从数据中心到边缘：基于 openEuler 24.03 LTS SP2 的 K3s 轻量化云原生实战评测

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摘要：

云原生已成为驱动数字基础设施演进的核心动力。作为承载这一切的基石，操作系统正面临着向全场景、高效率、强安全转变的深刻挑战。openEuler，作为面向数字基础设施的开源操作系统，其最新发布的 openEuler 24.03 LTS SP2 版本，搭载了革命性的 Linux 6.6 内核，为云原生应用提供了前所未有的性能与稳定性。

一、时代浪潮：云原生的"全场景"挑战

云原生（Cloud Native）代表着一套构建和运行应用程序的架构理念和技术合集，其核心支柱------容器化、微服务、CI/CD 和 DevOps------旨在构建松耦合、可弹性伸缩、高容错的系统。

这种范式对底层的操作系统提出了极为苛刻的要求：

极致的资源效率： 无论是数据中心的高密度容器部署，还是边缘设备的资源受限，操作系统自身的开销都必须被压缩到极致
敏捷的调度与隔离： 内核必须具备更低延迟的进程调度能力（如 EEVDF）和更精细的 Cgroups 机制，以实现海量容器的快速启停和严格隔离
强大的网络与I/O： 微服务间的频繁通信和有状态应用的数据持久化，高度依赖高性能、低延迟的网络堆栈和异步 I/O 处理能力（如 io\_uring）
内建的安全与可观测性： 安全必须"左移"到 OS 层，而 eBPF 等技术带来的深度可观测性也已成为标配

传统的通用操作系统在这些方面往往力不从心。而 openEuler 24.03 LTS SP2 不仅着眼于数据中心的"重量级"K8s 场景，其高效的内核与轻量化的设计，使其同样擅长应对云原生在边缘和开发环境中的"轻量级"挑战

二、技术深潜：openEuler 24.03 LTS SP2 的云原生"核动力"

openEuler 24.03 LTS SP2 的最大亮点是其搭载了Linux 6.6 内核。这个内核版本带来了多项对云原生场景至关重要的底层革新：

EEVDF 调度器 (Earliest Eligible Virtual Deadline First)： 6.6 内核正式启用了 EEVDF 调度器以取代传统的 CFS。对于云原生微服务而言，这意味着更公平、更低延迟的 CPU 资源分配，能有效缓解高并发下的"长尾延迟"问题，这对于时延敏感的边缘 AI 应用尤为关键。
io_uring 的持续进化： 作为 Linux 异步 I/O 的未来，io\_uring 在 6.6 内核中得到了极大增强，提升了 I/O 密集型应用（如数据库、消息队列）的性能。
内存管理与 Cgroups 优化： 对内存管理和 Cgroup v2 的精细打磨，使得容器的资源视图更精确，内存回收效率更高，从而支持在资源受限的设备上运行更多服务

除了强大的内核，openEuler 自身的生态工具链，如轻量化容器引擎 iSula（可与 K3s 底层的 Containerd 协同工作）和智能运维 A-Ops，共同构筑了其"全场景"云原生的技术护城河

三、实战演练：K3s on openEuler 24.03 - 打造极致轻量化云原生底座

对于开发者和边缘计算场景而言，部署一个完整的 K8s 集群过于沉重。因此，我们选择评测 openEuler 24.03 LTS SP2 运行 K3s 的表现。K3s 是一个经 CNCF 认证的、轻量级的 K8s 发行版，它将 K8s 组件打包为单个二进制文件，极大简化了部署和运维，是边缘计算和开发者环境的理想选择

环境准备：

一台虚拟机，安装 openEuler 24.03 LTS SP2
配置：至少 2C2G 内存（K3s 非常轻量，但仍需基本资源）

推荐按此配置：

步骤一：系统初始化（单节点执行）

为确保 K3s 顺利运行，我们进行标准化的系统环境准备。

关闭防火墙和 SELinux（为简化教程，生产环境应配置精细规则）：

bash 复制代码

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 临时关闭SELinux
setenforce 0
# 永久关闭，重启生效
sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

关闭 Swap 分区（K8s/K3s 的标准要求）：

bash 复制代码

swapoff -a
# 永久关闭，注释掉 /etc/fstab 中的 swap 行
sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab

确保内核模块加载 （openEuler 24.03 默认已支持）： K3s 依赖 br_netfilter 和 overlay 等模块。openEuler 24.03 默认支持良好，我们可以手动检查加载

bash 复制代码

modprobe br_netfilter
modprobe overlay

# 验证内核参数
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
EOF
sysctl --system

执行 sysctl --system 后，应看到配置生效的输出

步骤二：安装 K3s（单节点执行）

K3s 以其"一键安装"而闻名。我们将使用国内镜像源来加速安装过程

执行 K3s 官方安装脚本（使用国内镜像）： openEuler 24.03 已内置 curl，可直接使用。
bash 复制代码
```
# 使用 mirror.rancher.cn 作为国内加速镜像
curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | INSTALL_K3S_MIRROR=cn sh -
```
这条命令会自动下载 K3s 二进制文件，并将其注册为 systemd 服务自动运行。安装过程非常迅速，充分体现了其轻量化的优势。

检查 K3s 服务状态：
bash 复制代码
```
systemctl status k3s
```
您应该能看到 k3s.service 处于 active (running) 状态，证明 K3s 已在 openEuler 24.03 上成功启动

步骤三：配置 kubectl 访问 K3s 集群（单节点执行）

K3s 会自动生成一个 kubeconfig 文件，我们只需将其配置到 kubectl 默认读取的位置。

安装 kubectl（推荐）： 虽然 K3s 自带了 kubectl (位于 /usr/local/bin/k3s kubectl)，但为方便使用，我们安装 openEuler 源中提供的标准 kubectl 客户端。
bash 复制代码
```
dnf install -y kubectl
```

配置 Kubeconfig：

bash 复制代码

# 创建 .kube 目录
mkdir -p $HOME/.kube

# 复制 K3s 的配置文件，并设置正确权限（K3s的配置文件默认对 root 只读）
cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
chmod 600 $HOME/.kube/config

步骤四：验证 K3s 单节点集群（单节点执行）

现在，我们的单节点 K8s 集群已经准备就绪！

检查节点状态：
bash 复制代码
```
kubectl get nodes
```
您会看到您的虚拟机主机名显示为 Ready 状态，并且 ROLES 包含 control-plane,master。这证明 openEuler 24.03 作为一个节点已成功注册到 K3s 集群中

检查 K3s 内置组件： K3s 的一大优势是"开箱即用"，它内置了 Traefik（Ingress）、Metrics Server 和 CoreDNS 等核心组件。
bash 复制代码
```
kubectl get pods -n kube-system
```
您会看到 coredns-xxx, traefik-xxx, metrics-server-xxx 等 Pod 都处于 Running 状态。这证明 openEuler 24.03 完美兼容 K3s 的所有内置服务，无需任何额外配置

步骤五：部署并访问测试应用（单节点执行）

最后，我们部署一个 Nginx 应用，并通过 NodePort 访问它，以验证 K3s 集群网络功能完整。

创建 Nginx Deployment 和 Service：

bash 复制代码

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

查看服务端口：
bash 复制代码
```
kubectl get svc nginx
```
记下 Nginx 服务映射到宿主机的端口（例如 80:3xxxx/TCP 中的 3xxxx）。
访问 Nginx： 您可以使用 curl 配合您虚拟机的 IP（或 127.0.0.1）和刚查到的 NodePort 端口号进行访问。
bash 复制代码
```
# 假设查到的端口是 31080，使用 localhost 访问
curl http://127.0.0.1:31080

# 或者使用虚拟机的 IP (假设为 192.168.1.10)
# curl http://192.168.1.10:31080
```
成功返回 Nginx 的欢迎页面，标志着这个基于 openEuler 24.03 的 K3s 单节点集群功能完整，网络通畅！

四、评测总结：稳固、高效、轻量的全场景底座

通过在 openEuler 24.03 LTS SP2 单机环境中部署 K3s 的实战评测，我们可以得出以下深刻结论：

完美兼容，极致轻量： 整个安装过程"一键成功"，K3s 及其依赖的 containerd、cni 等组件在 openEuler 24.03 上运行完美，无需任何额外补丁或繁琐配置。这得益于 openEuler 24.03 搭载的 6.6 内核对 cgroup v2 和内核网络特性的原生支持。系统启动后，K3s 自身资源占用极低，与 openEuler 高效的内核调度结合，为资源受限场景提供了最大化的业务运行空间
生态成熟，开箱即用： K3s 自带的 Traefik、CoreDNS、Metrics-Server 等核心服务均能稳定运行，证明了 openEuler 24.03 作为云原生底座的生态成熟度和高兼容性。其 dnf 源中提供的 kubectl 等工具链版本匹配、易于获取，极大提升了易用性
开发者与边缘的"黄金搭档"： "openEuler 24.03 + K3s"的组合，是开发者在单机（如笔记本电脑、开发虚拟机）上模拟完整 K8s API 环境的最佳实践。它开机资源占用极低、启动迅速，让开发者能快速搭建、销毁和测试环境。更重要的是，这套组合为蓬勃发展的边缘计算市场（如物联网网关、智能摄像头、边缘 AI 盒子）提供了一个经过验证的、高可靠、高性能的理想底座

五、未来展望：AI 浪潮下的"全能" openEuler

随着大模型和 AI 应用的爆发，算力调度、GPU/NPU 资源池化、AI 框架与 K8s 的深度融合已成趋势。openEuler 社区早已在此布局，其在异构算力支持（如对昇腾、英伟达等 AI 芯片的适配）、AI 容器（如 MindSpore 容器）优化、Cgroup 对 AI 算力资源的精细化管理等方面持续发力。

从本次 K3s 实战的"轻盈"出发，到承载数据中心 K8s 集群的"稳重"，再到拥抱未来云原生 AI 的"智能"，openEuler 24.03 LTS SP2 凭借其强大的 6.6 内核和完善的开源生态，真正践行了其作为"面向数字基础设施"的"全场景"开源操作系统的承诺

分享一下 openEuler 相关产品官方信息：

1.产品地址：www.openeuler.org/

2.评测地址：www.openeuler.org/

3.产品使用说明：docs.openeuler.openatom.cn/zh/

从数据中心到边缘：基于 openEuler 24.03 LTS SP2 的 K3s 轻量化云原生实战评测

一、 时代浪潮：云原生的"全场景"挑战

二、 技术深潜：openEuler 24.03 LTS SP2 的云原生"核动力"

三、 实战演练：K3s on openEuler 24.03 - 打造极致轻量化云原生底座

步骤一：系统初始化（单节点执行）

步骤二：安装 K3s（单节点执行）

步骤三：配置 kubectl 访问 K3s 集群（单节点执行）

步骤四：验证 K3s 单节点集群（单节点执行）

步骤五：部署并访问测试应用（单节点执行）

四、 评测总结：稳固、高效、轻量的全场景底座

五、 未来展望：AI 浪潮下的"全能" openEuler

一、时代浪潮：云原生的"全场景"挑战

二、技术深潜：openEuler 24.03 LTS SP2 的云原生"核动力"

三、实战演练：K3s on openEuler 24.03 - 打造极致轻量化云原生底座

四、评测总结：稳固、高效、轻量的全场景底座

五、未来展望：AI 浪潮下的"全能" openEuler