【实践】ubuntu20上 k8s 1.27版本升级安装

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版本知识点

k8s从1.20升级到v1.27,v1.2以前在集群内,是通过 dockershim 使用 Docker Engine 作为容器运行时,因为dockershim 维护的问题弃用,升级集群的话用cri-dockerd 代替dockershim

在 Kubernetes v1.24 及更早版本中,你可以在 Kubernetes 中使用 Docker Engine, 依赖于一个称作

dockershim

的内置 Kubernetes 组件。 dockershim 组件在 Kubernetes v1.24 发行版本中已被移除;不过,一种来自第三方的替代品,

cri-dockerd

是可供使用的。

cri-dockerd

适配器允许你通过

容器运行时接口(Container Runtime Interface,CRI)

来使用 Docker Engine

可以安装 cri-dockerd 并使用它将 kubelet 连接到 Docker Engine

升级前了解的扩展知识,推荐阅读:


Docker现在在Kubernetes中被弃用了?我该怎么办?

容器运行时

容器运行时分为两种类型:CRI和OCI,它们的区别和联系:

在 Kubernetes 1.27 中,CRI(Container Runtime Interface)是 Kubernetes 与容器运行时进行通信的标准接口。CRI runtimes 是指实现了 CRI 接口规范的容器运行时,例如 Docker、CRI-O、containerd 等。Kubernetes 使用 CRI 接口与 CRI runtimes 进行交互,以管理容器的生命周期、资源限制和网络设置等。

OCI(Open Container Initiative)是一个开放的工业化容器标准。OCI 规范定义了容器格式和运行时标准,以确保容器在不同平台和环境中的互操作性和可移植性。CRI runtimes 与 OCI 的联系在于,CRI runtimes 可以使用 OCI 规范定义的容器格式运行容器,以确保容器的互操作性和可移植性。因此,大多数 CRI runtimes 都支持 OCI 规范,并使用 OCI 格式作为默认容器格式。

总之,CRI runtimes 是 Kubernetes 中实现了 CRI 接口规范的容器运行时,用于管理容器的生命周期、资源限制和网络设置等。而 OCI 是一个开放的工业化容器标准,定义了容器格式和运行时标准,以确保容器在不同平台和环境中的互操作性和可移植性。CRI runtimes 与 OCI 的联系在于,CRI runtimes 可以使用 OCI 规范定义的容器格式运行容器,以确保容器的互操作性和可移植性。因此,大多数 CRI runtimes 都支持 OCI 规范,并使用 OCI 格式作为默认容器格式。

一般称呼容器运行时指的是CRI

Kubernetes 多个容器运行CRI时,常用的有以下几种:

1. Docker:Docker 是目前最受欢迎的容器运行时之一,它支持 OCI 规范定义的容器格式,并提供了丰富的容器管理功能。

2. containerd:containerd 是一个轻量级的容器运行时,它是 Docker 引擎的一部分,并支持 OCI 规范定义的容器格式。containerd 可以与 Kubernetes 集成,提供容器的生命周期管理和资源限制等功能。

3. CRI-O:CRI-O 是一个专门为 Kubernetes 设计的轻量级容器运行时,它实现了 CRI 接口规范,并支持 OCI 规范定义的容器格式。CRI-O 的设计目标是提供最小化的依赖和最佳的性能。

4. rkt:rkt 是一个安全的、可信的容器引擎,它支持 OCI 规范定义的容器格式,并提供了高级的容器隔离和安全功能。rkt 可以与 Kubernetes 集成,并提供容器的生命周期管理和资源限制等功能。

以上容器运行时都可以与 Kubernetes 集成,并提供容器的生命周期管理和资源限制等功能。选择哪种容器运行时取决于您的具体需求和偏好。如果您已经熟悉 Docker,并且需要一些高级的容器管理功能,那么 Docker 可能是一个不错的选择。如果您需要一个轻量级的容器运行时,并希望尽量减少依赖,那么 CRI-O 可能更适合您。如果您需要一个安全的、可信的容器运行时,并希望使用高级的容器隔离和安全功能,那么 rkt 可能更适合您。无论您选择哪种容器运行时,都需要确保它支持 Kubernetes,并且可以与您的集群进行良好的集成。

安装系统环境

1.操作系统环境

root@train-1:~# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.6 LTS
Release:        20.04
Codename:       focal
主机环境
主机名 ip
master1 192.168.31.150
node1 192.168.31.151
node2 192.168.31.152

你需要在每台机器上安装以下的软件包:


  • kubeadm

    :用来初始化集群的指令。


  • kubelet

    :在集群中的每个节点上用来启动 Pod 和容器等。


  • kubectl

    :用来与集群通信的命令行工具。

一键安装脚本

#!/bin/bash
#
#********************************************************************
#Author:            lzlor
#FileName:          k8s_install.sh
#Description:       The test script
#********************************************************************

#说明:安装Kubernetes服务器内存建议至少2G
#需先下载cri-dockerd_<verson>-0.ubuntu-<version>_amd64.deb文件,放在当前目录下
. /etc/os-release

KUBE_VERSION="1.27.1"
#KUBE_VERSION="1.26.2"
#KUBE_VERSION="1.25.3"
#KUBE_VERSION="1.25.0"
#KUBE_VERSION="1.24.4"
#KUBE_VERSION="1.24.3"
#KUBE_VERSION="1.24.0"
#KUBE_VERSION="1.22.1"
#KUBE_VERSION="1.17.2"

CIR_DOCKER_VERSION=0.3.1
#CIR_DOCKER_VERSION=0.2.6
CIR_DOCKER_FILE="cri-dockerd_${CIR_DOCKER_VERSION}.3-0.ubuntu-${UBUNTU_CODENAME}_amd64.deb"

PAUSE_VERSION=3.9
#PAUSE_VERSION=3.7

#以下地址和/etc/hosts文件有关,根据集群数量取消注释

KUBEAPI_IP=192.168.31.150
MASTER1_IP=192.168.31.150
#MASTER2_IP=192.168.31.151
#MASTER3_IP=192.168.31.152
NODE1_IP=192.168.31.151
NODE2_IP=192.168.31.152
#NODE3_IP=10.0.0.206
HARBOR_IP=192.168.31.155

DOMAIN=lzl.org

MASTER1=master1.$DOMAIN
#MASTER2=master2.$DOMAIN
#MASTER3=master3.$DOMAIN
NODE1=node1.$DOMAIN
NODE2=node2.$DOMAIN
#NODE3=node3.$DOMAIN
#HA1=ha1.$DOMAIN
#HA2=ha1.$DOMAIN
HARBOR=harbor.$DOMAIN

POD_NETWORK="10.244.0.0/16"
SERVICE_NETWORK="10.96.0.0/12"

IMAGES_URL="registry.aliyuncs.com/google_containers"

KUBE_VERSION2=$(echo $KUBE_VERSION |awk -F. '{print $2}')

CIR_DOCKER_URL="https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v${CIR_DOCKER_VERSION}/${CIR_DOCKER_FILE}"

LOCAL_IP=`hostname -I|awk '{print $1}'`

COLOR_SUCCESS="echo -e \\033[1;32m"
COLOR_FAILURE="echo -e \\033[1;31m"
END="\033[m"

color () {
    RES_COL=80
    MOVE_TO_COL="echo -en \\033[${RES_COL}G"
    SETCOLOR_SUCCESS="echo -en \\033[1;32m"
    SETCOLOR_FAILURE="echo -en \\033[1;31m"
    SETCOLOR_WARNING="echo -en \\033[1;33m"
    SETCOLOR_NORMAL="echo -en \E[0m"
    echo -n "$1" && $MOVE_TO_COL
    echo -n "["
    if [ $2 = "success" -o $2 = "0" ] ;then
        ${SETCOLOR_SUCCESS}
        echo -n $"  OK  "    
    elif [ $2 = "failure" -o $2 = "1"  ] ;then 
        ${SETCOLOR_FAILURE}
        echo -n $"FAILED"
    else
        ${SETCOLOR_WARNING}
        echo -n $"WARNING"
    fi
    ${SETCOLOR_NORMAL}
    echo -n "]"
    echo 
}

check () {
    if [ ! -f "${CIR_DOCKER_FILE}"  ];then
       color "${CIR_DOCKER_FILE} 文件不存在,退出!" 1
       exit
    fi
    if [ $ID = 'ubuntu' ] && [[ ${VERSION_ID} =~ 2[02].04  ]];then
        true
    else
        color "不支持此操作系统,退出!" 1
        exit
    fi
}

install_prepare () {
    [ -f ./prepare.check ] && { color "环境已初始化!" 0; } || { 
    cat >> /etc/hosts <<EOF

$KUBEAPI_IP kubeapi.$DOMAIN
$MASTER1_IP $MASTER1
$NODE1_IP $NODE1
$NODE2_IP $NODE2
$HARBOR_IP $HARBOR
EOF
    hostnamectl set-hostname $(awk -v ip=$LOCAL_IP '{if($1==ip && $2 !~ "kubeapi")print $2}' /etc/hosts)
    swapoff -a
    sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab
    color "安装前准备完成!" 0
    touch ./prepare.check
    sleep 1
  }
}

install_docker () {
  docker info && { color "docker 已安装" 0; sleep 1; } || {  
    apt update
    apt -y install docker.io || { color "安装Docker失败!" 1; exit 1; }
    ### 注意si7y70hh.mirror.aliyuncs.com 可填为自己阿里镜像加速
    cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": [
"https://si7y70hh.mirror.aliyuncs.com",
"https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
"https://hub-mirror.c.163.com"
],
"insecure-registries":["harbor.lzl.org"],
 "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"] 
}
EOF
    systemctl restart docker.service
    docker info && { color "安装Docker成功!" 0; sleep 1; } || { color "安装Docker失败!" 1 ; exit 2; }
 }
}

#Kubernetes-v1.24之前版本无需安装cri-dockerd
install_cri_dockerd () {
    [ $KUBE_VERSION2 -lt 24 ] && return
    if [ ! -e cri-dockerd_${CIR_DOCKER_VERSION}.3-0.ubuntu-${UBUNTU_CODENAME}_amd64.deb ];then
        curl -LO $CIR_DOCKER_URL || { color "下载cri-dockerd失败!" 1 ; exit 2; }
    fi
    dpkg -i cri-dockerd_${CIR_DOCKER_VERSION}.3-0.ubuntu-${UBUNTU_CODENAME}_amd64.deb 
    [ $? -eq 0 ] && color "安装cri-dockerd成功!" 0 || { color "安装cri-dockerd失败!" 1 ; exit 2; }
    sed -i '/^ExecStart/s#$# --pod-infra-container-image registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:'$PAUSE_VERSION#   /lib/systemd/system/cri-docker.service
    systemctl daemon-reload 
    systemctl restart cri-docker.service
    [ $? -eq 0 ] && { color "配置cri-dockerd成功!" 0 ; sleep 1; } || { color "配置cri-dockerd失败!" 1 ; exit 2; }
}

install_kubeadm () {
    apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
    curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add - 
    cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF
    apt-get update
    apt-cache madison kubeadm |head
    ${COLOR_FAILURE}"5秒后即将安装: kubeadm-"${KUBE_VERSION}" 版本....."${END}
    ${COLOR_FAILURE}"如果想安装其它版本,请按ctrl+c键退出,修改版本再执行"${END}
    sleep 6

    #安装指定版本
    apt install -y  kubeadm=${KUBE_VERSION}-00 kubelet=${KUBE_VERSION}-00 kubectl=${KUBE_VERSION}-00
    [ $? -eq 0 ] && { color "安装kubeadm成功!" 0;sleep 1; } || { color "安装kubeadm失败!" 1 ; exit 2; }

    #实现kubectl命令自动补全功能    
    kubectl completion bash > /etc/profile.d/kubectl_completion.sh
}

#只有Kubernetes集群的第一个master节点需要执行下面初始化函数
kubernetes_init () {
    if [ $KUBE_VERSION2 -lt 24 ] ;then
        kubeadm init --control-plane-endpoint="kubeapi.$DOMAIN" \
                 --kubernetes-version=v${KUBE_VERSION}  \
                 --pod-network-cidr=${POD_NETWORK} \
                 --service-cidr=${SERVICE_NETWORK} \
                 --token-ttl=0  \
                 --upload-certs \
                 --image-repository=${IMAGES_URL} 
    else
    #Kubernetes-v1.24版本前无需加选项 --cri-socket=unix:///run/cri-dockerd.sock
        kubeadm init --control-plane-endpoint="kubeapi.$DOMAIN" \
                 --kubernetes-version=v${KUBE_VERSION}  \
                 --pod-network-cidr=${POD_NETWORK} \
                 --service-cidr=${SERVICE_NETWORK} \
                 --token-ttl=0  \
                 --upload-certs \
                 --image-repository=${IMAGES_URL} \
                 --cri-socket=unix:///run/cri-dockerd.sock
    fi
    [ $? -eq 0 ] && color "Kubernetes集群初始化成功!" 0 || { color "Kubernetes集群初始化失败!" 1 ; exit 3; }
    mkdir -p $HOME/.kube
    cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
}

reset_kubernetes() {
    kubeadm reset -f --cri-socket unix:///run/cri-dockerd.sock
    rm -rf  /etc/cni/net.d/  $HOME/.kube/config
}

check 

PS3="请选择编号(1-4): "
ACTIONS="
初始化新的Kubernetes集群
加入已有的Kubernetes集群
退出Kubernetes集群
退出本程序
"
select action in $ACTIONS;do
    case $REPLY in 
    1)
        install_prepare
        install_docker
        install_cri_dockerd
        install_kubeadm
        kubernetes_init
        break
        ;;
    2)
        install_prepare
        install_docker
        install_cri_dockerd
        install_kubeadm
        $COLOR_SUCCESS"加入已有的Kubernetes集群已准备完毕,还需要执行最后一步加入集群的命令 kubeadm join ..."${END}
        break
        ;;
    3)
        reset_kubernetes
        break
        ;;
    4)
        exit
        ;;
    esac
done

安装flannel

默认情况下,如果未指定 kubelet 网络插件,则使用 noop 插件, 该插件设置 net/bridge/bridge-nf-call-iptables=1,以确保简单的配置 (如带网桥的 Docker)与 iptables 代理正常工作

root@master1:~# proxychains4 kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
[proxychains] config file found: /etc/proxychains4.conf
[proxychains] preloading /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libproxychains.so.4
namespace/kube-flannel created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds created

ps: proxychain4 命令为配置的网络代理工具

bash环境kubectl命令自动补全

#安装bash-completion
 apt-get install -y bash-completion
 ​
 #执行 source 命令:
 ​
 source /usr/share/bash-completion/bash_completion
 #如果想让系统中的所有用户都能拥有命令补全的功能,则执行如下命令:
 ​
 kubectl completion bash | sudo tee /etc/bash_completion.d/kubectl > /dev/null
 #如果只需要当前用户拥有命令自动补全功能,则执行如下命令:
 ​
 echo 'source <(kubectl completion bash)' >> ~/.bashrc
 source ~/.bashrc



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