速覽

k8s是功能豐富的容器編排工具，適合大規模生產部署；k3s是輕量級k8s，適合邊緣計算和資源受限環境；k0s是零依賴、易部署的k8s發行版，適合快速搭建集群。

k0s | Kubernetes distribution for bare-metal, on-prem, edge, IoT

K3s

詳答

一、基本概念與定位

1. k8s（Kubernetes）

• 定位：作為容器編排領域的標桿，k8s是一個功能全面、生態豐富的開源平臺，專為大規模、高復雜度的生產環境設計。
• 核心功能：支持自動化部署、動態擴容、服務發現、負載均衡、自愈恢復等高級功能，是云原生應用的基石。
• 適用場景：適用于需要高可用性、高性能、以及復雜應用架構的場景，如大型互聯網企業、金融行業等。

2. k3s

• 定位：由Rancher Labs推出的輕量級k8s發行版，旨在解決資源受限環境下的容器編排問題。
• 核心優勢：通過精簡k8s組件、優化二進制大小（約50MB），k3s顯著降低了資源消耗和部署復雜度。
• 適用場景：特別適合邊緣計算、物聯網（IoT）設備、以及資源有限的本地或云端環境。

3. k0s

• 定位：由Lens團隊開發的零依賴k8s發行版，強調“零摩擦”部署體驗。
• 核心理念：通過單二進制文件實現無依賴安裝，支持裸金屬、云端、本地等多種環境，簡化集群管理。
• 適用場景：適合需要快速搭建k8s集群、追求極簡運維的場景，如開發測試環境、小型生產部署等。

二、架構與組件對比

1. k8s架構

• 控制平面：包括API Server、Scheduler、Controller Manager、etcd等核心組件，負責集群管理、調度和存儲。
• 數據平面：由kubelet、kube-proxy和容器運行時（如Docker、containerd）組成，負責節點管理和網絡通信。
• 插件系統：支持豐富的插件（如CNI網絡插件、CSI存儲插件），擴展集群功能。

2. k3s架構

• 輕量化設計：移除了非核心組件（如etcd，改用SQLite存儲）、云提供商驅動和存儲插件，減少二進制大小。
• 集成化部署：將控制平面和數據平面組件打包為單個二進制文件，簡化安裝和升級流程。
• CNI與CSI支持：默認集成Flannel作為CNI插件，支持CSI存儲插件，滿足基本網絡和存儲需求。

3. k0s架構

• 單二進制設計：將所有k8s組件（包括控制平面和數據平面）打包為單個二進制文件，實現無依賴部署。
• 模塊化擴展：支持通過插件機制擴展功能，如添加CNI插件、CSI存儲插件等，保持核心系統的簡潔性。
• k0sctl工具：提供一鍵式集群部署和管理功能，支持通過SSH遠程安裝和配置節點，提升運維效率。

三、性能與資源消耗

1. k8s性能

• 資源消耗：由于組件眾多，k8s對CPU、內存和網絡帶寬的要求較高，適合資源充足的服務器環境。
• 性能優化：支持水平擴展、垂直擴展和自動伸縮，可應對高并發、大數據量的應用場景。

2. k3s性能

• 低資源消耗：通過精簡組件和優化二進制大小，k3s顯著降低了資源占用，可在1vCPU/1GB內存的節點上運行。
• 快速啟動：由于組件較少，k3s的啟動時間比k8s更短，適合需要快速響應的邊緣計算場景。

3. k0s性能

• 資源效率：k0s的二進制文件大小介于k8s和k3s之間（約150MB-200MB），但通過單二進制設計和無依賴安裝，仍保持了較高的資源效率。
• 部署速度：k0sctl工具支持一鍵式部署，可在幾分鐘內完成集群搭建，提升運維效率。

四、部署與運維

1. k8s部署

• 復雜性：k8s的部署和配置較為復雜，需要熟悉k8s架構和組件，適合有專業運維團隊的場景。
• 工具支持：支持kubeadm、kops等部署工具，以及Terraform、Ansible等自動化運維工具。

2. k3s部署

• 簡單性：k3s的部署流程極為簡化，只需下載單個二進制文件并執行啟動命令即可完成單節點部署。
• 多節點支持：通過添加節點命令或使用k3d等工具，可輕松實現多節點集群的搭建和管理。

3. k0s部署

• 無依賴安裝：k0s的單二進制設計實現了無依賴安裝，無需預先安裝任何庫或依賴項。
• k0sctl工具：提供集群配置文件的YAML模板，支持通過SSH遠程安裝和配置節點，實現一鍵式集群部署。

五、適用場景與選擇建議

1. k8s適用場景

• 大規模生產環境：如大型互聯網企業、金融行業等，需要高可用性、高性能和復雜應用架構的場景。
• 需要豐富插件和擴展的場景：如需要定制化網絡、存儲或安全策略的場景。

2. k3s適用場景

• 邊緣計算和物聯網：如智能設備、遠程監控等資源受限且需要容器編排的場景。
• 快速原型開發和小規模生產部署：如開發測試環境、小型應用部署等，需要降低硬件和管理成本的場景。

3. k0s適用場景

• 快速搭建k8s集群：如開發測試環境、臨時項目部署等，需要快速驗證和迭代的場景。
• 追求極簡運維的場景：如小型企業、初創公司等，希望降低k8s運維復雜度的場景。

K0s、K3s與K8s的基本特性對比

K0s、K3s與K8s的功能與插件對比