Menginstal K3s dan Kubernetes di Ubuntu 24.04

Pengantar

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi container semakin populer untuk membangun aplikasi modern. Salah satu teknologi yang paling banyak digunakan adalah Kubernetes, yaitu platform yang memungkinkan developer dan administrator server mengelola container secara otomatis, mulai dari deployment, scaling, hingga monitoring aplikasi. Namun, Kubernetes versi standar sering dianggap cukup kompleks bagi pemula karena membutuhkan resource yang lebih besar serta konfigurasi yang cukup banyak. Karena itu, K3s hadir sebagai solusi yang lebih ringan dan mudah digunakan. K3s merupakan distribusi Kubernetes ringan yang dikembangkan oleh Rancher Labs sehingga cocok untuk kebutuhan belajar, development, maupun server dengan spesifikasi terbatas. Sementara itu, Ubuntu 24.04 LTS menjadi pilihan ideal karena stabil, ringan, dan memiliki dukungan jangka panjang (LTS). Kombinasi Ubuntu 24.04 dan K3s membuat proses belajar Kubernetes menjadi lebih sederhana dan mudah dipahami. Pada artikel ini, kita akan membahas cara menginstal K3s dan Kubernetes di Ubuntu 24.04 secara lengkap dan bertahap menggunakan bahasa yang mudah dipahami oleh pemula.

Apa Itu Kubernetes?

Kubernetes adalah platform open-source untuk mengelola container secara otomatis. Kubernetes biasanya digunakan bersama Docker atau container runtime lainnya.

Kubernetes membantu proses deployment aplikasi modern agar lebih scalable, stabil, dan mudah dikelola pada banyak server sekaligus.

Beberapa fungsi utama Kubernetes:

Menjalankan aplikasi container secara otomatis
Load balancing traffic aplikasi
Auto healing container ketika crash
Scaling aplikasi secara horizontal
Rolling update tanpa downtime
Manajemen resource container
Monitoring dan orchestration aplikasi

Kubernetes banyak digunakan oleh perusahaan besar karena mampu mengelola aplikasi skala besar dengan efisien.

Dengan Kubernetes, proses deployment menjadi lebih modern dibanding menjalankan aplikasi secara manual di satu server.

Keterangan:
Kubernetes sangat populer pada environment cloud, microservices, DevOps, dan infrastructure modern.

Apa Itu K3s ?

K3s merupakan versi ringan Kubernetes yang dirancang agar lebih sederhana, mudah diinstall, dan hemat resource.

K3s dikembangkan oleh Rancher dan sangat cocok digunakan untuk:

Lab Kubernetes
Development environment
Edge computing
VPS kecil
Home lab
Belajar Kubernetes untuk pemula

Keunggulan K3s:

Instalasi sangat cepat
Binary Kubernetes lebih kecil
Penggunaan RAM lebih hemat
Cocok untuk VPS resource kecil
Sudah include banyak komponen penting
Lebih mudah dipelajari pemula
Maintenance lebih sederhana

Jika Kubernetes standar membutuhkan resource cukup besar, K3s bisa berjalan hanya dengan RAM sekitar 1GB hingga 2GB.

K3s tetap kompatibel dengan ecosystem Kubernetes seperti:

kubectl
Helm
Ingress
Longhorn
Prometheus
Grafana

Keterangan:
K3s sangat cocok digunakan untuk belajar Kubernetes maupun menjalankan aplikasi production skala kecil hingga menengah.

Persiapan Sebelum Instalasi

Sebelum mulai instalasi K3s di Ubuntu 24.04, pastikan server sudah memenuhi kebutuhan berikut.

Ubuntu 24.04 LTS
RAM minimal 1 GB
CPU 1 Core
Storage minimal 10 GB
Akses root atau sudo

Install K3s

Sebelum melakukan instalasi K3s, pastikan sistem sudah menggunakan package terbaru dan package pendukung sudah terinstall.

Update Package Sistem
Jalankan perintah berikut:
```
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
```
Fungsi:
- Melakukan update repository package Ubuntu
- Mengupgrade package sistem ke versi terbaru
- Mengurangi potensi error saat instalasi K3s
Keterangan:
Melakukan update sistem sebelum instalasi Kubernetes sangat disarankan agar dependency lebih stabil dan aman.
Install Package Pendukung
Install package berikut:
```
sudo apt install curl wget nano -y
```
Fungsi Package:
- curl
  Digunakan untuk download script instalasi K3s.
- wget
  Digunakan untuk download file tambahan jika diperlukan.
- nano
  Text editor sederhana untuk edit konfigurasi.
Install K3s
Proses instalasi K3s sangat sederhana karena sudah disediakan script otomatis.

Jalankan perintah berikut:
```
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -
```
Fungsi:
- Mendownload installer K3s otomatis
- Menginstall Kubernetes lightweight
- Membuat service K3s secara otomatis
- Menginstall kubectl dan container runtime bawaan
Tunggu beberapa saat hingga proses selesai.

Jika berhasil, biasanya akan muncul service K3s aktif.

Keterangan:
K3s secara default sudah include containerd, flannel, CoreDNS, dan komponen Kubernetes penting lainnya.
Cek Status K3s
Setelah instalasi selesai, cek apakah service K3s berjalan:
```
sudo systemctl status k3s
```
Fungsi:
- Memastikan service Kubernetes berjalan normal
- Melihat status daemon K3s
- Digunakan untuk troubleshooting awal
Jika status menunjukkan:
```
active (running)
```
berarti K3s berhasil diinstal.

Keterangan:
Jika service aktif, maka node Kubernetes sudah siap digunakan untuk deployment aplikasi container.

Cek Node Kubernetes

Setelah service K3s berhasil berjalan, langkah berikutnya adalah memastikan node Kubernetes berhasil aktif.

Cek Node Kubernetes
Gunakan perintah berikut:
```
sudo kubectl get nodes
```
Fungsi:
- Menampilkan daftar node Kubernetes
- Memastikan cluster berhasil berjalan
- Melihat status node Kubernetes
Contoh hasil:
```
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master   Ready    control-plane,master   2m    v1.xx.x+k3s
```
Penjelasan Output:
- NAME
  Nama node Kubernetes.
- STATUS Ready
  Menandakan node aktif dan siap digunakan.
- ROLES
  Menunjukkan fungsi node sebagai control-plane atau master.
- AGE
  Waktu sejak node dibuat.
- VERSION
  Versi Kubernetes K3s yang digunakan.
Artinya cluster Kubernetes sudah aktif dan siap digunakan untuk deployment aplikasi container.

Keterangan:
Jika status node menunjukkan Ready, maka Kubernetes sudah berjalan normal dan dapat digunakan untuk membuat pod, deployment, dan service.

Menambahkan Konfigurasi Kubeconfig

Secara default, kubectl pada K3s sering memerlukan akses sudo. Agar kubectl dapat digunakan tanpa sudo, salin konfigurasi Kubernetes ke home user.

Buat Directory Konfigurasi Kubernetes
Gunakan perintah berikut:
```
mkdir -p $HOME/.kube
```
Fungsi:
- Membuat folder konfigurasi Kubernetes user
- Digunakan untuk menyimpan file kubeconfig
- Parameter -p otomatis membuat parent directory jika belum ada
Copy File Konfigurasi K3s
Gunakan perintah berikut:
```
sudo cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml $HOME/.kube/config
```
Fungsi:
- Menyalin file konfigurasi cluster Kubernetes
- Menghubungkan kubectl user ke cluster K3s
- Membuat akses kubectl tanpa sudo
Ubah Permission File Config
Gunakan perintah berikut:
```
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
```
Fungsi:
- Mengubah ownership file kubeconfig ke user login saat ini
- Mengizinkan kubectl membaca konfigurasi tanpa sudo
Penjelasan:
- $(id -u)
  Mengambil User ID aktif.
- $(id -g)
  Mengambil Group ID aktif.
Keterangan:
Tanpa perubahan ownership, kubectl dapat mengalami error permission denied.
Testing Kubectl Tanpa Sudo
Kemudian tes kembali menggunakan:
```
kubectl get nodes
```
Jika berhasil biasanya muncul:
```
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master   Ready    control-plane,master   5m    v1.xx.x+k3s
```
Fungsi:
- Memastikan kubectl dapat digunakan tanpa sudo
- Memastikan koneksi ke cluster Kubernetes berhasil
Keterangan:
Setelah langkah ini selesai, seluruh command Kubernetes dapat dijalankan menggunakan user biasa tanpa sudo.

Cara Deploy Aplikasi Pertama di Kubernetes

Setelah cluster Kubernetes berhasil berjalan, sekarang kita coba menjalankan container sederhana menggunakan Nginx.

Deploy Nginx
Jalankan perintah berikut:
```
kubectl create deployment nginx --image=nginx
```
Fungsi:
- Membuat deployment Kubernetes baru
- Menjalankan container Nginx
- Menguji apakah cluster Kubernetes berjalan normal
Penjelasan:
- deployment nginx
  Nama deployment yang dibuat.
- --image=nginx
  Menggunakan image official Nginx dari Docker Hub.
Keterangan:
Deployment digunakan Kubernetes untuk mengelola pod secara otomatis dan menjaga aplikasi tetap berjalan.
Cek Deployment
Gunakan perintah berikut:
```
kubectl get deployment
```
Fungsi:
- Melihat daftar deployment Kubernetes
- Memastikan deployment berhasil dibuat
- Melihat jumlah replica aplikasi
Contoh hasil:
```
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE
nginx   1/1     1            1
```
Cek Pod
Gunakan perintah berikut:
```
kubectl get pods
```
Fungsi:
- Melihat pod yang berjalan
- Memastikan container berhasil dijalankan
- Digunakan untuk monitoring aplikasi Kubernetes
Contoh hasil:
```
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS
nginx-xxxxxxxxxx-xxxxx   1/1     Running   0
```
Jika status pod menunjukkan:
```
Running
```
berarti aplikasi berhasil berjalan.

Keterangan:
Status Running menandakan container berhasil dibuat dan aktif di dalam cluster Kubernetes.

Membuka Akses Aplikasi

Secara default pod Kubernetes hanya dapat diakses dari dalam cluster. Agar aplikasi dapat diakses melalui browser, kita perlu membuat Service Kubernetes.

Expose Service
Gunakan perintah berikut:
```
kubectl expose deployment nginx --type=NodePort --port=80
```
Fungsi:
- Membuat service untuk deployment Nginx
- Membuka akses aplikasi dari luar cluster
- Menghubungkan traffic ke pod Nginx
Penjelasan:
- deployment nginx
  Deployment yang akan di-expose.
- --type=NodePort
  Membuka port pada node Kubernetes.
- --port=80
  Port service yang digunakan aplikasi.
Keterangan:
NodePort memungkinkan aplikasi diakses menggunakan IP node Kubernetes dan port tertentu.
Cek Service
Gunakan perintah berikut:
```
kubectl get svc
```
Fungsi:
- Melihat daftar service Kubernetes
- Memastikan service berhasil dibuat
- Melihat port akses aplikasi
Contoh hasil:
```
NAME         TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)
nginx        NodePort   10.x.x.x                80:30080/TCP
```
Penjelasan Output:
- TYPE NodePort
  Service dapat diakses dari luar cluster.
- CLUSTER-IP
  IP internal service Kubernetes.
- 80:30080/TCP
  Port internal service dan port external node.
Akses Aplikasi
Aplikasi dapat diakses melalui browser:
```
http://IP_SERVER:30080
```
Fungsi:
- Menguji akses aplikasi dari luar cluster
- Memastikan service NodePort berjalan normal
Keterangan:
IP_SERVER dapat menggunakan IP public maupun IP local node Kubernetes yang menjalankan cluster.

Perintah Dasar Kubernetes yang Wajib Diketahui

Berikut beberapa command penting Kubernetes yang sering digunakan oleh pemula untuk monitoring dan management cluster.

Melihat Semua Pod
```
kubectl get pods
```
Fungsi:
- Menampilkan seluruh pod yang berjalan
- Melihat status container aplikasi
- Digunakan untuk monitoring deployment
Contoh status pod:
```
Running
Pending
CrashLoopBackOff
```
Keterangan:
Command ini paling sering digunakan untuk troubleshooting aplikasi Kubernetes.
Melihat Service
```
kubectl get svc
```
Fungsi:
- Menampilkan seluruh service Kubernetes
- Melihat port akses aplikasi
- Mengetahui tipe service seperti ClusterIP atau NodePort
Service digunakan sebagai penghubung antara user dan pod aplikasi.
Melihat Node
```
kubectl get nodes
```
Fungsi:
- Menampilkan seluruh node Kubernetes
- Melihat status node cluster
- Memastikan node dalam kondisi Ready
Contoh status normal:
```
STATUS: Ready
```
Melihat Deployment
```
kubectl get deployment
```
Fungsi:
- Menampilkan deployment aplikasi
- Melihat jumlah replica pod
- Memastikan deployment berhasil berjalan
Deployment digunakan untuk mengelola aplikasi container secara otomatis.
Menghapus Deployment
```
kubectl delete deployment nginx
```
Fungsi:
- Menghapus deployment Kubernetes
- Menghentikan seluruh pod aplikasi terkait
- Digunakan untuk cleanup resource
Penjelasan:
- nginx
  Nama deployment yang akan dihapus.
Keterangan:
Saat deployment dihapus, pod yang dibuat deployment tersebut juga akan ikut terhapus otomatis.

Cara Uninstall K3s

Jika sudah tidak menggunakan K3s atau ingin melakukan reinstall Kubernetes, K3s menyediakan script uninstall otomatis.

Uninstall K3s
Gunakan perintah berikut:
```
/usr/local/bin/k3s-uninstall.sh
```
Fungsi:
- Menghapus service K3s
- Menghapus binary Kubernetes K3s
- Menghapus container runtime bawaan
- Membersihkan konfigurasi cluster Kubernetes
- Menghapus network dan komponen Kubernetes dari server
Proses yang dibersihkan:
- Service systemd K3s
- Container dan pod Kubernetes
- Directory konfigurasi K3s
- Containerd bawaan K3s
- Network Kubernetes
Keterangan:
Perintah tersebut akan membersihkan seluruh konfigurasi K3s dari Ubuntu sehingga cluster Kubernetes akan hilang sepenuhnya dari server.

Tips dan Catatan Penting

Berikut beberapa best practice yang disarankan saat menggunakan K3s pada VPS agar cluster Kubernetes lebih stabil dan aman.

Gunakan VPS dengan RAM Minimal 2GB
Walaupun K3s terkenal ringan, penggunaan RAM minimal 2GB tetap lebih nyaman terutama jika menjalankan beberapa container sekaligus.

Alasan:
- Kubernetes membutuhkan resource untuk system pod
- Container aplikasi juga menggunakan memory tambahan
- Monitoring seperti Prometheus dan Grafana cukup memakan RAM
Rekomendasi:
- 1GB RAM → Lab sangat kecil
- 2GB RAM → Belajar dan testing normal
- 4GB+ RAM → Multi aplikasi dan monitoring
Keterangan:
Semakin banyak pod dan service yang berjalan, semakin besar kebutuhan resource VPS.
Jangan Jalankan Terlalu Banyak Pod
K3s memang hemat resource, tetapi VPS kecil tetap memiliki batas kemampuan.

Risiko jika terlalu banyak pod:
- CPU overload
- Memory habis
- Pod restart terus menerus
- Node menjadi NotReady
Best Practice:
- Gunakan resource limit pada deployment
- Hapus pod yang tidak digunakan
- Monitoring penggunaan CPU dan RAM secara berkala
Gunakan Firewall
Pastikan hanya port yang diperlukan saja yang dibuka.

Contoh port penting:
- 6443 → Kubernetes API Server
- 80 → HTTP
- 443 → HTTPS
Fungsi Firewall:
- Meningkatkan keamanan server
- Mencegah akses tidak sah
- Mengurangi risiko serangan network
Contoh menggunakan UFW:
```
ufw allow 80
ufw allow 443
ufw allow 6443
```
Keterangan:
Hindari membuka seluruh port server secara public karena dapat meningkatkan risiko keamanan cluster Kubernetes.
Backup Konfigurasi Kubernetes
Simpan file konfigurasi penting berikut:
```
/etc/rancher/k3s/k3s.yaml
```
Fungsi File:
- Digunakan untuk akses cluster Kubernetes
- Berisi konfigurasi koneksi kubectl
- Dibutuhkan untuk management cluster
Best Practice:
- Simpan backup di lokasi aman
- Jangan share kubeconfig secara public
- Gunakan permission file yang aman
Keterangan:
Jika file kubeconfig hilang atau rusak, akses management Kubernetes menggunakan kubectl dapat terganggu.

Kesimpulan

Menginstal K3s dan Kubernetes di Ubuntu 24.04 ternyata tidak serumit yang dibayangkan. Dengan beberapa perintah sederhana, kita sudah bisa memiliki cluster Kubernetes ringan yang siap digunakan untuk belajar maupun development aplikasi container.

K3s menjadi pilihan ideal bagi pemula karena lebih ringan, mudah dikonfigurasi, dan tetap kompatibel dengan ekosistem Kubernetes. Selain itu, Ubuntu 24.04 memberikan stabilitas yang baik untuk menjalankan container dan workload modern.

Jika baru mulai belajar container orchestration, K3s adalah langkah awal yang sangat direkomendasikan sebelum masuk ke Kubernetes skala enterprise yang lebih kompleks.