Monter un cluster Kubernetes (k3s) sur Raspberry Pi en rack 10 pouces

Tutos

Apprendre Kubernetes sur du vrai matériel, sans facture cloud, c’est possible grâce à k3s, une distribution Kubernetes allégée parfaitement adaptée aux Raspberry Pi. En assemblant plusieurs Pi 5 dans un rack 10 pouces, vous obtenez un cluster compact, élégant et pédagogique. Ce guide vous accompagne pas à pas.

Pourquoi k3s sur Raspberry Pi

Kubernetes complet est lourd pour un SBC. k3s, développé par Rancher, en est une version certifiée mais minimaliste, idéale pour l’edge computing et l’apprentissage. Son code est ouvert sur GitHub. Un cluster de Pi permet d’expérimenter la haute disponibilité, l’orchestration de conteneurs et le déploiement continu, prolongeant naturellement les concepts vus dans notre article sur Docker.

Le matériel pour un cluster propre

Pour la culture générale sur les clusters Pi, notre article Cluster Edge-AI avec le CM5 offre un éclairage complémentaire.

Étape 1 : préparer les nœuds

Installez Raspberry Pi OS Lite 64 bits sur chaque Pi, attribuez des noms d’hôte distincts (par exemple master, node1, node2) et des adresses IP fixes. Activez les cgroups en ajoutant les paramètres requis à la ligne de commande du noyau, condition indispensable au bon fonctionnement de k3s.

Étape 2 : installer le nœud maître

Sur le premier Pi, installez k3s en quelques secondes grâce au script officiel :

curl -sfL https://get.k3s.io | sh -
sudo cat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token

Notez le token affiché : il servira à rattacher les autres nœuds au cluster.

Étape 3 : ajouter les nœuds de travail

Sur chaque Pi supplémentaire, lancez l’installation en pointant vers le maître et en fournissant le token :

curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_URL=https://IP_DU_MAITRE:6443 K3S_TOKEN=VOTRE_TOKEN sh -

Vérifiez ensuite, depuis le maître, que tous les nœuds sont bien présents avec kubectl get nodes. Ils doivent apparaître à l’état Ready.

Étape 4 : déployer une application

Déployez votre premier service pour valider le cluster, par exemple un serveur web, puis exposez-le. k3s embarque Traefik comme contrôleur d’entrée, ce qui simplifie la publication des applications. Vous pouvez ensuite explorer les concepts avancés : volumes persistants, montée en charge automatique, redondance.

Conseils d’alimentation et de refroidissement

Plusieurs Pi 5 sous tension demandent une alimentation solide et un bon refroidissement. Un rack ventilé et des alimentations dimensionnées évitent les redémarrages intempestifs sous charge. Surveillez la température de chaque nœud.

Conclusion

Un cluster k3s sur Raspberry Pi en rack 10 pouces est le terrain de jeu idéal pour maîtriser Kubernetes et l’orchestration de conteneurs, dans un format compact et économe. C’est un projet aussi formateur qu’esthétique, parfait pour un homelab. Pour héberger vos données persistantes, pensez à coupler ce cluster à un NAS sur Raspberry Pi.

Auteur