前言

工程地址：dhwark/vagrant-easy_k8s (github.com)

鸣谢：此项目来源于B站up主“一小时技术精讲”，在着手部署之前一定要先看视频！！！

一：原工程中的Ubuntu镜像地址失效了，在我的fork工程中修改了镜像地址为上海交大的镜像地址。

二：修改节点的时区为CST并开启同步，避免节点时间不一致无法加入集群。

三：原工程中的IP段在我的机器上节点无法互相通信，如果你遇到同样的问题，请尝试修改IP段！

部署之前请确保你已经开启VT-x虚拟化，关闭“Windows功能”中的虚拟化平台以及hyper-v。

虽然此工程只需要用到少量vagrant命令，但还是建议你可以学习vagrant的基本用法再开始部署。

部署完成之后一定要在master节点上切换到root身份再查看集群状态！！！

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视频地址：一键安装kubernetes_哔哩哔哩_bilibili

原工程地址：vagrant-all/vagrant-k8s · jeff-qiu/k8s-2hours - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

1.准备工作：

  • Vagrant 2.3.4

下载地址：https://developer.hashicorp.com/vagrant/downloads

  • VirtualBox 6.1.32

下载地址：https://www.virtualbox.org/wiki/Download_Old_Builds_6_1

注意：

  1. 推荐使用 VirtualBox 6.1.32 或之后的版本，旧版在Windows下可能与Hyper-V有冲突。
  2. 不要使用 VirtualBox 7.0，Vagrant目前支持还不是很好。

2.Vagrant介绍

Vagrant是一个虚拟机管理工具，可以通过配置文件，批量、自动化的创建虚拟机，并提供一致性环境。
Vagrant不提供虚拟化，需要配合VirtualBox或VMware使用。
Vagrant使用box镜像创建虚拟机，box类似于docker image，box是提供一个预先配置好的环境，开箱即用。
使用Vagrant创建虚拟机非常简单：

# 下载ubuntu 22.04的box文件到本地，并自动生成Vagrantfile
vagrant init ubuntu/jammy64
# 一键创建和启动虚拟机
vagrant up

Vagrant默认从HashiCorp’s Vagrant Cloud box catalog下载镜像，由于国内网络的原因，下载速度非常慢，并且它不像dockerHub，国内有整站的镜像。
好在Ubuntu官方下载中心会发布基于ubuntu的box镜像(仅支持virtualbox)，因此我们可以从ubuntu的国内镜像中心下载。

# vagrant init boxname url
vagrant init ubuntu/jammy64 
        \https://s3.jcloud.sjtu.edu.cn/899a892efef34b1b944a19981040f55b-oss01/rsync/ubuntu-cloud-images/2675059070fdea94648b15eb4f302d8771fe0fac

3.集群规划

用户名：root 密码：123456

主机名 IP地址 类型
k8s-master 192.168.56.30 Control Plane 控制平台
k8s-worker1 192.168.56.31 Node节点
k8s-worker2 192.168.56.32 Node节点

4.创建集群

下载启动脚本：https://gitee.com/jeff-qiu/k8s-2hours/tree/master/vagrant-k8s

  • bootstrap.sh 通用设置脚本(修改系统配置、使用阿里云镜像仓库、安装依赖)
  • kubeadm-init.sh kubeadmin初始化控制平面脚本
  • Vagrantfile Vagrant创建虚拟机配置文件

创建虚拟机并自动部署kubernetes集群

vagrant up

k3s安装脚本和容器镜像均使用阿里云镜像仓库，避免网速不佳或无法下载的问题。

5.虚拟机IP

VirtualBox默认将192.168.56.0/21范围内的地址分配给虚拟机。可以使用以下命令查看IP地址范围。

VBoxManage list hostonlyifs

Vagrantfile中使用下面两个变量设置虚拟机的IP地址。

#ip地址从192.168.56.20的开始递增
$ip_range   = "192.168.56."
$ip_start   = 100

如果Vagrantfile中的IP地址不在VirtualBox分配的范围内，会出现如下错误：
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请根据提示修改Vagrantfile。

6.虚拟机网络

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Vagrant创建的虚拟机总是将第一个网卡设置为网络地址转换(NAT)，不可更改。
NAT模式下，虚拟机只能单向访问外部网络(通常用来访问互联网)，虚拟机之间相互隔离，无法互相访问，每个虚拟机的IP都是10.0.2.15。
我们在Vagrantfile 中通过private_network添加了一个Host-Only网络，虚拟机之间使用这个网络进行通信，宿主机也可以通过IP地址访问虚拟机。

master.vm.network "private_network", ip: $master_ip

Host-Only顾名思义，虚拟机仅对宿主机可见，宿主机之外的主机无法访问虚拟机，虚拟机也无法访问外部网络(互联网)。

注意：

  1. 网络地址转换NAT和NAT网络不一样。在VirtualBox官方文档中，网络地址转换的英文叫NAT，而NAT网络叫 NAT network 或 NAT service

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  1. NAT网络可以为每个虚拟机设置不同的IP地址，虚拟机之间可以互相访问，也可以访问互联网，但是无法从外部网络访问虚拟机。
  2. 参考文档：https://www.virtualbox.org/manual/ch06.html

7.calico网络

本次安装使用calico作为默认的网络插件(CNI)。
calico默认为Pod分配192.168.0.0/16范围内的IP地址，集群初始化时，kubeadmin init命令通过--pod-network-cidr参数也设置了IP地址的范围，二者如果一致，会导致本机无法访问Pod。
需要修改calico.yaml中的CALICO_IPV4POOL_CIDR的值与--pod-network-cidr一致。

# The default IPv4 pool to create on startup if none exists. Pod IPs will be
# chosen from this range. Changing this value after installation will have
# no effect. This should fall within `--cluster-cidr`.
 - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
   value: "172.10.0.0/16"

由于虚拟机有多个网卡，Vagrant总是将第一个网卡设置为NAT（只能访问互联网，虚拟机之间无法互相访问）,为了使calico选择正确的网卡进行通信，将IP_AUTODETECTION_METHOD设置为第二个网卡enp0s8

kubectl set env daemonset/calico-node -n kube-system \
        IP_AUTODETECTION_METHOD=interface=enp0s8

8.其他说明

  1. 本次安装只需一条命令，全程无需任何介入，无人值守全自动安装。
  2. 安装脚本针对国内网络进行优化，安装过程中使用的所有包和镜像仓库全部替换成阿里云源，并为containerd配置了阿里云镜像加速。
  3. 安装的版本为kubernetes v1.26，需要containerd 1.6或更高版本。

ubuntu仓库里的containerd版本较低，因此使用docker仓库来安装containerd。

  1. 从 **v1.25 **版本开始，谷歌镜像中心由k8s.gcr.io变更为registry.k8s.io。

例如containerd中使用的沙箱镜像变为了registry.k8s.io/pause,由于网络问题，脚本中将它替换成了registry.aliyuncs.com/google_containers/pause，不然可能导致kubernetes安装失败。

  1. 本次安装使用自定义的token令牌，格式为[a-z0-9]{6}.[a-z0-9]{16}，可以在Vagrantfile中修改下面的变量设置令牌。
# k8s令牌
$k8s_token      = "123456.0123456789abcdef"