kubeadm部署K8S集群并使用containerd做容器 运行时

前言

---

去年12月份，当Kubernetes社区宣布1.20版本之后会逐步弃用 dockershim ，当时也有很多自媒体在宣传Kubernetes弃用Docker。其实，我觉得这是一种误导，也许仅仅是为了蹭热度。

dockershim 是Kubernetes的一个组件，其作用是为了操作Docker。Docker是在2013年面世的，而Kubernetes是在2016年，所以Docker刚开始并没有想到编排，也不会知道会出现Kubernetes这个庞然大物（它要是知道，也不会败的那么快...）。但是Kubernetes在创建的时候就是以Docker作为容器运行时，很多操作逻辑都是针对的Docker，随着社区越来越健壮，为了兼容更多的容器运行时，才将Docker的相关逻辑独立出来组成了 dockershim 。

正因为这样，只要Kubernetes的任何变动或者Docker的任何变动，都必须维护 dockershim ，这样才能保证足够的支持，但是通过 dockershim 操作Docker，其本质还是操作Docker的底层运行时Containerd ，而且 Containerd 自身也是支持 CRI （Container Runtime Interface），那为什么还要绕一层Docker呢？是不是可以直接通过 CRI 和 Containerd 进行交互？这也是社区希望启动dockershim 的原因之一吧。

那什么是Containerd呢？

Containerd是从Docker中分离的一个项目，旨在为Kubernetes提供容器运行时，负责管理镜像和容器的生命周期。不过Containerd是可以抛开Docker独立工作的。它的特性如下：

支持OCI镜像规范，也就是runc

支持OCI运行时规范

支持镜像的pull

支持容器网络管理

存储支持多租户

支持容器运行时和容器的生命周期管理

支持管理网络名称空间

Containerd和Docker在命令使用上的一些区别主要如下：

image.png

可以看到使用方式大同小异。

下面介绍一下使用kubeadm安装K8S集群，并使用containerd作为容器运行时的具体安装步骤。

环境说明

---

主机节点

软件说明

环境准备

---

（1）在每个节点上添加 hosts 信息：

$ cat /etc/hosts 

（2）禁用防火墙：

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

（3）禁用SELINUX：

$ setenforce 0

$ cat /etc/selinux/config

SELINUX=disabled

（4）创建/etc/sysctl.d/k8s.conf文件，添加如下内容：

vim /etc/sysctl.d/k8s.conf 

--------------------------------------------

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1

net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

net.ipv4.ip_forward = 1

（5）执行如下命令使修改生效：

modprobe br_netfilter

sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

（6）安装 ipvs

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <

#!/bin/bash

modprobe -- ip_vs

modprobe -- ip_vs_rr

modprobe -- ip_vs_wrr

modprobe -- ip_vs_sh

modprobe -- nf_conntrack_ipv4

EOF

chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash

/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

上面脚本创建了的/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules文件，保证在节点重启后能自动加载所需模块。

使用lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4命令查看是否已经正确加载所需的内核模块。

（7）安装了 ipset 软件包：

yum install ipset -y

为了便于查看 ipvs 的代理规则，最好安装一下管理工具 ipvsadm：

yum install ipvsadm -y

（8）同步服务器时间

yum install chrony -y

systemctl enable chronyd

systemctl start chronyd

chronyc sources

（9）关闭 swap 分区：

swapoff -a

（10）修改/etc/fstab文件，注释掉 SWAP 的自动挂载，使用free -m确认 swap 已经关闭。swappiness 参

数调整，修改/etc/sysctl.d/k8s.conf添加下面一行：

vim /etc/sysctl.d/k8s.conf

-----------------------

vm.swappiness=0

执行sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf使修改生效。

（11）接下来可以安装 Containerd

$ yum install -y yum-utils \

device-mapper-persistent-data \

lvm2

$ yum-config-manager \

--add-repo \

https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

$ yum list | grep containerd

可以选择安装一个版本，比如我们这里安装最新版本：

yum install containerd.io-1.4.4 -y

（12）创建containerd配置文件：

mkdir -p /etc/containerd

containerd config default > /etc/containerd/config.toml

# 替换配置文件

sed -i "s#k8s.gcr.io#registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers#g"

/etc/containerd/config.toml

sed -i '/containerd.runtimes.runc.options/a\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ SystemdCgroup =

true' /etc/containerd/config.toml

sed -i "s#https://registry-1.docker.io#https://registry.cnhangzhou.aliyuncs.com#g"  /etc/containerd/config.toml

（13）启动Containerd:

systemctl daemon-reload

systemctl enable containerd

systemctl restart containerd

在确保 Containerd安装完成后，上面的相关环境配置也完成了，现在我们就可以来安装 Kubeadm 了，

我们这里是通过指定yum 源的方式来进行安装，使用阿里云的源进行安装：

cat < /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64

enabled=1

gpgcheck=0

repo_gpgcheck=0

gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg

http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

EOF

然后安装 kubeadm、kubelet、kubectl（我安装的指定版本1.20.5，有版本要求自己设定版本）：

yum install -y kubelet-1.20.5 kubeadm-1.20.5 kubectl-1.20.5

设置运行时：

crictl config runtime-endpoint /run/containerd/containerd.sock

可以看到我们这里安装的是 v1.20.5版本，然后将 kubelet 设置成开机启动：

systemctl daemon-reload

systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

“到这里为止上面所有的操作都需要在所有节点执行配置。 ”

初始化集群

---

初始化Master

然后接下来在 master 节点配置 kubeadm 初始化文件，可以通过如下命令导出默认的初始化配置：

$ kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml

然后根据我们自己的需求修改配置，比如修改 imageRepository 的值，kube-proxy 的模式为 ipvs，需要

注意的是由于我们使用的containerd作为运行时，所以在初始化节点的时候需要指定 cgroupDriver 为

systemd 【1】

然后使用上面的配置文件进行初始化：

kubeadm init --config=kubeadm.yaml

拷贝 kubeconfig 文件

$ mkdir -p $HOME/.kube

$ sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

$ sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

添加节点

记住初始化集群上面的配置和操作要提前做好，将 master 节点上面的 $HOME/.kube/config 文件拷贝到

node 节点对应的文件中，安装 kubeadm、kubelet、kubectl，然后执行上面初始化完成后提示的 join 命

令即可：

kubeadm join 192.168.3.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \

   --discovery-token-ca-cert-hash

sha256:0d0e045cf3131fc3a780e52f920900355f17b03511a754cb0aac61871b1720de

执行成功后运行 get nodes 命令：

$ kubectl get nodes

可以看到是 NotReady 状态，这是因为还没有安装网络插件，接下来安装网络插件，可以在文档 https://

kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/ 中选择我们

自己的网络插件，这里我们安装 calio:

$ wget https://docs.projectcalico.org/v3.8/manifests/calico.yaml

# 因为有节点是多网卡，所以需要在资源清单文件中指定内网网卡

$ vi calico.yaml

安装calico网络插件

$ kubectl apply -f calico.yaml

网络插件运行成功了，node 状态也正常了：

彻底卸载K8S集群

yum remove -y kubelet kubeadm kubectl

kubeadm reset -f

modprobe -r ipip

lsmod

rm -rf ~/.kube/

rm -rf /etc/kubernetes/

rm -rf /etc/systemd/system/kubelet.service.d

rm -rf /etc/systemd/system/kubelet.service

rm -rf /usr/bin/kube*

rm -rf /etc/cni

rm -rf /opt/cni

rm -rf /var/lib/etcd

rm -rf /var/etcd