基于K3s搭建GitOps环境

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系列文章目录

本文是基于K3s搭建GitOps环境的系列文章总览，包含完整的组件规划和部署路线图。本系列旨在帮助您在K3s轻量级Kubernetes集群上构建完整的GitOps环境，实现从代码到部署的自动化流水线。

基础环境篇

  1. 基于K3s搭建GitOps环境1-K3s安装 - K3s集群部署与基础配置
  2. 基于K3s搭建GitOps环境2-配置Traefik - Traefik反向代理配置
  3. 基于K3s搭建GitOps环境3-配置内网域名 - CoreDNS内网域名解析
  4. 基于K3s搭建GitOps环境4-证书管理 - cert-manager证书管理

核心组件篇

  1. [[基于K3s搭建GitOps5-部署Gitea]] - 代码仓库部署
  2. [[基于K3s搭建GitOps6-部署ArgoCD]] - GitOps核心部署
  3. [[基于K3s搭建GitOps7-部署Tekton]] - CI流水线部署
  4. [[基于K3s搭建GitOps8-部署Harbor]] - 镜像仓库部署

GitOps环境架构

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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐  
│ GitOps 完整链路 │  
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤  
│ │  
│ ① 开发者 ──push──▶ Gitea (Git仓库) │  
│ │  
│ ② Tekton Pipeline ──webhook触发──▶ 克隆代码 │  
│ │  
│ ③ Tekton Pipeline ──构建──▶ Docker镜像 │  
│ │ │  
│ │ docker push │  
│ ▼ │  
│ ④ Harbor (镜像仓库) ◀── 推送镜像 │  
│ │ • 存储镜像bits │  
│ │ • Trivy CVE扫描 │  
│ │ • Notary镜像签名（可选） │  
│ │  
│ ⑤ ArgoCD Application ──监听镜像Tag变化──▶ 检测到新镜像 │  
│ │ │  
│ │ 更新Deployment镜像Tag │  
│ ▼ │  
│ ⑥ K3s集群 ──kubectl apply──▶ 新Pod以新镜像启动 │  
│ │  
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

组件规划

开放端口

端口 用途 说明
53 CoreDNS服务 内网域名解析
443, 80 Traefik入口 HTTPS/HTTP访问入口
5432/3306 数据库服务 PostgreSQL/MySQL（二选一）
6379 Redis缓存 缓存服务
8022 SSH管理 服务器管理端口
22 Git SSH git+ssh方式代码上传

域名规划（统一使用example.io）

组件 访问地址 说明
Traefik Dashboard https://traefik.example.io 反向代理管理界面
Harbor https://harbor.example.io 私有镜像仓库，支持镜像签名与安全扫描
Gitea https://gitea.example.io 轻量级代码仓库
Tekton https://tekton.example.io 云原生CI流水线
ArgoCD https://argocd.example.io GitOps持续部署核心
Notary https://notary.example.io 镜像签名服务（Harbor集成）

部署路线图

第一阶段：基础环境搭建（1-4天）

  1. 第1天：部署K3s集群，配置存储和网络
  2. 第2天：配置Traefik反向代理，启用Dashboard
  3. 第3天：配置CoreDNS内网域名解析
  4. 第4天：部署cert-manager，配置证书管理

第二阶段：核心组件部署（5-8天）

  1. 第5天：部署Gitea代码仓库，配置数据库连接
  2. 第6天：部署ArgoCD，配置GitOps工作流
  3. 第7天：部署Tekton，配置CI流水线
  4. 第8天：部署Harbor，配置镜像仓库和安全扫描

第三阶段：集成与优化（9-10天）

  1. 第9天：组件间联动配置，打通完整流水线
  2. 第10天：生产环境优化，配置监控和告警

环境要求

硬件要求

  • 最低配置：2核CPU，4GB内存，50GB存储
  • 推荐配置：4核CPU，8GB内存，100GB存储
  • 生产环境：根据业务规模弹性扩展

软件要求

  • 操作系统：Ubuntu 20.04+ / CentOS 7+ / RHEL 8+
  • 容器运行时：Containerd（K3s默认集成）
  • 网络：内网互通，可访问外网（用于拉取镜像）

配置参考

所有组件的详细配置文件和部署脚本请参考：KubeTemplate-devops

该仓库包含：

  • K3s集群部署脚本
  • 各组件Helm Chart配置
  • 示例应用部署文件
  • 监控和日志配置
  • 生产环境优化建议

注意事项

  1. 域名配置：所有示例域名使用example.io，实际部署时请替换为您的域名
  2. 证书管理：生产环境建议使用Let’s Encrypt证书，内网环境可使用自签名证书
  3. 存储配置：K3s默认使用local-path存储类，生产环境建议配置持久化存储
  4. 安全加固：部署完成后请及时修改默认密码，配置网络策略
  5. 备份策略：定期备份数据库和持久化卷数据

常见问题

Q1: K3s与其他Kubernetes发行版有何区别？

A: K3s是轻量级Kubernetes发行版，专为边缘计算和资源受限环境设计，相比标准K8s：

  • 安装包更小（约40MB）
  • 内存占用更低
  • 默认集成Containerd、Traefik、CoreDNS等组件
  • 简化了配置和管理

Q2: GitOps与传统CI/CD有何不同？

A: GitOps的核心思想是”Git作为单一可信源”：

  • 声明式配置：所有环境配置存储在Git仓库中
  • 自动同步：集群状态自动与Git仓库中的期望状态同步
  • 可追溯性：所有变更都有Git提交记录
  • 一键回滚：通过Git版本控制实现快速回滚

Q3: 如何选择数据库？

A: 本系列支持两种数据库方案：

  • PostgreSQL：功能丰富，适合复杂应用
  • MySQL：轻量快速，适合简单场景
    您可以根据实际需求选择一种，配置方法类似。