基于Kubeadm的Kubernetes集群自动化部署实践指南
前言
本文将详细介绍如何使用Vagrant和Kubeadm工具快速搭建一个Kubernetes集群环境，这是来自Kubernetes认证管理员实践项目中的一个重要实验模块。通过本教程，您将掌握如何自动化部署一个完整的Kubernetes学习环境，为后续的CKA认证考试做好准备。
环境准备
在开始之前，请确保您的开发环境满足以下要求：
- 已安装Vagrant工具（推荐最新稳定版）
- 使用VirtualBox作为虚拟化平台
- 主机至少拥有4GB可用内存（建议8GB以上以获得更好体验）
- 稳定的网络连接
集群架构概述
本方案将创建一个包含以下节点的Kubernetes集群：
- 1个控制平面节点（Control Plane）
- 2个工作节点（Worker Nodes）
所有节点都将使用containerd作为容器运行时，这是目前Kubernetes官方推荐的运行时环境。
部署步骤详解
1. 初始化集群环境
cd /path/to/kubeadm-cluster
vagrant up
此命令将自动完成以下操作：
- 下载并配置3个虚拟机（1个master和2个worker）
- 在每个节点上安装containerd运行时
- 使用kubeadm初始化Kubernetes集群
- 配置网络插件（默认使用flannel）
- 部署Kubernetes Dashboard
2. 配置kubectl访问
部署完成后，您需要配置kubectl以访问集群：
cd configs
export KUBECONFIG=$(pwd)/config
或者将配置文件复制到默认位置：
cp config ~/.kube/config
3. 访问Kubernetes Dashboard
集群部署了Kubernetes Dashboard，可通过以下URL访问：
http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/
4. 获取访问令牌
Dashboard的访问令牌已自动生成并保存在configs目录中：
cat configs/token
复制此令牌内容，在Dashboard登录界面选择"Token"方式登录。
集群管理操作
暂停集群
当您暂时不需要使用集群时，可以暂停虚拟机以节省资源：
vagrant halt
恢复集群
需要重新使用集群时：
vagrant up
彻底删除集群
如果您需要完全清理环境：
vagrant destroy -f
技术细节解析
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containerd运行时：相比传统的Docker，containerd更加轻量级，是Kubernetes推荐的容器运行时。
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网络配置：默认使用flannel作为CNI插件，提供简单的overlay网络解决方案。
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资源分配：每个节点默认配置为4vCPU和4GB内存，可根据实际情况调整Vagrantfile中的配置。
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自动令牌生成：系统会自动创建具有管理员权限的ServiceAccount并生成访问令牌。
常见问题排查
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Vagrant启动失败：
- 检查VirtualBox是否正常运行
- 确认主机有足够的内存资源
- 查看Vagrant日志获取详细错误信息
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节点未加入集群：
- 在master节点执行
kubectl get nodes查看节点状态 - 检查worker节点上的kubelet服务是否正常运行
- 在master节点执行
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Dashboard无法访问：
- 确认kubectl proxy是否在运行
- 检查token文件是否存在且内容有效
学习建议
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部署完成后，尝试执行基本的Kubernetes操作：
- 创建Deployment
- 暴露Service
- 查看Pod日志
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观察集群组件状态：
kubectl get pods -n kube-system -
练习常用的故障排查命令：
kubectl describe pod <pod-name> kubectl logs <pod-name>
总结
本教程提供的自动化部署方案是学习和实践Kubernetes的理想起点。通过这个环境，您可以安全地练习各种Kubernetes操作和故障排查技巧，为CKA认证考试打下坚实基础。建议在完成基础部署后，进一步探索集群的各个组件和工作原理。
