-home-server，它就是当前虚拟机的 hostname

通过 sudo kubectl describe node k3s-jp-home-server查看这个节点的细节信息，留意里面的 ip，我这里获取到的 IP 是 100.91.43.90：
获取当前 tailscale 的节点的 IP：sudo tailscale status 找到这台刚刚注册的这台机器的 ip，不出意外的话这个 ip 就是上面截图的 ip。我们将这个 IP 记做 TAILSCALE_IP
最后通过 curl -vk https://100.91.43.90:6443/cacerts (替换成你自己的 ip),应该能看到 k3s server 生成的自签名证书。将 https://100.91.43.90:6443 作为 K3S_URL

到这里我们就拥有了一个在 tailscale vpn 下面可用的 k8s 主节点。

三：在甲骨文云配置 k3s agent

进入甲骨文云管理后台，新建一条规则，允许所有协议（相当于关闭了防火墙）
ssh 登陆到虚拟机，删除 ubuntu iptable 加载器，升级 iptable 并重启
apt-get remove iptables-persistant
安装 tailscale: curl -fsSL https://tailscale.com/install.sh | sh
运行 tailscale：tailscale up 这样才能连接到家里的 server
通过 tailscale status 确认状态正常，然后通过 curl 确认甲骨文能通过 tailscale 连接到家里的 server:
curl -vk https://100.91.43.90:6443/cacerts
能看到自签名证书后，说明甲骨文能连接到家里的 server 了。
安装 k3s agent：

export K3S_URL=https://100.91.43.90:6443
export K3S_TOKEN=Kxxx::server:xxx
curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_URL=${K3S_URL} K3S_TOKEN=${K3S_TOKEN} sh -

配置 k3s 使用 tailscale。和配置 server 一样，新增文件/etc/rancher/k3s/config.yaml,里面的内容修改为vpn-auth: "name=tailscale,joinKey=${TAILSCALE_TOKEN}"
重启 k3s agent 使得刚刚的配置生效：sudo systemctl restart k3s-agent

四：验证 k3s agent 成功加入集群

回到家里的终端在通过 sudo kubectl get node 应该能看到刚刚加入的机器。

❯ kubectl get node
NAME                     STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
k3s-jp-home-server       Ready    control-plane,master   30m   v1.27.5 k3s1
instance-20220922-2113   Ready                     3m    v1.27.5 k3s1

我这里多出来了一台 instance-20220922-2113

同时通过 sudo kubectl describe node instance-20220922-2113 查看加入的 agent 的 ip，应该是 tailscale 提供的 ip 范围（100.64.0.0/10）而不是甲骨文的内网 ip（比如 10.0.0.x）

按照上述方法把自己剩下的甲骨文加到这个集群后的效果：

到这里，我们就把所有的免费甲骨文加到集群里面去了。

五：验证 k3s 集群功能正常

部署一个最简单的 whoami 验证一下集群里面各台机器的联通性 (它的原始文件来自这里，镜像从 nginx 换成了 whoami，方便查看 pod 信息）

新建一个 traefik.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 5
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: traefik/whoami
          ports:
            - containerPort: 80

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30080
  type: NodePort

---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
spec:
  rules:
    - host: nginx.tomyail.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: nginx-service
                port:
                  number: 80

这个配置大致的意思就是新建五个 pod，然后用名字是 nginx-service 的服务连接这五个 pod，对外暴露一个 ip，最后通过 ingress 将 http 流量路由到这个 nginx-service 服务。新建五个是因为我有五个 node，所以他们大概率会分散到每台机器上。（k8s 如何将 pod 分配到 node 的策略有一堆配置可以学习呢）

之后 sudo kubectl apply -f traefik.yaml 执行部署。稍等片刻查看部署状态：sudo kubectl get pod -o wide

ubuntu@k3s-jp-home-server:~$ sudo kubectl get pod -o wide
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS      AGE   IP           NODE                     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-58ffdc8f48-qzwrb   1/1     Running   0             26h   10.42.2.7    oracle-korea-2                      
nginx-deployment-58ffdc8f48-7r4bt   1/1     Running   0             26h   10.42.1.6    oracle-korea-1                      
nginx-deployment-58ffdc8f48-525k6   1/1     Running   0             26h   10.42.0.12   k3s-jp-home-server                  
nginx-deployment-58ffdc8f48-cgzlf   1/1     Running   0             23h   10.42.3.3    oracle-toyko-1                      
nginx-deployment-58ffdc8f48-blmh6   1/1     Running   3 (22h ago)   23h   10.42.4.8    instance-20220922-2113

在 server 的机器上，curl 上面这几个 ip，看到下面的这些信息就表示集群里面的 whoami 部署成功了

ubuntu@k3s-jp-home-server:~$ curl 10.42.3.3
Hostname: nginx-deployment-58ffdc8f48-cgzlf
IP: 127.0.0.1
IP: ::1
IP: 10.42.3.3
IP: fe80::645a:46ff:fe5d:e2f3
RemoteAddr: 10.42.3.1:56192
GET / HTTP/1.1
Host: 10.42.3.3
User-Agent: curl/7.58.0
Accept: */*

最后就是进入 cloudflare，为刚刚的 nginx 服务增加一条 dns A 记录，这个记录的 IP 可以是任何一个集群里面有公共 ip 的机器。当然你可以选择用一些自动化工具来自动根据 ingress 自动更新 cloudflare dns 记录，比如 external-dns 。

最后你就可以通过 nginx.tomyail.com 访问我部署的这个服务了。

如果你希望看到包含图文的更详细文章，欢迎访问我的博客：使用k3s 和 tailscale 在甲骨文云和家之间搭建 kubernetes集群

本作品采用知识共享署名-相同方式共享 4.0 国际许可协议进行许可

xiaxialong说道：

2023年9月23日下午3:03

学习了

回复
hai125698说道：

2023年9月23日下午3:06

好文绑定

回复
ekkosky说道：

2023年9月23日下午3:31

学习

回复

Tao_Qi