K3s轻量集群住宅机器搭建：用旧电脑在家搭建K3s轻量集群

家里有几台闲置的旧电脑或树莓派？
装个K3s轻量集群，就能让它们变成一个小型云平台。
K3s是专为资源受限场景设计的Kubernetes发行版，安装包不到100MB，内存占用极低，非常适合住宅机器搭建。
本文将指导你从零开始，在同一局域网内完成K3s集群的搭建和验证。

准备硬件与系统

至少需要两台机器：一台作为Master节点（控制平面），一台作为Worker节点。
如果只有一台，也可以在Master上同时运行工作负载（部署时去掉taint即可）。
硬件最低要求：1核CPU、512MB内存、2GB硬盘。
推荐使用Ubuntu 20.04/22.04 LTS（树莓派可用Ubuntu Server或Raspberry Pi OS）。
所有机器须在同一局域网，并确保彼此网络互通。

登录每台机器，先更新系统并关闭交换分区（Kubernetes要求关闭swap）：

sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/' /etc/fstab

如果开启防火墙，需要放行相关端口：Master放行6443、10250等，Worker放行10250、30000-32767等。
为简化操作，可先临时关闭防火墙测试。

一键安装K3s Master节点

在选定作为Master的机器上执行以下命令安装K3s Server：

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

安装完成后，K3s会自动配置kubectl并生成节点连接令牌。
执行以下命令查看节点状态：

sudo kubectl get nodes

如果显示Master状态为Ready，则主节点安装成功。
记下Master的IP地址（可用ip a查看）。

获取连接令牌（用于Worker加入集群）：

sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token

输出一串长字符串，后面会用到。

Worker节点加入集群

在每台Worker机器上执行安装命令，并指定Master地址和令牌：

curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_URL=https://:6443 K3S_TOKEN=<你的令牌> sh -

把换成Master的IP地址，<你的令牌>换成刚才获取的令牌。
安装完成后，回到Master节点执行sudo kubectl get nodes，你会看到Worker节点已经以Ready状态加入集群。

避坑指南与常见问题

• 端口被占用：如果Master安装失败，检查6443端口是否已被占用，可以换用INSTALL_K3S_EXEC="--tls-san 你的IP"参数。
• 节点状态NotReady：通常是因为CNI插件未正确启动。可以查看Pod状态：sudo kubectl get pods -n kube-system，尝试重启相关Pod。
• 内存不足：默认k3s会给每个Pod预留内存，如果机器内存只有512MB，建议安装时添加--kubelet-arg "system-reserved=memory=100Mi"等参数。
• 使用Docker作为容器运行时：默认K3s使用containerd，若想改用Docker，安装时加上--docker参数。
• 如何开机自启：K3s服务默认随系统启动（systemd服务），一般无需额外设置。

验证集群并部署一个测试应用

为了让新手直观感受集群的运行，我们部署一个简单的Nginx服务：

sudo kubectl create deployment nginx-test --image=nginx
sudo kubectl expose deployment nginx-test --port=80 --type=NodePort

查看服务端口：sudo kubectl get svc nginx-test，会看到类似80:31234/TCP的信息。
然后在浏览器中访问任意节点IP+该端口（例如http://192.168.1.100:31234），如果看到Nginx欢迎页，说明K3s集群正常工作。

至此，你在住宅机器上成功搭建了一个可用的K3s轻量集群。
这个集群可以用于学习Kubernetes、运行个人服务或做开发测试。
后续可以根据需要调整资源分配、添加持久化存储或启用Helm等工具。
如果在搭建过程中遇到其他问题，欢迎查阅官方文档或留言交流。