一文搞定完整的云原生边缘基础设施堆栈

Janakiram MSV是Janakiram & Associates的首席分析师，也是国际信息技术学院的兼职教师。他也是Google Qualified Developer、亚马逊认证解决方案架构师、亚马逊认证开发者、亚马逊认证SysOps管理员和微软认证Azure专业人员。

Janakiram是云原生计算基金会的大使，也是首批Kubernetes认证管理员和Kubernetes认证应用开发者之一。他曾在微软、AWS、Gigaom Research等知名公司工作。

在之前的文章中，我们了解了云原生边缘计算堆栈的核心构件：K3s、Project Calico和Portworx。

本篇教程将带你了解在边缘集群上安装和配置这一软件，该集群是一组运行Ubuntu 18.04的英特尔NUC迷你电脑。这种基础设施可用于在边缘运行可靠、可扩展和安全的AI和IoT工作负载。

为Calico自定义K3s安装

默认情况下，K3s使用Flannel作为容器网络接口（CNI）运行，使用VXLAN作为默认后端。在本文中，我们将用Calico代替它。

要将K3s与网络堆栈Calico集成起来，我们需要自定义安装以启动CNI支持。

请注意在边缘你至少需要3个节点运行在K3s集群上以保证高可用。

在第一个指定为服务器的节点上，运行以下命令：

export K3S_TOKEN="secret_edgecluster_token" export INSTALL_K3S_EXEC="--flannel-backend=none --disable=traefik --cluster-cidr=172.16.2.0/24 --cluster-init" curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

如果在你的网络中172.16.2.0/24已经被占用，那么你必须选择一个不同的pod网络CIDR来代替上述命令中的172.16.2.0/24。

在其余server节点上，运行以下命令。请注意，我们在安装程序中添加--server开关，将其指向第一个节点的IP地址。

export K3S_TOKEN="secret_edgecluster_token" export INSTALL_K3S_EXEC="--flannel-backend=none --disable=traefik --cluster-cidr=172.16.2.0/24 --server https://10.0.0.60:6443" curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

运行以下命令配置worker节点或agent：

export K3S_URL=https://10.0.0.60:6443 export K3S_TOKEN="secret_edgecluster_token" curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

使用K3s server的IP地址代替K3S_URL

这一步结束之后，你应该拥有一个带有4个节点的集群。

由于网络尚未配置，因此没有一个节点是ready的。只要我们将Calico specs应用到集群，这些节点的状态将会变成ready。

在进行下一步之前，先从其中一个server节点复制/etc/rancher/k3s/k3s.yaml到你的本地工作站并将KUBECONFIG环境变量指向它。别忘了在YAML文件中更新master URL。这提供了通过kubectl CLI对K3s集群的远程访问。

在多节点K3s集群上安装Calico

我们将通过下载Calico manifests并修改它们来启动：

wget https://docs.projectcalico.org/manifests/tigera-operator.yaml wget https://docs.projectcalico.org/manifests/custom-resources.yaml

在K3s安装过程中，打开custom-resources.yaml文件并更改CIDR到与上文提到的相同的IP地址段。

应用两个manifest为K3s集群配置Calico网络

kubectl create -f tigera-operator.yaml kubectl create -f custom-resources.yaml

几分钟内，集群状态将变为ready

最后，在calico-system命名空间中修改cni-config configmap以启用IP转发：

kubectl edit cm cni-config -n calico-system

改变以下所示的值，启用IP转发：

"container_settings": { "allow_ip_forwarding": true }

验证Calico是否启动并使用以下命令运行：

kubectl get pods -n calico-system

在K3s上安装Portworx

Portworx 2.6及以上版本支持K3s，安装流程与其他Kubernetes发行版并无差异。如果你不太了解，可以根据以下链接中的教程安装Portworx：

https://thenewstack.io/tutorial-install-and-configure-portworx-on-a-bare-metal-kubernetes-cluster/

如果你手边没有etcd集群，你可以在PX-Central安装向导中选择内置的KVDB。