用 Multipass 在 Mac 上開三台 Ubuntu VM，打造 Home Lab

為了之後練 Kubernetes，我在 Mac 上用 Multipass 開了三台 Ubuntu VM，模擬一個小型機房。這篇記錄建置過程，以及過程中學到的 Linux 和網路觀念。

為什麼要三台？

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之後要用 K8s 官方的安裝工具 kubeadm，組一個叢集：1 台 master 負責指揮，2 台 worker 負責跑應用程式。

worker 開兩台，是為了實際看到 K8s 的「自動修復」：關掉其中一台，上面的應用程式過幾分鐘就會被搬到另一台繼續跑。之後練 Ansible 也用得上，一次設定多台機器，才感受得到自動化省下的工夫。

Mac 上開 VM 的工具很多，像是 Parallels、VMware Fusion、UTM、VirtualBox，但大多要自己下載 ISO、一步步點完安裝畫面。我選了 Ubuntu 官方出的 Multipass：一行指令就能開好一台 Ubuntu。

1. 開三台 VM

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先寫一份 cloud-init 設定，讓 VM 開機時自動放入我的 SSH 公鑰、設定時區：

#cloud-config
ssh_authorized_keys:
  - ssh-ed25519 AAAA...（我的公鑰）
timezone: Asia/Taipei
package_update: true

接著用迴圈一次開三台：

for name in master worker1 worker2; do
  multipass launch 24.04 --name $name --cpus 2 --memory 2G --disk 20G --cloud-init cloud-init.yaml
done

multipass list   # 確認三台都是 Running，記下 IP

kubeadm 要求每台至少 2GB 記憶體，master 至少 2 CPU。之後不夠用，可以先 multipass stop，再用 multipass set local.<名稱>.memory=4G 調高。

2. 在本機設定 SSH 別名

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在 Mac 的 ~/.ssh/config 加入三台 VM，之後 ssh master 就能直接連線，不用記 IP：

Host master worker1 worker2
  User ubuntu

Host master
  HostName 192.168.252.2

Host worker1
  HostName 192.168.252.3

Host worker2
  HostName 192.168.252.4

共用的設定（User ubuntu）寫一次就好，套用到三台。

3. 更新系統並重開機

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三台都要做，以 master 為例：

ssh master
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo reboot   # 重開機會斷線，自動回到 Mac

• apt update：更新「軟體清單」，只是確認有哪些新版本
• apt upgrade：真正把軟體升級
• &&：前一個指令成功才執行下一個

這次更新包含新的 Linux 核心，核心要重開機才會換成新版本。等半分鐘左右再 ssh master 連回去，用 uname -r 確認版本有更新。

4. 讓 VM 之間互相認得：/etc/hosts

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在 Mac 上能用 ssh master，是靠 ~/.ssh/config；但 VM 之間還不認得彼此的名字，要在每台的 /etc/hosts 登記。

發現：/etc/hosts 由 cloud-init 管理

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改之前先看了一下檔案開頭：

head -5 /etc/hosts

# Your system has configured 'manage_etc_hosts' as True.
# ... make changes to the master file in /etc/cloud/templates/hosts.debian.tmpl

註解寫得很清楚：manage_etc_hosts 是 True，代表這個檔案交給 cloud-init 管理，每次開機都會用範本 hosts.debian.tmpl 重新產生。直接改 /etc/hosts，重開機就會被蓋掉；只改範本，又要等重開機才生效。所以兩個一起改：

echo "192.168.252.2  master
192.168.252.3  worker1
192.168.252.4  worker2" | sudo tee -a /etc/cloud/templates/hosts.debian.tmpl /etc/hosts

為什麼不用 sudo echo ... >> /etc/hosts？因為 >> 是由目前的 shell 寫檔，sudo 管不到，會 Permission denied；交給 sudo tee 寫就可以了（-a 是加在檔案最後，不會蓋掉原本的內容）。

心得：改系統設定檔之前，先看開頭的註解。 它常會告訴你這個檔案由誰管理、該去哪裡改。

ping 測試

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三台都改好後，互相 ping 看看。下面是在 worker2 上 ping master：

ping -c 3 master

-c 3 是送 3 個封包就停；不加的話會一直送，要按 Ctrl+C 才會停。

PING master (192.168.252.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from master (192.168.252.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.597 ms
64 bytes from master (192.168.252.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.489 ms
64 bytes from master (192.168.252.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.773 ms

master 被翻成 192.168.252.2，代表 /etc/hosts 生效了；三個封包都有回應，代表兩台之間網路是通的。

5. 存快照

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最後把乾淨的狀態存成快照，之後裝 K8s 弄壞了，可以一鍵還原：

multipass stop --all
for name in master worker1 worker2; do
  multipass snapshot $name --name clean-base
done
multipass start --all

multipass list --snapshots   # 確認快照

還原：

multipass stop master
multipass restore master.clean-base
multipass start master

小插曲：第一次執行時忘記先 exit，在 VM 裡面跑 multipass 指令，結果 command not found。下指令前先看提示字元，確認自己在哪台機器上。

順便學到的網路觀念

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私有 IP

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三台 VM 都是 192.168.252.x，這是私有 IP，只在內網有效，外面連不進來。常見的三段私有 IP：

Multipass 在 Mac 裡建了一個 192.168.252.0/24 的虛擬內網，Mac 自己是 .1，VM 上網時透過 Mac 轉出去（NAT）。

幾個好用的網路指令

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ip addr     # 看 IP、MAC、網路卡狀態
ip neigh    # 看 ARP 表（IP → MAC 的對應）
ip route    # 看路由，default via 192.168.252.1 就是 Mac
ss -tulpn   # 看哪些 port 在監聽

從 ip addr 看到 IP 後面標著 dynamic 和租約時間，代表是 DHCP 分配的，所以 VM 的 IP 有可能改變。

從 ss -tulpn 學到一個重要觀念：

• 0.0.0.0:22：監聽所有網路卡，外面連得進來（所以能 SSH）
• 127.0.0.53:53：只監聽本機，外面連不進來

之後遇到「服務有跑但連不到」，可以先檢查它監聽的是哪個位址。

下一步

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Home lab 環境準備好了，接下來會在 VM 裡練習 Linux 基礎（權限、行程、systemd），之後就要用 kubeadm 在這三台上架 Kubernetes 叢集 💪