在現代雲端架構中，Kubernetes已成為容器協調的標準選擇，而選擇適合的基礎設施和作業系統則是建置穩定叢集的關鍵。本文將分享如何在OpenStack環境中佈署根據Talos Linux的Kubernetes叢集，並針對實務中的關鍵點提供深入解析。

Talos Linux簡介與優勢

Talos Linux是一個專為執行Kubernetes而設計的精簡作業系統，其特點在於移除了傳統Linux發行版中對於容器環境來說非必要的元件。在多年的容器化實踐中，玄貓發現Talos的這種設計理念能顯著降低系統維護負擔，同時提升安全性。

Talos的主要優勢包括：

以宣告式設定管理整個系統
極簡的攻擊面，提升安全性
自動化程度高，降低人為操作錯誤
專為Kubernetes最佳化的系統架構

準備Talos映像檔

在OpenStack環境中佈署Talos，首先需要準備適當的映像檔。玄貓建議使用Talos官方提供的映像檔產生器（Image Factory），依照以下步驟進行：

1. 基礎設定選擇

進入Talos Image Factory，選擇以下設定：

硬體類別：選擇「Cloud Server」
Talos版本：建議選擇最新的穩定版本
雲端平台：選擇「OpenStack」
處理器架構：根據實際環境選擇

2. 系統擴充模組設定

在系統擴充模組選擇上，需要特別注意未來可能使用的功能需求。玄貓建議至少加入以下模組：

iscsi-tools：若計畫使用Longhorn等需要iSCSI支援的儲存方案
util-linux-tools：提供基本系統工具支援

特別提醒：在實務經驗中，忽略必要的系統擴充模組是造成後期Pod啟動失敗的常見原因。建議在前期規劃時就要考慮到叢集未來可能的擴充套件需求。

3. 映像檔格式選擇

根據OpenStack供應商的支援情況，選擇適當的映像檔格式：

若供應商支援raw格式，直接下載Disk Image
需要注意映像檔的大小限制，確保符合平台要求

從實務角度來看，選擇正確的映像檔格式對於後續佈署的順利進行至關重要。玄貓在多個專案中發現，不當的映像檔格式選擇可能導致佈署失敗或效能問題。

映像檔最佳化建議

在正式佈署前，玄貓建議進行以下最佳化：

確認映像檔的完整性
移除不必要的擴充模組，降低映像檔大小
根據實際需求調整系統引數

這些最佳化步驟能確保佈署過程更加順暢，並為後續的維運工作打下良好基礎。在實際佈署中，精簡與最佳化過的映像檔不僅能加快佈署速度，還能降低執行時的資源消耗。

根據多年在容器化環境的實戰經驗，玄貓特別強調映像檔設定的重要性。一個良好設定的基礎映像檔，能為整個Kubernetes叢集的穩定性和效能帶來顯著提升。在下一個部分，我們將探討如何在OpenStack環境中進行具體的佈署步驟。

在OpenStack中建立Talos Kubernetes叢集：從設定到佈署

在這篇技術文章中，玄貓將帶領大家探討如何在OpenStack環境中建立和設定Talos Kubernetes叢集。這個過程涉及多個關鍵步驟，包括建立管理用虛擬機器、網路設定以及叢集佈署。

前置作業與管理環境建立

首先，我們需要建立一台管理用的虛擬機器，用於後續的Talos叢集設定工作。根據多年在雲端環境中佈署Kubernetes的經驗，玄貓建議選用Ubuntu 24.04作為基礎作業系統，主要考量其穩定性與工具支援完整度。

安裝必要工具

在管理虛擬機器上，我們需要安裝兩個重要的命令列工具：OpenStack CLI和Talos CLI。以下是安裝步驟：

# 更新套件資料函式庫pt update

# 安裝 OpenStack CLI 工具
apt install python3-openstackclient
apt install python3-octaviaclient

# 安裝 Talos CLI
curl -sL https://talos.dev/install | sh

# 安裝 kubectl
# 請參考Kubernetes官方檔案安裝最新版本的kubectl

OpenStack認證設定

在開始佈署之前，需要正確設定OpenStack的存取認證。以下是典型的OpenStack認證設定範例：

export OS_AUTH_URL=https://openstack.example.com
export OS_PROJECT_NAME="專案名稱"
export OS_USER_DOMAIN_ID="default"
export OS_PROJECT_DOMAIN_ID="default"
export OS_USERNAME="使用者名稱"
export OS_PASSWORD="密碼"
export OS_REGION_NAME="區網域名稱"
export OS_INTERFACE=public
export OS_IDENTITY_API_VERSION=3
export OS_VOLUME_API_VERSION=3.63
export OS_COMPUTE_API_VERSION=2.87

網路基礎架構設定

負載平衡器設定

為了確保control plane節點的高用性，我們需要設定負載平衡器：

# 建立負載平衡器
openstack loadbalancer create \
    --vip-subnet-id IPv6 \
    --additional-vip subnet-id=IPv4-2 \
    --flavor amph-failover-standard \
    --name talos-control-plane

# 建立監聽器
openstack loadbalancer listener create \
    --name talos-control-plane-listener \
    --protocol TCP \
    --protocol-port 6443 \
    talos-control-plane

# 建立後端池與健康檢查
openstack loadbalancer pool create \
    --name talos-control-plane-pool \
    --lb-algorithm ROUND_ROBIN \
    --listener talos-control-plane-listener \
    --protocol TCP

openstack loadbalancer healthmonitor create \
    --delay 5 \
    --max-retries 4 \
    --timeout 10 \
    --type TCP \
    talos-control-plane-pool

網路連線埠設定

接下來，我們需要為control plane節點建立網路連線埠：

# 建立control plane節點的網路連線埠
openstack port create --network talos-k8s talos-control-plane-1
openstack port create --network talos-k8s talos-control-plane-2

在實際佈署中，玄貓發現預先建立專用的網路環境對於後續的維護和安全管理特別重要。建議在建立網路連線埠之前，先確認網路環境的以下幾個關鍵要素：

網路隔離策略是否完善
DHCP服務是否正確設定
外部網路連線是否正常運作
安全群組規則是否適當設定

這些網路設定是建立穩固Kubernetes基礎設施的關鍵要素。在多年的佈署經驗中，玄貓觀察到許多效能和穩定性問題往往源於初期網路設定的疏漏。因此，建議在進行後續佈署步驟前，先仔細檢查並測試這些網路設定。

在 OpenStack 上建置高用性 Kubernetes 叢集：實戰

在企業環境中建置 Kubernetes 叢集時，確保高用性和穩定性是關鍵考量。本文將分享如何在 OpenStack 環境中，使用 TalosOS 建置一個生產級別的 Kubernetes 叢集。

網路資源設定

首先，我們需要建立必要的網路資源。以下是建立控制平面節點連線埠的指令：

openstack port create --network talos-k8s talos-control-plane-3

在實務上，我們不需要為每個節點設定浮動 IP。透過內部網路和負載平衡器即可實作節點間的通訊，這樣的設計更符合實際需求與降低複雜度。

負載平衡器成員設定

接下來，我們需要將控制平面節點加入負載平衡器：

openstack loadbalancer member create \
  --subnet-id shared-subnet \
  --address <控制平面節點1的私有IP> \
  --protocol-port 6443 \
  talos-control-plane-pool

openstack loadbalancer member create \
  --subnet-id shared-subnet \
  --address <控制平面節點2的私有IP> \
  --protocol-port 6443 \
  talos-control-plane-pool

openstack loadbalancer member create \
  --subnet-id shared-subnet \
  --address <控制平面節點3的私有IP> \
  --protocol-port 6443 \
  talos-control-plane-pool

TalosOS 虛擬機器佈署

在建置生產環境的 Kubernetes 叢集時，控制平面節點的規格選擇至關重要。根據我多年經驗，建議為控制平面設定：

4 個虛擬 CPU
8GB RAM
64GB 高效能 SSD 儲存空間

這些規格是根據 etcd 的硬體需求所定，能確保叢集在大規模工作負載下維持穩定性。

叢集設定檔案準備

建立叢集設定的關鍵步驟如下：

生成初始設定：

talosctl gen config talos-k8s-openstack-tutorial https://${LB_PUBLIC_IP}:6443

修改控制平面設定檔案（controlplane.yaml）：

cluster:
  clusterName: amvera
  externalCloudProvider:
    enabled: true

工作節點設定（worker.yaml）：

cluster:
  clusterName: amvera
  externalCloudProvider:
    enabled: true
  machine:
    kubelet:
      extraMounts:
        - destination: /var/lib/longhorn
          type: bind
          source: /var/lib/longhorn
          options:
            - bind
            - rshared
            - rw
    disks:
      - device: /dev/sdb
        partitions:
          - mountpoint: /var/lib/longhorn

套用節點設定

對於控制平面節點，使用以下指令套用設定：

talosctl apply-config --insecure -n 192.168.0.10 --file ./controlplane.yaml

對於工作節點：

talosctl apply-config --insecure -n 192.168.0.15 --file ./worker.yaml

在實際佈署過程中，我發現這種設定方式不僅確保了叢集的高用性，還為後續的擴充套件提供了良好的基礎。特別是在需要支援大量工作負載的場景中，這種架構設計能夠提供足夠的擴充套件性和可靠性。

透過這種方式佈署的 Kubernetes 叢集，能夠有效支援數千個 Pod 的運作，滿足大型應用服務的需求。在實務中，這種架構已經在多個大規模專案中得到驗證，展現出優異的穩定性和效能表現。

在建置企業級Kubernetes環境時，整合雲端供應商的功能是不可或缺的一環。今天玄貓要分享如何在Kubernetes叢集中設定OpenStack雲端供應商，讓叢集能夠自動管理OpenStack的運算資源。

Talos叢集的基礎設定

首先，我們需要完成Talos控制平面的基礎設定。在實務經驗中，這個步驟是後續整合的關鍵基礎：

# 設定talosctl的端點
talosctl --talosconfig talosconfig config endpoint <control plane 1 IP>
talosctl --talosconfig talosconfig config node <control plane 1 IP>

# 初始化etcd叢集
talosctl --talosconfig talosconfig bootstrap

當叢集啟動後，需要等待kubelet服務轉為Healthy狀態。接著，取得叢集的存取設定：

# 取得kubeconfig設定
talosctl --talosconfig talosconfig kubeconfig

將kubeconfig複製到正確的位置後，即可使用kubectl檢查節點狀態：

kubectl get nodes

OpenStack雲端供應商的佈署流程

在玄貓多年的雲端整合經驗中，OpenStack Cloud Provider的佈署是實作混合雲架構的重要環節。這個元件能讓Kubernetes直接操作OpenStack的資源，包括：

自動建立負載平衡器
動態設定區塊儲存裝置
網路資源的自動管理

cloud-config設定檔的準備

首先建立cloud-config設定檔，這是連線OpenStack服務的重要設定：

[Global]
auth-url=OS_AUTH_URL
username=OS_USERNAME
password=OS_PASSWORD
tenant-name=OS_PROJECT_NAME
domain-name=default
project-domain-name=OS_PROJECT_DOMAIN_ID
user-domain-name=OS_USER_DOMAIN_ID
region=OS_REGION_NAME

[LoadBalancer]
lb-version=v2
subnet-id=<subnet_id>
floating-network-id=<floating_network_id>
flavor-id=<flavor_id>
member-subnet-id=<member_subnet_id>
create-monitor=true
monitor-delay=5s
monitor-timeout=3s
monitor-max-retries=3

[BlockStorage]
trust-device-path=false
ignore-volume-az=true

OpenStack Cloud Controller Manager的佈署

接下來進行Controller Manager的佈署，這個步驟需要特別注意許可權設定：

# 建立包含cloud-config的Secret
kubectl create secret -n kube-system generic cloud-config --from-file=cloud.conf

# 設定必要的namespace標籤
kubectl label namespace kube-system pod-security.kubernetes.io/enforce=privileged

內容解密

讓玄貓為各位解釋這些設定的重要性：

Global區段：定義了與OpenStack認證相關的基本引數，包括驗證URL、使用者憑證等。這些設定確保Kubernetes能夠安全地與OpenStack API進行溝通。
LoadBalancer區段：設定負載平衡器的運作引數。其中：
- subnet-id指定負載平衡器IP設定的子網路
- floating-network-id定義外部網路連線
- monitor相關設定用於健康檢查
BlockStorage區段：管理儲存體的行為，像是信任裝置路徑和可用區域的處理方式。這對於確保儲存裝置的可靠性至關重要。

在這篇關於 Kubernetes 與 OpenStack 整合的技術文章中，玄貓將探討如何建置和設定雲端環境。讓我們從設定流程和重要元件開始說明：

Cloud Controller Manager 設定

首先要安裝和設定 Cloud Controller Manager，這是連線 Kubernetes 與 OpenStack 的重要橋樑：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/cloud-provider-openstack/master/manifests/controller-manager/cloud-controller-manager-roles.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/cloud-provider-openstack/master/manifests/controller-manager/cloud-controller-manager-role-bindings.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/cloud-provider-openstack/master/manifests/controller-manager/openstack-cloud-controller-manager-ds.yaml

LoadBalancer 服務設定

當 Controller Manager 設定完成後，我們就可以在 Kubernetes 中建立 LoadBalancer 類別的服務。系統會自動在 OpenStack 中建立對應的負載平衡器並進行設定。

不過玄貓要特別提醒，如果你的供應商主要網路是 IPv6，使用標準的 Controller Manager 可能無法正確建立 IPv4 負載平衡器。針對這個問題，我們可以透過設定 additional-vip subnet-id 引數來解決。在 cloud-config 中：

subnet-id 設定為 IPv6 子網路
additional-vips-subnet-id 設定為 IPv4 子網路

Cinder CSI Plugin 儲存設定

對於儲存管理，我們需要安裝 Cinder CSI Plugin：

kubectl -f manifests/cinder-csi-plugin/ apply

接著建立 StorageClass 來定義儲存類別：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ssd-lite
provisioner: cinder.csi.openstack.org
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: SSD_Lite    # 磁碟類別
  availability: WAW-1    # 區域設定

重要設定說明

在玄貓多年的雲端架構經驗中，以下幾點特別重要：

設定 StorageClass 時，要注意選擇適合的磁碟類別和可用區域
每個虛擬機器可掛載的磁碟數量是有限制的，建議先向供應商確認具體限制
在生產環境中，建議實施適當的備份策略來保護儲存資料
監控系統要特別關注儲存效能和容量使用情況

在實務應用中，玄貓建議在正式佈署前，先在測試環境中驗證所有功能，特別是儲存和網路設定。這樣可以避免在生產環境中遇到意外問題。透過這些設定，我們就能充分運用 OpenStack 的優勢，建立一個穩定與高效的 Kubernetes 叢集。

這套設定方案不僅適用於一般的雲端環境，還特別適合需要同時支援 IPv4 和 IPv6 的混合網路環境。透過合理的規劃和設定，我們可以建立一個靈活與強大的容器化基礎設施。

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。

在OpenStack上建置Talos Kubernetes叢集