1.准备工作

• Vagrant 2.3.4

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

• VirtualBox 6.1.40

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

注意：

1. 在Windows下，启动Vagrant前请先关闭“Hyper-V”，“虚拟机平台”和“适用于Linux的Windows子系统”,虚拟机安装完成后可根据需要自行开启。
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://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-cloud-images/jammy/current/jammy-server-cloudimg-amd64-vagrant.box

3.创建k3s集群

用户名：root 密码：123456

仓库地址：https://gitee.com/jeff-qiu/k8s-2hours
启动目录：vagrant-all/vagrant-k3s

• bootstrap.sh 系统设置脚本
• Vagrantfile Vagrant配置文件

将代码下载到本地，在启动目录运行下面的命令创建虚拟机并自动部署k3s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。

4.创建kubernetes集群(使用kubeadm)

用户名：root 密码：123456

仓库地址：https://gitee.com/jeff-qiu/k8s-2hours
启动目录：vagrant-all/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创配置文件

将代码下载到本地，在启动目录运行下面的命令创建虚拟机并使用kubeadm自动部署kubernetes集群

vagrant up

可以在Vagrantfile中修改下面的变量来选择kubernetes版本,支持 v1.24.0 或更高版本，其他版本未经测试。

# kubernetes版本号
$kube_version   = "1.26.0"

kubeadm安装过程均使用国内镜像站，避免网速不佳或无法下载的问题。

5.创建kubernetes集群(使用kainstall)

注意：

1. kainstall由第三方进行维护，具体使用说明请参考：地址：lework/kainstall(GitHub)

用户名：root 密码：123456

仓库地址：https://gitee.com/jeff-qiu/k8s-2hours
启动目录：vagrant-all/vagrant-kainstall

• 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)
• kainstall-ubuntu.sh kainstall安装脚本
• Vagrantfile Vagrant配置文件

将代码下载到本地，在启动目录运行下面的命令创建虚拟机并自动部署kubernetes集群

vagrant up

可以在Vagrantfile中修改下面的变量来选择kubernetes版本,支持 v1.24.0 或更高版本，其他版本未经测试。

# kubernetes版本号
$kube_version   = "1.26.0"

修改下面代码中的参数来设置worker节点

master.vm.provision "shell" do |script|
  script.path = "kainstall-ubuntu.sh"
  script.args = 
    [ "init",
      "--master",$master_ip,
      "--worker","192.168.56.31,192.168.56.32",
      "--user","root",
      "--password","123456",
      "--port","22",
      "--version",$kube_version ]
end

6.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192.168.56.10的开始递增
$ip_range   = "192.168.56."
$ip_start   = 10

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

7.虚拟机网络

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

2. 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。
3. 参考文档：https://www.virtualbox.org/manual/ch06.html

8.flannel网络

K3s内置了flannel作为默认的网络插件(CNI)。 由于flannel默认是选择第一个网卡进行网络通信，Vagrant总是将虚拟机的第一个网卡设置为NAT（只能访问互联网，虚拟机之间无法互相访问）,因此会导致集群安装失败。 因此，在安装k3s时我们需要使用--flannel-iface将第二个网卡设置为flannel的默认网络。

curl -sfL https://rancher-mirror.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/k3s/k3s-install.sh | \
          K3S_TOKEN=<your_token> INSTALL_K3S_MIRROR=cn \
          sh -s - --flannel-iface enp0s8

9.calico网络

vagrant-k8s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

10. 补充说明

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，安装过程全程使用国内镜像站，并为containerd配置了阿里云镜像加速。
3. kubernetes v1.26需要containerd 1.6+或更高版本，ubuntu仓库里的containerd版本为1.5，因此从docker仓库来安装containerd。
4. 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.toml中使用的沙箱镜像变为了registry.k8s.io/pause,需要替换为registry.aliyuncs.com/google_containers/pause，不然可能导致kubernetes安装失败。

5. 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"