🚀 Cluster Kubernetes Local avec Vagrant et Ansible

Déployez un cluster Kubernetes complet en quelques minutes avec une automatisation complète basée sur Vagrant, Ansible, et kubeadm.

📋 Vue d'ensemble

Ce projet vous permet de créer un cluster Kubernetes local multi-nœuds avec :

• 1 nœud de contrôle (k8s-controlplan)
• 2 nœuds workers (k8s-node1, k8s-node2)
• Runtime containerd
• Réseau Calico (CNI)
• Dashboard Kubernetes et Metrics Server préinstallés

✨ Fonctionnalités

• 🔧 Automatisation complète avec Ansible (rôles modulaires)
• 🌐 Réseau bridgé pour un accès direct aux VMs
• 📊 Monitoring avec Dashboard et Metrics Server
• 🛡️ Sécurité avec configuration des groupes systemd
• 🎯 Prêt pour la production avec bonnes pratiques intégrées
• 🔄 CI/CD ready avec hooks pre-commit et linting

🛠️ Prérequis

Logiciels requis

• Vagrant ≥ 2.3
• VirtualBox ≥ 7.0
• Ansible ≥ 2.9
• Python 3.8+

Ressources système

• RAM : 8 Go minimum (16 Go recommandés)
• CPU : 4 cœurs minimum
• Stockage : 20 Go d'espace libre

🚀 Installation et démarrage

1. Cloner le projet

git clone <votre-repo>/vagrant-k8s-cluster.git
cd vagrant-k8s-cluster

2. Installation des dépendances

# Installer les dépendances Python
pip install -r requirements.txt

# Configuration pre-commit (optionnel mais recommandé)
pre-commit install

3. Configuration réseau

Important : Adaptez l'interface réseau dans le Vagrantfile :

# Ligne 21 du Vagrantfile - remplacez "wlo1" par votre interface
node_config.vm.network "public_network", ip: node[:ip], bridge: "wlo1"

Pour identifier votre interface :

ip route | grep default
# ou
nmcli device status

4. Démarrage du cluster

vagrant up

⌛️ Le processus prend environ 10-15 minutes...

🔧 Configuration

Variables principales (group_vars/all/main.yml)

k8s_release: "1.33"          # Version majeure de Kubernetes
k8s_version: "1.33.0"        # Version complète
home_dir: "/home/vagrant"    # Répertoire utilisateur

Adresses IP par défaut

Nœud	IP	Rôle
k8s-controlplan	192.168.122.70	Control Plane
k8s-node1	192.168.1.71	Worker
k8s-node2	192.168.1.72	Worker

📁 Structure du projet

.
├── Vagrantfile                    # Configuration des VMs
├── playbook.yml                   # Playbook principal Ansible
├── requirements.txt               # Dépendances Python
├── group_vars/all/main.yml       # Variables globales
├── roles/                         # Rôles Ansible modulaires
│   ├── cfg_nodes/                # Configuration de base des nœuds
│   ├── cfg_containerd/           # Installation containerd
│   ├── cfg_kubeadm_kubelet_kubectl/ # Outils Kubernetes
│   ├── inst_runc/                # Runtime runc
│   ├── inst_cni/                 # Plugins CNI
│   ├── inst_cri_tools/           # Outils CRI (crictl)
│   ├── init_kubeadm/             # Initialisation du cluster
│   ├── join_workers/             # Jointure des workers
│   └── kubectl_cheat_sheet/      # Configuration kubectl
├── github/                       # Module Terraform (optionnel)
└── .pre-commit-config.yaml      # Configuration qualité code

🎯 Utilisation

Accès au cluster

# Se connecter au nœud maître
vagrant ssh k8s-controlplan

# Vérifier l'état du cluster
kubectl get nodes
kubectl get pods -A

Commandes utiles

# Gestion des VMs
vagrant up                    # Démarrer toutes les VMs
vagrant up k8s-controlplan   # Démarrer une VM spécifique
vagrant halt                 # Arrêter toutes les VMs
vagrant destroy -f           # Supprimer toutes les VMs
vagrant provision           # Reprovisioner sans recréer

# Debugging
vagrant status              # État des VMs
vagrant ssh k8s-node1      # Se connecter à un worker

Accès au Dashboard Kubernetes

1. Se connecter au nœud de contrôle :

vagrant ssh k8s-controlplan

2. Créer un tunnel pour accéder au dashboard :

kubectl proxy --address='0.0.0.0' --accept-hosts='^.*$'

3. Accéder via : http://192.168.122.70:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

🔍 Monitoring et debugging

Vérification de l'état du cluster

# État des nœuds
kubectl get nodes -o wide

# État des pods système
kubectl get pods -n kube-system

# Métriques des nœuds (nécessite metrics-server)
kubectl top nodes
kubectl top pods -A

Logs et debugging

# Logs kubelet
sudo journalctl -u kubelet -f

# Logs containerd
sudo journalctl -u containerd -f

# État des services
sudo systemctl status kubelet
sudo systemctl status containerd

🛡️ Sécurité et bonnes pratiques

Fonctionnalités de sécurité intégrées

• Configuration systemd pour containerd et kubelet
• Désactivation du swap
• Configuration réseau sécurisée
• Isolation des pods avec Calico

Hooks de qualité de code

Le projet inclut des hooks pre-commit pour :

• Validation YAML/Ansible
• Linting du code shell
• Vérification des clés privées
• Formatage automatique

🚨 Dépannage

Problèmes courants

1. Échec de jointure des workers

# Régénérer le token de jointure
vagrant ssh k8s-controlplan
sudo kubeadm token create --print-join-command

# Reprovisioner un worker
vagrant provision k8s-node1

2. Problèmes réseau

# Vérifier la connectivité
ping 192.168.122.70

# Redémarrer les services réseau
sudo systemctl restart containerd kubelet

3. Pods en erreur

# Diagnostic complet
kubectl describe node k8s-controlplan
kubectl get events --sort-by='.lastTimestamp'

Logs détaillés

# Logs d'installation Ansible
vagrant up --debug

# Provisioning avec verbosité
vagrant provision --debug

Lister les VMs avec libvirt

Pour afficher toutes les VMs gérées par libvirt :

virsh list --all

Pour filtrer les VMs du projet (par nom) :

virsh list --all | grep k8s-

Pour obtenir plus d’informations sur une VM spécifique :

virsh dominfo k8s-controlplan

Pour afficher l’adresse IP d’une VM :

virsh domifaddr k8s-controlplan

🔄 Développement et contribution

Tests locaux

# Validation des playbooks
ansible-lint playbook.yml

# Tests des hooks
pre-commit run --all-files

Personnalisation

Pour modifier la configuration :

1. Ressources VM : Éditez le Vagrantfile
2. Versions Kubernetes : Modifiez group_vars/all/main.yml
3. Composants supplémentaires : Ajoutez des rôles dans roles/

📚 Documentation complémentaire

• Documentation officielle Kubernetes
• Guide kubeadm
• Documentation Calico
• Ansible best practices

🎯 Roadmap

• Intégration Helm
• Monitoring avec Prometheus/Grafana
• Support LoadBalancer (MetalLB)
• Automatisation GitOps (ArgoCD)

👥 Contributors

• Author: Xavier GUERET

✨ Contributing

Contributions are welcome! Please feel free to submit a Pull Request.