第 116 节 · SECTION 116

14.2 使用 kubeadm 部署 Kubernetes：使用 Docker

kubeadm 提供了 kubeadm init 以及 kubeadm join 这两个命令，作为快速创建 Kubernetes 集群的最佳实践。

版本说明：本文档基于 Kubernetes v1.36 编写。Kubernetes 版本更新较快（约每 4 个月一个新版本），本文档中的第三方工具版本（如 cri-dockerd、flannel）仅为示例，请根据实际需求更新至当前版本。更完整的安装和兼容性说明请以 Kubernetes 官方文档为准。

⚠️ 强烈提示：Docker 与 Kubernetes 环境的时代分界

自 Kubernetes v1.24 起，内置的 dockershim 组件已被正式移除。这意味着 Kubernetes 不再将 Docker Engine 作为默认内置的容器运行时。虽然 Docker 仍然是你本地构建、管理镜像的绝佳工具，但它已不再是 kubelet 的默认运行时选项。

因此，强烈推荐 读者直接参考同目录下的《使用 kubeadm 部署 Kubernetes（CRI 使用 containerd）》作为主要的部署路线。

本文档保留，主要用于历史环境维护或特殊需求场景：如果你必须在较新的 Kubernetes 集群中继续使用 Docker Engine 作为底层运行时，你必须理解 CRI 层机制，额外部署并配置第三方兼容层 cri-dockerd，同时在部署时手动补充 --cri-socket 等参数约束。

14.2.1 安装 Docker

参考安装 Docker 一节安装 Docker。

14.2.2 安装并配置 cri-dockerd

由于 Kubernetes v1.24 移除了内置的 dockershim，需要额外安装 cri-dockerd 作为 Docker 与 kubelet 之间的 CRI（Container Runtime Interface）适配层。

Ubuntu/Debian

# 注意：以下以 v0.4.3 为示例；安装前请到 releases 页面核验当前版本和校验值
# 参见 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases

$ cd /tmp
$ wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.4.3/cri-dockerd-0.4.3.amd64.tgz
$ tar xzvf cri-dockerd-0.4.3.amd64.tgz
$ sudo mv cri-dockerd/cri-dockerd /usr/local/bin/

# 下载并安装 systemd service 文件

$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.service
$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.socket
$ sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' cri-docker.service
$ sudo mv cri-docker.service cri-docker.socket /etc/systemd/system/

# 启动 cri-dockerd

$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable cri-docker
$ sudo systemctl start cri-docker

# 验证安装

$ sudo /usr/local/bin/cri-dockerd --version

CentOS/Fedora

# 安装 cri-dockerd
# 注意：以下以 v0.4.3 为示例；安装前请到 releases 页面核验当前版本和校验值
# 参见 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases

$ cd /tmp
$ wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.4.3/cri-dockerd-0.4.3.amd64.tgz
$ tar xzvf cri-dockerd-0.4.3.amd64.tgz
$ sudo mv cri-dockerd/cri-dockerd /usr/local/bin/

# 下载并安装 systemd service 文件

$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.service
$ wget https://raw.githubusercontent.com/Mirantis/cri-dockerd/master/packaging/systemd/cri-docker.socket
$ sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' cri-docker.service
$ sudo mv cri-docker.service cri-docker.socket /etc/systemd/system/

# 启动 cri-dockerd

$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable cri-docker
$ sudo systemctl start cri-docker

14.2.3 安装 kubelet、kubeadm、kubectl

需要在每台机器上安装以下的软件包：

Ubuntu/Debian

$ K8S_MINOR="v1.36"

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y ca-certificates curl gpg

$ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
$ curl -fsSL "https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/deb/Release.key" | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg
$ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

$ echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/deb/ /" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list > /dev/null

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

$ sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

CentOS/Fedora

$ K8S_MINOR="v1.36"

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/${K8S_MINOR}/rpm/repodata/repomd.xml.key
EOF

$ sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl

14.2.4 修改内核的运行参数

cgroup v2 要求：必须

Kubernetes v1.36 默认要求节点使用 cgroup v2。kubelet 在 cgroup v1 节点上默认会拒绝启动，但管理员可以在 kubelet 配置中设置 failCgroupV1: false 来兼容 cgroup v1（仅建议用于遗留系统过渡期）。验证节点是否支持 cgroup v2：

$ mount | grep cgroup2

如果输出包含 cgroup2，则系统已支持 cgroup v2。对于仍在使用 cgroup v1 的系统（如较旧的 RHEL 8），建议升级内核或更新系统配置以启用 cgroup v2。

加载内核模块

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

$ sudo modprobe overlay
$ sudo modprobe br_netfilter

swap 设置：现代集群仍建议优先关闭

在现代 Kubernetes 中，Linux 节点已经支持更细粒度的 swap 行为控制。对于多数 kubeadm 教学环境，优先关闭 swap 仍然是最稳妥的默认做法，因为这样最接近常见生产基线，也能避免不同发行版和 kubelet 配置差异带来的排障成本。

如果你明确要在启用 swap 的前提下运行节点，则应额外核对 kubelet 的 NoSwap / LimitedSwap 配置与当前 Kubernetes 版本文档，而不要把“开着 swap 也能跑”直接当作通用默认路径。

$ sudo swapoff -a

# 如需永久禁用，可在 /etc/fstab 中注释 swap 对应行

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF

# 应用配置

$ sudo sysctl --system

14.2.5 配置 kubelet

为了让 kubelet 正确运行，我们需要对其进行一些必要的配置。

修改 `kubelet.service`（可选：IPVS 模式）

注意：kube-proxy 的 IPVS 模式已在 Kubernetes 1.35 中被标记为弃用；Kubernetes 1.36 文档仍将其列为已弃用模式，并推荐迁移到 nftables。新部署应使用默认的 iptables 模式或 nftables 模式（Kubernetes 1.33+ 稳定）。以下 IPVS 配置仅供旧环境参考。

/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-proxy-ipvs.conf 写入以下内容

# 启用 ipvs 相关内核模块（已弃用，建议迁移至 nftables）

[Service]
ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs
ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_rr
ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_wrr
ExecStartPre=-/sbin/modprobe ip_vs_sh

执行以下命令应用配置。

$ sudo systemctl daemon-reload

14.2.6 部署

安装配置完成后，我们将分别在 Master 节点和 Worker 节点上进行部署操作。

master

$ sudo kubeadm init --pod-network-cidr 10.244.0.0/16 \
      --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock \
      --v 5

--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock 参数指定使用 cri-dockerd 作为容器运行时接口。
--pod-network-cidr 10.244.0.0/16 参数与后续 CNI 插件有关，这里以 flannel 为例，若后续部署其他类型的网络插件请更改此参数。
kubeadm 默认使用 registry.k8s.io 拉取 Kubernetes 控制平面镜像。受限网络环境可通过 kubeadm 配置文件中的 imageRepository 指向受信任镜像仓库；不要把第三方镜像仓库当成通用默认值。

若 kubeadm 预检失败，应按提示修复缺失依赖、内核参数、swap 或运行时配置。实验环境确需忽略预检时，只忽略明确理解且可接受的单项检查，不建议使用 --ignore-preflight-errors=all。

执行成功会输出

...
[addons] Applied essential addon: CoreDNS
I1116 12:35:13.270407   86677 request.go:538] Throttling request took 181.409184ms, request: POST:https://<CONTROL_PLANE_HOST>:6443/api/v1/namespaces/kube-system/serviceaccounts
I1116 12:35:13.470292   86677 request.go:538] Throttling request took 186.088112ms, request: POST:https://<CONTROL_PLANE_HOST>:6443/api/v1/namespaces/kube-system/configmaps
[addons] Applied essential addon: kube-proxy

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join <CONTROL_PLANE_HOST>:6443 --token <TOKEN> \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<DISCOVERY_TOKEN_CA_CERT_HASH>

node 工作节点

在 另一主机 重复部署小节以前的步骤，安装配置好 kubelet。根据提示，加入到集群。

$ kubeadm join <CONTROL_PLANE_HOST>:6443 --token <TOKEN> \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<DISCOVERY_TOKEN_CA_CERT_HASH> \
    --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

其中 <CONTROL_PLANE_HOST>、<TOKEN> 和 <DISCOVERY_TOKEN_CA_CERT_HASH> 应使用你自己的 kubeadm init 输出，不要复用示例值。

14.2.7 查看服务

所有服务启动后，查看本地实际运行的 Docker 容器。这些服务大概分为三类：主节点服务、工作节点服务和其他服务。

主节点服务

apiserver 是整个系统的对外接口，提供 RESTful 方式供客户端和其他组件调用；
scheduler 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上；
controller-manager 负责管理控制器，包括 endpoint-controller（刷新服务和 pod 的关联信息）和 replication-controller（维护某个 pod 的复制为配置的数值）。

工作节点服务

proxy 为 pod 上的服务提供访问的代理。

其他服务

Etcd 是所有状态的存储数据库；

14.2.8 使用

将 /etc/kubernetes/admin.conf 复制到 ~/.kube/config

执行 $ kubectl get all -A 查看启动的服务。

由于未部署 CNI 插件，CoreDNS 未正常启动。如何使用 Kubernetes，请参考后续章节。

14.2.9 部署 CNI

这里以 flannel 为例进行介绍。

flannel

检查 podCIDR 设置

$ kubectl get node -o yaml | grep CIDR

# 输出

    podCIDR: 10.244.0.0/16
    podCIDRs:

# 注意：以下以 v0.28.4 为示例；安装前请到 releases 页面核验当前版本
# 参见 https://github.com/flannel-io/flannel/releases
$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/flannel-io/flannel/v0.28.4/Documentation/kube-flannel.yml

14.2.10 master 节点默认不能运行 pod

如果用 kubeadm 部署一个单节点集群，默认情况下无法使用，请执行以下命令解除限制

$ kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/control-plane-

# 较旧版本使用 master taint

# $ kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

# 恢复默认值

# $ kubectl taint nodes NODE_NAME node-role.kubernetes.io/control-plane=true:NoSchedule

...

14.2 使用 kubeadm 部署 Kubernetes：使用 Docker