90DaysOfDevOps 第 53 天：Rancher 概览与动手实践——用 Rancher 统一管理多 Kubernetes 集群-开发者社区

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在 90DaysOfDevOps 的 Kubernetes 学习路线中，前两天的内容都围绕 CLI 与 kubectl 展开；而 Day 53 则引入了 Rancher 这一多集群管理平台，教我们如何在本地以容器方式部署 Rancher、通过 Web UI 接管集群，并用它把三台 Vagrant 虚拟机编排成一个生产级 Kubernetes 集群。读完本篇，你将掌握 Rancher 的部署命令、首登密码获取流程、UI 核心功能（集群总览、Apps & Marketplace、内嵌 kubectl shell），以及基于 Rancher Agent 注册主节点与工作节点的完整实操路径。

Rancher 是什么：面向多集群运维的一站式软件栈

在此之前，我们的 Kubernetes 操作完全依赖命令行：用 kubectl 直接管理集群。但随着集群数量增多，运维团队迫切需要一个可视化的、集中式的管理入口。Rancher 正是一个面向采用容器的团队的完整软件栈，官方对其定位是：

Rancher 是一套面向采用容器的团队的完整软件栈，它解决了在任何基础设施上管理多个 Kubernetes 集群所面临的运维与安全挑战，同时为 DevOps 团队提供了运行容器化负载所需的集成工具。

Rancher 的价值在于：它允许你从几乎任意位置部署生产级 Kubernetes 集群，并提供集中式的认证、访问控制与可观测性。正如前面章节提到的，Kubernetes 的部署选择非常多（云厂商托管服务、自建等），而 Rancher 的意义在于——无论集群运行在哪里，管理体验都是一致的。

部署 Rancher：一条 docker run 命令拉起管理平台

Rancher 的部署方式有多种（官方 Quick-Start Guide 还提供了其他环境的选择），Day 53 选择在本地工作站以 Docker 容器方式运行，这也是最快体验 Rancher UI 的路径：

sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 --privileged rancher/rancher

逐参数拆解这条命令的含义：

参数	作用
`-d`	后台（detached）模式运行容器
`--restart=unless-stopped`	容器退出后自动重启，除非被显式停止，保证 Rancher 长期可用
`-p 80:80 -p 443:443`	将宿主机的 80（HTTP）与 443（HTTPS）端口映射到容器，UI 与 API 均走 HTTPS
`--privileged`	以特权模式运行，赋予容器管理主机资源（如创建嵌套容器、管理 iptables/网络）所需的权限，这是 Rancher 作为集群管理平台的关键前提

执行后，Docker Desktop 中会看到一个正在运行的rancher/rancher容器，同时宿主机上会自动拉起一个本地的 K3s 集群作为 Rancher 的嵌入式 Kubernetes（这一点登录后即可在界面上看到）。

访问 Rancher UI：获取初始密码并完成首登

容器启动后，通过浏览器访问https://localhost即可进入登录页。首次登录需要获取引导密码（bootstrap password），这一步在 Windows 上建议使用 Bash for Windows 来执行 grep 命令（原文档作者即采用此方式）：

# 在运行 Rancher 容器的主机上执行，查看初始引导密码 sudo docker logs <rancher-container-id> 2>&1 | grep "Bootstrap Password:"

拿到密码后：

在登录页输入该引导密码；
进入密码重置页，为 admin 账号设置一个新的自定义密码；
完成设置后即登录成功，进入 Rancher 主界面，同时可以看到由 Rancher 自动预置的本地 K3s 集群。

Rancher UI 快速导览：集群总览、应用市场与内嵌 kubectl

登录后的第一个视图是集群工作负载总览。以自动部署的本地 K3s 集群为例，即使尚未部署任何业务，界面上也已经清晰展示了：集群由1 个节点组成、包含5 个默认 Deployment，并实时统计 Pod、CPU 核心数与内存的使用情况。相比纯 CLI，这种可视化让运维人员对集群"正在发生什么"一目了然。

左侧菜单中的Apps & Marketplace（应用市场）是 Rancher 的又一核心能力：它允许你从应用市场选择并一键部署应用。正如前文强调的，Rancher 可同时运行/管理多个集群，市场中的 Helm Chart 可以轻松部署到其中任意一个集群上，大大降低了应用交付的门槛。

此外，界面右上角提供了针对当前所选集群的内嵌 kubectl shell：当需要对 Rancher 管理的任何集群执行底层操作时，无需离开页面即可打开一个 kubectl 终端，直接与目标集群交互——这保留了 CLI 的全部能力，又不必在多个终端环境之间来回切换。

创建新集群（一）：Vagrant 准备三节点虚拟机

过去两天我们分别用 minikube（本地单节点）和 Vagrant + VirtualBox（三节点集群）搭建过集群。Rancher 同样具备创建集群的能力，本节的思路是：让 Vagrant 只负责准备虚拟机与基础工具，集群的创建与节点加入完全交给 Rancher 完成。

在仓库的 Kubernetes/Rancher 目录中，提供了与之前相同的三节点 Vagrant 配置，但刻意移除了手动执行 kubeadm init/join 的步骤——节点上仍会安装 Docker、kubeadm、kubectl 等组件，却不会自行组建集群，从而把"建集群"这件事让位给 Rancher。

进入该目录执行vagrant up，即可在 VirtualBox 中创建 3 台虚拟机。从 Vagrantfile 的源码可以看到关键配置：

NUM_WORKER_NODES = 2 IP_NW = "192.168.169." IP_START = 130 config.vm.box = "bento/ubuntu-21.10" config.vm.define "master" do |master| master.vm.hostname = "master-node" master.vm.network :public_network, bridge: "...", ip: IP_NW + "#{IP_START}" master.vm.provider "virtualbox" do |vb| vb.memory = 4048 # 主节点 4GB 内存 vb.cpus = 2 end master.vm.provision "shell", path: "scripts/common.sh" end

值得注意的两点源码细节：

IP 规划：主节点为192.168.169.130，两个工作节点依次为131、132（由IP_START递增），并通过public_network桥接到宿主机网卡；
内存 4GB：Day 53 文档末尾特别提醒，作者在初版教程中给工作节点分配了 2GB 内存，结果节点反复 crash-loop；Rancher 引导（bootstrap）节点要求虚拟机至少4GB 内存，仓库中的 Vagrantfile 已据此将 master 与 worker 节点统一设置为vb.memory = 4048。

每个节点都会执行 scripts/common.sh，它负责的初始化工作包括：

swapoff -a关闭交换分区，并注释/etc/fstab中的 swap 条目使其重启后仍保持关闭；
加载br_netfilter、overlay内核模块，并写入net.bridge.bridge-nf-call-iptables、net.ipv4.ip_forward等 sysctl 参数，让 iptables 能看到桥接流量；
干净安装 Docker Engine（先卸载旧包，再添加 Docker 官方 GPG key 与 stable 源）；
初始化 containerd 配置（containerd config default）并重启服务；
安装并apt-mark hold固定kubelet、kubeadm、kubectl版本（KUBERNETES_VERSION="1.23.3-00"）。

对比仓库中另一份手把手建集群的 scripts/master.sh（包含kubeadm init、Calico 网络插件、Metrics Server 与 Dashboard 安装），可以清晰看出 Rancher 方案中的 common.sh止步于"装好工具"，不执行任何 kubeadm 建群命令——这正是把集群编排权交给 Rancher 的设计意图。

创建新集群（二）：通过 Rancher 注册节点

虚拟机就绪后，回到 Rancher UI 创建新集群。创建流程的第一步是选择集群所在位置（云厂商托管 Kubernetes、vSphere 或其他），Day 53 选择Custom（自定义），因为我们不使用内置集成平台。

在定义页中需要填写：

集群名称：界面默认显示local，但该名称已被 Rancher 内置集群占用，不能使用；示例中命名为vagrant；
Kubernetes 版本：可在此指定要使用的版本；
网络提供方（Network Provider）及其他启动配置。

下一步，Rancher 会生成一段节点注册命令（registration command），需要在每台节点上以对应角色执行。对主节点，需要同时启用etcd与controlplane角色：

sudo docker run -d --privileged --restart=unless-stopped --net=host \ -v /etc/kubernetes:/etc/kubernetes -v /var/run:/var/run \ rancher/rancher-agent:v2.6.3 \ --server https://10.0.0.1 \ --token mpq8cbjjwrj88z4xmf7blqxcfmwdsmq92bmwjpphdkklfckk5hfwc2 \ --ca-checksum a81944423cbfeeb92be0784edebba1af799735ebc30ba8cbe5cc5f996094f30b \ --etcd --controlplane

命令中的关键参数：--server指向 Rancher 管理地址；--token与--ca-checksum用于节点与 Rancher 之间的双向身份认证，保证只有持有效令牌的节点才能加入；--etcd --controlplane声明该节点承担 etcd 存储与控制平面职责。--net=host让 Agent 直接使用宿主机网络，-v /etc/kubernetes与-v /var/run挂载则让 Agent 能够写集群配置并与容器运行时通信。

只要网络配置正确，Rancher 仪表盘会很快显示第一个主节点正在注册、集群正在创建的过程。随后对每个工作节点重复注册流程，但角色改为--worker：

sudo docker run -d --privileged --restart=unless-stopped --net=host \ -v /etc/kubernetes:/etc/kubernetes -v /var/run:/var/run \ rancher/rancher-agent:v2.6.3 \ --server https://10.0.0.1 \ --token mpq8cbjjwrj88z4xmf7blqxcfmwdsmq92bmwjpphdkklfckk5hfwc2 \ --ca-checksum a81944423cbfeeb92be0784edebba1af799735ebc30ba8cbe5cc5f996094f30b \ --worker

等待一段时间后，集群即进入运行状态。至此，我们已经拥有了一个由 Rancher 全程编排的三节点 Kubernetes 集群，并且可以直接借助 Apps & Marketplace 向其中部署应用。配合仓库内 Kubernetes/Rancher 目录中现成的 Vagrantfile 与 scripts/common.sh，整套"Vagrant 起机器、Rancher 建集群"的流程可以完整复现。

经验提醒：Rancher 节点引导的内存门槛

Day 53 在文末特别补充了一条实战教训：Rancher 节点引导要求虚拟机具备 4GB 内存，否则节点会陷入 crash-loop。作者的原始部署中工作节点只有 2GB 内存，随后已按此要求修正。这也解释了仓库 Vagrantfile 中所有节点统一配置 4GB 的原因——无论是复现本教程还是自建环境，都建议为每个待注册节点预留至少 4GB 内存。

本系列的后续展望

过去三天，我们用三种不同方式完成了 Kubernetes 集群的搭建（minikube、Vagrant 手工建群、Rancher 托管建群）。接下来的学习重心将转向应用侧——这也是平台中最关键的部分。Day 53 预告了后续即将深入的主题清单：

Kubernetes Architecture（架构）
Kubectl Commands（命令）
Kubernetes YAML（声明式配置）
Kubernetes Ingress（入口流量）
Kubernetes Services（服务暴露）
Helm Package Manager（包管理）
Persistent Storage（持久化存储）
Stateful Apps（有状态应用）

明天（Day 54）将进行第二次集群部署的动手实践，随后开始把应用真正部署进集群。仓库中 Kubernetes 目录已经备好了后续会用到的示例资源，例如无状态演示 nginx-stateless-demo.yaml、Ingress 示例 pacman-ingress.yaml、有状态应用 pacman-stateful-demo.yaml 与 statefulset.yaml，可作为后续章节的预习材料。下一节内容见 Day 54。