В мире контейнеризации и оркестрации Kubernetes стал стандартом, но его сложность и ресурсоемкость часто затрудняют локальную разработку и тестирование. Решение? K3s — легковесный Kubernetes, запускаемый в Docker-контейнерах через инструмент k3d.
Это облегчённый дистрибутив Kubernetes, предназначенный для IoT и периферийных сред. Он полностью совместим с Kubernetes, но оптимизирован для работы в условиях ограниченных ресурсов за счёт снижения потребляемых ресурсов и зависимости от них.
В этой статье разберем, как связаны эти технологии, их преимущества и практическое применение.
Ключевые особенности K3S включают в себя:
- Оптимизировано для Edge: идеально подходит для небольших кластеров и сред с ограниченными ресурсами.
- Встроенные инструменты: Networking (Flannel), ServiceLB Load-Balancer Controller и Ingress (Traefik) включены в комплект, что сводит к минимуму сложность настройки.
- Компактная конструкция: K3S упрощает Kubernetes, объединяя все в двоичный файл и удаляя ненужные компоненты, такие как устаревшие API.
Ключевые технологии
K3s
Официальный lightweight-дистрибутив Kubernetes от Rancher Labs(сейчас SUSE), сертифицированный CNCF.
- Особенности:
Заменяет etcd на SQLite (легче на 40%).
Весит всего 100 МБ.
Работает на ARM/Raspberry Pi.
Автоматические обновления через k3s-upgrade.
K3D
Инструмент для запуска K3s-кластеров внутри Docker-контейнеров.
- Принцип работы:
Создает изолированные Docker-сети.
Каждый узел (control-plane/worker) — отдельный контейнер.
Автоматически настраивает kubeconfig.
Docker
Базовая платформа для контейнеризации, где k3d разворачивает виртуальные узлы кластера.
Почему K3s + k3d? 6 ключевых выгод
Скорость развертывания
Запуск кластера за 15 секунд: k3d cluster create my-cluster
- Экономия ресурсов
Кластер из 3 узлов потребляет меньше 1 ГБ RAM vs 4+ ГБ у minikube/kubeadm. - Идеально для CI/CD и разработки
Тестирование Helm-чартов и манифестов без облачных кластеров.
Интеграция с GitHub Actions/GitLab CI через Docker-in-Docker (dind). - Портативность
Кластеры описываются в YAML-файлах и воссоздаются одной командой: k3d cluster create --config cluster.yaml - Безопасность
Изоляция через Docker: утечки в кластере не затронут хост-систему. - Поддержка всех фич Kubernetes
Включая Ingress (traefik), LoadBalancer (klipper), CSI и CNI.
Практика: запуск кластера и приложения
Шаг 1: Установка
# Установка k3d (требуется Docker)
curl -s https://raw.githubusercontent.com/k3d-io/k3d/main/install.sh | bash
# Создание кластера с портом 8080→80
k3d cluster create dev-cluster -p "8080:80@loadbalancer"
Шаг 2: Развертывание приложения (Nginx)
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl create service clusterip nginx --tcp=80:80
# Применяем Ingress для доступа
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx
port:
number: 80
EOF
Откройте http://localhost:8080 → работает Nginx!
Сценарии использования
- Локальная разработка: Тестируйте манифесты перед продакшеном.
- Обучение Kubernetes: Быстрый сброс кластера командой k3d cluster delete.
- CI-тестирование: Запуск изолированных тестов в GitLab Runner.
- Демо/PoC: Развертывание сложных систем (Istio, Prometheus) на ноутбуке.
Ограничения
- Не подходит для high-load продакшена (используйте Kubeadm/EKS/GKE).
- Нет встроенной поддержки Windows (требуется WSL2).
Заключение
K3D упрощает запуск кластеров Kubernetes с помощью K3S на Docker, делая его идеальным решением для локальной разработки и тестирования. Настроив необходимые инструменты, такие как Docker, kubectl и K3D, вы сможете легко создавать и управлять кластерами.
Вы можете разворачивать приложения всего несколькими командами. K3D предлагает гибкое и легкое решение для Kubernetes, позволяя разработчикам экспериментировать и эффективно работать с кластерами.