MicroK8s — быстрый старт с легким Kubernetes

Быстрые ссылки

• Установка
• Взаимодействие с кластером
• Работа с Docker‑образами
• Включение веб‑панели Kubernetes
• Дополнительные аддоны
• Управление кластером
• Многоузловые кластеры
• Когда MicroK8s не подходит
• Заключение

Что такое MicroK8s

MicroK8s — это минималистичная, упакованная версия Kubernetes от Canonical. Она идёт в виде одного пакета (snap) на Linux и в удобной форме для macOS и Windows. MicroK8s следует релизам upstream Kubernetes и ориентирована на простоту установки и управления.

Определение: Kubernetes — система оркестрации контейнеров для запуска, масштабирования и управления приложениями в контейнерах.

Важно: MicroK8s не зависит от виртуальной машины по умолчанию — вместо этого используется изоляция, предоставляемая пакетной системой. Это уменьшает накладные расходы по сравнению с решениями, требующими полноценной VM.

Установка

MicroK8s доступен для Linux, Windows и macOS. Для Windows на сайте проекта есть графический установщик. Для macOS рекомендуется Homebrew. Для большинства Linux‑дистрибутивов используется snap.

Если на системе ещё не установлен snapd, сначала настройте snapd. Затем выполните команду установки:

sudo snap install microk8s --classic

По умолчанию вы получите последнюю стабильно доступную версию MicroK8s. Чтобы установить конкретную ветку Kubernetes, используйте флаг –channel:

sudo snap install microk8s --classic --channel=1.19/stable

Эта команда установит MicroK8s, основанный на Kubernetes v1.19. После установки сервисы Kubernetes запускатся — это может занять некоторое время. Контролируйте готовность так:

microk8s status --wait-ready

Примечание: для Windows и macOS процесс установки отличается — используйте соответствующий установщик или Homebrew, как указано в документации проекта.

Взаимодействие с кластером

MicroK8s включает собственную версию kubectl. Чтобы выполнить любую kubectl‑команду, добавьте префикс microk8s:

sudo microk8s kubectl get all --all-namespaces

Эта команда покажет все ресурсы во всех пространствах имён.

Пример простого манифеста (YAML) для Pod с NGINX. Сохраните это в файле manifest.yaml:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
      protocol: TCP

Примените манифест:

sudo microk8s kubectl apply -f ./manifest.yaml

После применения Pod появится в выводе microk8s kubectl get all.

Если хотите использовать системную или внешнюю версию kubectl без префикса microk8s, экспортируйте kubeconfig:

sudo microk8s kubectl config view --raw > $HOME/.kube/config

После этого обычные kubectl команды будут работать с вашим MicroK8s кластером.

Для удобства добавьте пользователя в группу microk8s, чтобы не использовать sudo постоянно:

sudo usermod -aG microk8s $USER

Выйдите из сессии и войдите снова, чтобы изменения вступили в силу.

Работа с Docker‑образами

MicroK8s по умолчанию не видит локальные Docker‑образы, которые вы создали в системном Docker. Чтобы использовать образ, экспортируйте его в tar и импортируйте в локальный registry MicroK8s или используйте встроенные инструменты контейнерного рантайма.

Пример сохранения и импорта:

docker save my-image:latest > my-image.tar
microk8s ctr image import my-image.tar

Проверьте список доступных образов:

microk8s ctr images ls

Для рабочих сценариев лучше настроить отдельный реестр образов (private registry). Например, используйте аддон registry (он разворачивает реестр на localhost:32000). Push образа в такой реестр и настройте доступ MicroK8s для pull.

Общие шаги для работы с реестром:

1. Развернуть реестр (встроенный аддон или внешний).
2. Прописать адрес реестра в образе (например, localhost:32000/my-image:tag).
3. Если реестр приватный — обеспечить аутентификацию/токены или доверенные сертификаты.

Зависимости: конкретные команды зависят от выбранного реестра (Harbor, Docker Registry, GitLab Registry и т.д.).

Включение веб‑панели Kubernetes

Веб‑панель Dashboard поставляется с MicroK8s, но по умолчанию отключена. Включите её следующей командой:

microk8s enable dashboard

Подождите, пока сервис запустится, затем выполните:

microk8s kubectl get services --namespace kube-system

Найдите сервис kubernetes-dashboard, запишите его CLUSTER‑IP и откройте этот адрес в браузере. Dashboard позволит визуально управлять ресурсами кластера.

Важно: для продакшена рекомендуется настраивать безопасный доступ через Ingress и RBAC, а также ограничивать доступ к Dashboard.

Дополнительные аддоны

MicroK8s включает множество опциональных аддонов:

• dns — обеспечивает DNS имена в кластере;
• storage — предоставляет default StorageClass на основе директорий хоста;
• ingress — разворачивает контроллер Ingress;
• registry — локальный Docker‑реестр на localhost:32000;
• istio — разворачивание Istio service mesh.

Посмотреть список доступных аддонов можно командой:

microk8s enable

По умолчанию включена минимальная функциональность. Включайте только нужные аддоны, чтобы не увеличивать поверхность атаки и потребление ресурсов.

Управление кластером

Основная утилита управления — microk8s.

• Проверить статус:

microk8s status

• Остановить все службы:

microk8s stop

• Запустить службы:

microk8s start

• Показать kubeconfig:

microk8s config

• Сбросить кластер в исходное состояние (операция разрушительная):

microk8s reset

Флаг --destroy-storage удалит и сохраняемые тома. Используйте осторожно.

Многоузловые кластеры

MicroK8s поддерживает добавление дополнительных узлов для повышения отказоустойчивости и увеличения ресурсов.

Требование: каждый узел должен быть изолированной средой — отдельная машина, виртуальная машина или контейнер‑хост. Нельзя запускать два worker‑узла MicroK8s в одной и той же среде.

На мастере выполните:

microk8s add-node

Команда выведет команду microk8s join, которую нужно выполнить на присоединяемом узле. Узел должен иметь сетевой доступ к мастеру по указанному адресу.

После присоединения проверьте список узлов:

microk8s kubectl get nodes

Чтобы удалить узел:

1. На удаляемом узле выполните microk8s leave.
2. На мастере выполните microk8s remove-node .

Когда MicroK8s не подходит

Важно понимать, в каких ситуациях MicroK8s не является лучшим выбором:

• Требуется корпоративный, поддерживаемый контролируемый Kubernetes с SLAs и интеграцией на уровне облака — лучше использовать управляемые сервисы (EKS/GKE/AKS) или коммерческие дистрибуции.
• Нужна масштабируемость на сотни узлов и сложные сетевые топологии — для больших кластеров стоит рассмотреть kubeadm‑основанные развертывания или специализированные решения.
• Если в организации запрещены пакеты snap или требуется строгое соответствие политикам безопасности — альтернативы вроде k3s или kubeadm могут подойти лучше.

Контрпример: для легковесных edge‑устройств и Raspberry Pi MicroK8s хорош, но для крупных дата‑центров с требованиями к сетевому плагину и storage лучше выбирать решения с проверенным стеком сетей и хранилищ.

Альтернативы и сравнение

Коротко о популярных альтернативах:

• k3s — очень лёгкий Kubernetes от Rancher, хорошо подходит для edge и IoT.
• Minikube — локальная среда с VM, удобна для работы на ноутбуке.
• kubeadm — инструмент для установки production‑кластеров, даёт полный контроль, но требует больше ручной настройки.

Выбор зависит от требований: ресурсы, сложность, поддержка, согласование с политиками компании.

Методика развёртывания простого приложения (mini‑method)

1. Подготовьте образ и реестр: соберите контейнер, загрузите в доступный реестр.
2. Создайте манифесты: Deployment, Service, Ingress, PVC — избегайте запуска всего в одном Pod.
3. Примените манифесты: kubectl apply -f.
4. Проверьте состояние: kubectl get pods,svc,ingress -A.
5. Наблюдайте логи и метрики: kubectl logs и инструменты мониторинга.
6. Настройте резервирование и бэкапы для критичных данных.

Роли и чек‑листы

Для разработчика:

• Убедиться, что приложение container‑ready.
• Использовать Liveness и Readiness пробы.
• Локально тестировать образ и конфигурации.

Для оператора:

• Следить за статусом аддонов и ресурсами узлов.
• Настроить бэкапы ETCD/volume.
• Настроить мониторинг и алёрты.

Для SRE:

• Тестировать процедуры восстановления и обновления кластера.
• Автоматизировать процессы CI/CD для развёртывания.

Критерии приёмки развёртывания

• Все Pod в namespace приложения находятся в состоянии Ready.
• Сервис доступен по ожидаемому порту/Ingress адресу.
• Liveness/Readiness проба проходит стабильно.
• Метрики и логи собираются и доступны в консоли наблюдения.

Безопасность и hardening

Рекомендации по безопасности для MicroK8s:

• Включите RBAC и минимизируйте привилегии сервисных аккаунтов.
• Отключайте ненужные аддоны.
• Используйте TLS для всех внешних интерфейсов.
• Ограничьте доступ к Dashboard через Ingress и авторизацию.
• Регулярно обновляйте snap пакеты: snap refresh microk8s.

Не храните секреты в незашифрованном виде в манифестах — применяйте Secrets и внешние менеджеры секретов.

Резервное копирование и восстановление (SOP)

1. Снимите backup конфигурации: microk8s config и экспорт необходимых манифестов.
2. Для хранения данных используйте PersistentVolume с внешним бэкапом (например, S3/MinIO).
3. Перед major‑обновлением выполните microk8s stop, сделайте снимок томов и metadata.
4. После восстановления импортируйте необходимые образы и примените манифесты заново.

Примечание: microk8s reset удаляет ресурсы — используйте только после получения надежной резервной копии.

Runbook: узел упал и ушёл в NotReady

1. Проверить состояние узла: microk8s kubectl get nodes.
2. На проблемном узле проверить логи: journalctl -u snap.microk8s.daemon-kubelet -n 200.
3. Перезапустить MicroK8s службы: microk8s stop && microk8s start.
4. Если проблема не решена — удалить узел из кластера и вновь присоединить (см. раздел многоузловых кластеров).
5. Проверить, не потеряны ли PersistentVolume и данные.

Тесты и критерии приёмки (acceptance)

• unit/integration: контейнеры проходят локальные тесты.
• e2e: развёртывание приложения в staging‑кластере MicroK8s и проверка работоспособности через HTTP.
• Конфигурационный тест: провайдить, что все требуемые аддоны включены.

Совместимость и миграция

MicroK8s следует релизам upstream. При миграции между версиями:

• Прочитайте release notes Kubernetes для несовместимых изменений.
• Тестируйте обновление в тестовой среде.
• Обновляйте snap командой: sudo snap refresh microk8s.

Если вы мигрируете с Minikube или k3s, проверьте, как маппятся StorageClass и сетевые плагины — вам может потребоваться адаптировать PVC и CNI настройки.

Факты (fact box)

• Формат пакета: snap (на Linux).
• Встроенный реестр по умолчанию: localhost:32000 (аддон registry).
• Команда для статуса: microk8s status.
• Экспорт kubeconfig: microk8s config или microk8s kubectl config view --raw.
• Поддержка multi‑node через microk8s add-node / microk8s join.

Конфликты и ограничения

• Snap‑пакет может конфликтовать с политиками дистрибутива.
• На некоторых облачных образах snapd требуется ручная установка и конфигурация.
• Встроенный registry подходит для локальной разработки, но для продакшена стоит использовать полноценный реестр с аутентификацией и бэкапом.

Примечания о приватности и соответствие GDPR

MicroK8s как инструмент сам по себе не собирает персональные данные. Если вы храните данные пользователей в приложениях, обеспечьте:

• Шифрование данных на хранении и при передаче.
• Контроль доступа и аудит логов.
• Процедуры удаления данных по запросу.

Если ваш реестр содержит персональные данные, настройте политики хранения и бэкапа в соответствие с требованиями GDPR.

Краткое объявление (100–200 слов)

MicroK8s — компактный и производительный дистрибутив Kubernetes от Canonical. Он упакован в один snap‑пакет, легко устанавливается и быстро запускается на Linux, macOS и Windows. Благодаря встроенным аддонам — таким как Dashboard, Ingress, DNS и локальный Registry — вы быстро получите рабочий кластер для разработки и тестирования. MicroK8s поддерживает multi‑node кластеры, что позволяет масштабировать среду и повышать доступность. Для продакшена рекомендуем включать RBAC, настраивать бэкапы и использовать внешний реестр образов. Обновление осуществляется через snap refresh microk8s, а управление — через простой набор команд microk8s. Это решение особенно удобно, если нужно одинаковое окружение для разработки и небольших production‑кластеров.

Заключение

MicroK8s — удобный способ быстро поднять Kubernetes с минимальными усилиями. Он хорош для разработки, тестирования и небольших продакшен‑задач. При переходе в крупный продакшен учитывайте ограничения snap и архитектурные требования. Обновляйте и резервируйте кластер регулярно, и настраивайте безопасность по принципу наименьших прав.

Итоги:

• Быстрая установка и знакомый интерфейс kubectl.
• Множество аддонов для типичных сценариев.
• Подходит для локальной разработки и небольших продакшен‑кластеров.
• Для крупных установок рассмотрите kubeadm или управляемые Kubernetes‑сервисы.