K3s

K3s：輕量級 Kubernetes 發行版

K3s 是一個輕量級、符合標準的 Kubernetes 發行版，由 Rancher Labs (現為 SUSE 的一部分) 所開發。它的設計目標是專為在資源受限的環境 (如邊緣運算、物聯網 IoT) 和開發環境中運行而設計。

核心架構元件

K3s 將標準 Kubernetes 的多個元件打包成一個單一的二進位檔，並分為 Server 和 Agent 兩種角色。

• Server 節點: 運行控制平面 (Control Plane) 的節點。它包含以下元件：

  • Kube-APIServer: Kubernetes API。
  • Kube-Scheduler: 負責 Pod 的調度。
  • Kube-Controller-Manager: 負責維護叢集狀態。
  • Kine: 一個精巧的 shim，可以將 etcd 的 API 請求轉換為對 SQLite, PostgreSQL 或 MySQL 的操作。
  • Kubelet: 節點代理程式。
  • Containerd: 容器執行時。
  • Flannel: 預設的 CNI 網路插件。

• Agent 節點: 運行工作負載 (Workload) 的節點。它包含以下元件：

  • Kubelet: 節點代理程式。
  • Containerd: 容器執行時。
  • Flannel: CNI 網路插件。

K3s vs. K8s (標準 Kubernetes)

K3s 之所以「輕量」，是因為它對標準的 K8s (Kubernetes) 進行了大量的簡化和優化：

特性	K3s	K8s (標準版)
二進位檔大小	極小 (單一 < 100MB 的二進位檔)	較大，由多個元件組成
資源消耗	非常低 (記憶體需求約 512MB)	較高 (建議至少 2GB 記憶體)
資料庫	預設使用內嵌的 SQLite，也支援外部的 etcd, MySQL, PostgreSQL	預設且唯一支援 etcd
容器執行時	預設使用 containerd	支援 containerd, CRI-O 等
網路	內建 Flannel CNI，也支援其他 CNI	需要自行選擇並安裝 CNI 外掛
部署複雜度	極低，一行指令即可安裝	相對複雜，需要設定多個元件

K3s 移除了許多 Kubernetes 中非必要的、舊有的或非預設的功能 (如 Alpha 功能、舊的 API 版本)，並將所有需要的元件打包成一個單一的二進位檔，大幅簡化了安裝和維運的複雜度。

快速安裝指令

K3s 以其極簡的安裝過程而聞名。通常只需一行指令即可啟動一個單節點的叢集：

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

這條指令會自���下載 K3s 的二進位檔，並將其設定為一個 systemd 服務來運行。

優勢與應用場景

• 輕量快速: 資源佔用極少，啟動速度快，非常適合開發、測試和 CI/CD 環境。
• 易於安裝: 一行 curl 指令就能完成單節點叢集的安裝，大幅降低了 Kubernetes 的入門門檻。
• 邊緣運算: 非常適合部署在資源有限的邊緣裝置上，例如：樹莓派 (Raspberry Pi)、工業電腦等。
• 物聯網 (IoT): 在大量的 IoT 裝置上建立和管理容器化的應用程式。
• 開發環境: 開發者可以在自己的筆記型電腦上快速啟動一個功能完整的 Kubernetes 叢集。

總結

K3s 是一個功能完整、符合 CNCF (雲原生計算基金會) 一致性認證的 Kubernetes 發行版。它並不是一個閹割版的 K8s，而是一個經過精心裁剪和優化的版本。對於中小型規模的部署、資源受限的場景以及開發測試環境來說，K3s 以其無與倫比的易用性和效率，成為了一個絕佳的選擇。