[kubernetes] k3s 소개 (번역)

leehs·2023년 3월 22일

kubernetes

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K3S

"Lightweight Kubernetes. Easy to install, half the memory, all in a binary of less than 100 MB."
경량 쿠버네티스. 설치가 쉽고 메모리가 절반이며 모두 100MB 미만의 바이너리입니다.

다음 환경에서 사용하면 좋습니다.

Edge
IoT
CI
Development
ARM
Embedding K8s

K3s란?

K3s는 다음과 같은 향상된 기능을 갖춘 완전히 호환되는 쿠버네티스 배포판입니다:

단일 바이너리로 패키지화
기본 스토리지 메커니즘으로 sqlite3를 기반으로 하는 경량 스토리지 백엔드
- (etcd3, MySQL, Postgres도 사용 가능)
복잡한 TLS 및 옵션을 처리하는 간단한 런처에 포함
경량 환경을 위한 합리적인 기본값으로 기본적으로 안전함
다음과 같이 간단하지만 강력한 'batteries-included' 기능 추가
- local storage provider
- service load balancer
- Helm controller
- Traefik ingress controller
모든 쿠버네티스 컨트롤 플레인 구성 요소의 작동은 단일 바이너리 및 프로세스로 캡슐화
이를 통해 K3는 인증서 배포와 같은 복잡한 클러스터 작업을 자동화하고 관리
외부 종속성 최소화(최신 커널과 cgroup 마운트만 필요)

K3는 다음과 같은 필수 종속성을 패키지로 제공합니다:

Container Runtime: Containerd
CNI: Flannel
DNS: CoreDNS
Ingress: Traefik
Service LB: Klipper-lb
임베디드 네트워크 정책 컨트롤러
임베디드 로컬 경로 프로비저너
호스트 유틸리티(iptables, socat 등)

아키텍쳐

노드 구성

k3s 의 서버 노드는 k3s 서버 명령을 실행하는 호스트로 정의되며, 컨트롤 플레인 및 데이터스토어 구성 요소는 K3s에 의해 관리됩니다.
k3s 에이전트 노드는 데이터스토어 또는 컨트롤 플레인 구성 요소 없이 k3s 에이전트 명령을 실행하는 호스트로 정의됩니다.
서버와 에이전트 모두 kubelet, 컨테이너 런타임 및 CNI를 실행합니다.

서버 노드

k3s server configuration: Link

최소 사양

CPU: 10% (Xeon Platinum 8124M CPU, 3.00GHz)
Sotrage: 50 IOPS, 250KiB/sec
RAM: 896M

에이전트 노드

k3s agent configuration: Link

최소 사양

CPU: 5% (Xeon Platinum 8124M CPU, 3.00GHz)
RAM: 256M

내장 DB의 단일 서버 구조

다음 다이어그램은 SQLite 데이터베이스가 내장된 단일 노드 K3s 서버가 있는 클러스터의 예를 보여줍니다.

이 구성에서 각 에이전트 노드는 동일한 서버 노드에 등록됩니다. K3s 사용자는 서버 노드에서 K3s API를 호출하여 쿠버네티스 리소스를 조작할 수 있습니다.

외부 DB의 다중 HA 서버 구조

단일 서버 클러스터는 다양한 사용 사례를 충족할 수 있지만, Kubernetes 컨트롤 플레인의 가동 시간이 중요한 환경의 경우, HA 구성으로 K3를 실행할 수 있습니다.

HA K3s 클러스터는 다음과 같이 구성됩니다:

Kubernetes API를 제공하고 다른 컨트롤 플레인 서비스를 실행할 2개 이상의 서버 노드
외부 데이터스토어(단일 서버 설정에 사용되는 임베디드 SQLite 데이터스토어와 반대)

에이전트 노드 등록 절차

에이전트 노드는 k3s 에이전트 프로세스에 의해 시작된 웹소켓 연결로 등록되며, 에이전트 프로세스의 일부로 실행되는 클라이언트 측 로드 밸런서에 의해 연결이 유지됩니다.

에이전트는 노드 클러스터 비밀과 노드에 대해 무작위로 생성된 비밀번호를 사용하여 서버에 등록하며, 비밀번호는 '/etc/rancher/node/password'에 저장됩니다. 서버는 개별 노드의 비밀번호를 쿠버네티스 시크릿으로 저장하며, 이후 모든 시도는 동일한 비밀번호를 사용해야 합니다. 노드 비밀번호 시크릿은 .node-password.k3s 템플릿을 사용하는 이름으로 kube-시스템 네임스페이스에 저장됩니다.