Ubuntu与Kubernetes兼容性问题探讨

Ubuntu 与 Kubernetes 兼容性要点与避坑指南

一 支持矩阵与系统要求

• 操作系统基线：Kubernetes 在 Linux 上运行最佳，Ubuntu 属于官方与社区广泛采用的发行版。实践中建议使用 Ubuntu 20.04 LTS 及以上版本，并优先选择 HWE 内核（≥ 5.4） 以获得更新的容器与网络特性支持。
• 容器运行时：自 v1.24 起，Kubernetes 移除内置 dockershim，需使用符合 CRI 的运行时（如 containerd 或 CRI-O）。在 Ubuntu 上推荐安装 containerd 官方包，或使用 microk8s 内置的 containerd。
• 基础要求：各节点需满足 ≥2 核 CPU、≥2 GB 内存、≥20 GB 存储，节点间网络互通，时间同步（NTP/chrony），并具备对控制平面与节点通信端口的放行策略（如 6443、10250、10251、10252、8472/udp 等，具体取决于网络插件与拓扑）。

二 常见兼容性问题与修复

• APT 源与 GPG 错误（如 “仓库 … kubernetes-xenial Release 没有 Release 文件”）
  成因：旧版仓库路径依赖 Ubuntu 代号（xenial/jammy 等），已不再维护。
  修复：使用 pkgs.k8s.io 的新通用仓库格式（不再绑定发行版代号），并正确导入 GPG 密钥。示例：

  • 删除旧源：sudo rm /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  • 写入新源：echo “deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/ /” | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  • 导入密钥：curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.28/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg
  • 安装组件：sudo apt update && sudo apt install -y kubeadm=1.28.* kubelet=1.28.* kubectl=1.28.*
    说明：将 v1.28 替换为你的目标稳定版本分支。网络或密钥异常时，先 curl -I 检测仓库可达性并重新导入密钥。

• iptables 后端与 kube-proxy 冲突
  成因：部分 Ubuntu（如 19.04+）默认使用 nftables 作为 iptables 后端，会与当前 kubeadm/kube-proxy 产生规则冲突。
  修复：切换为“旧版”iptables 兼容模式：

  • sudo update-alternatives --set iptables /usr/sbin/iptables-legacy
  • sudo update-alternatives --set ip6tables /usr/sbin/ip6tables-legacy
  • 如需，同步设置 arptables/ebtables 的 legacy 模式。完成后重启 kubelet。

• 节点标识与基础网络唯一性
  要求：集群内各节点需具备 唯一的主机名、MAC 地址、product_uuid。重复会导致节点注册异常或污点/调度异常。
  排查：ip link 或 ifconfig -a 查看 MAC；cat /sys/class/dmi/id/product_uuid 查看 product_uuid。虚拟化/克隆环境需特别注意克隆后重复问题。

• 容器运行时与 cgroup 驱动不一致
  现象：kubelet 启动失败或 Pod 无法创建，日志提示 cgroup 不一致。
  修复：统一 cgroup 驱动为 systemd（Kubernetes 推荐）。

  • containerd：/etc/containerd/config.toml 中设置 [plugins.“io.containerd.grpc.v1.cri”.containerd.runtimes.runc.options] SystemdCgroup = true，重启 containerd 与 kubelet。
  • kubelet：/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 的 KUBELET_KUBEADM_ARGS 中确保 --cgroup-driver=systemd，然后 systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet。

• 镜像与容器行为兼容性（少见但影响大）
  现象：个别基础镜像（如 eclipse-temurin:11-jdk 的 Ubuntu 20.04 底层镜像）在特定 K8s 版本上出现 Pod 持续 Terminating、无法删除，只能 --grace-period=0 --force 强制删除。
  处理：优先更换基础镜像（如 Alpine 或其他经充分验证的基础镜像），并在 CI 中加入“删除/滚动更新”稳定性测试。该问题具有环境偶发性，可能与底层系统调用/信号转发/容器运行时版本相关。

三 部署与运维建议

• 系统加固与内核参数：
  • 禁用 Swap：sudo swapoff -a 并注释 /etc/fstab 中 swap 行；
  • 开启桥接与转发：net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1、net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1、net.ipv4.ip_forward=1；
  • 时间同步：安装 ntp/chrony 并校时。以上为 K8s 在 Ubuntu 上的通行做法。
• 版本选择与升级策略：
  • 选择与你的工作负载/网络插件/存储插件均验证过的 Kubernetes 小版本，避免跨多版本跳跃；
  • 使用 kubeadm 时锁定 kubelet/kubeadm/kubectl 版本，防止意外升级导致不兼容；
  • 关注各组件的 支持周期（EOL） 与 Ubuntu 的 HWE 内核节奏，必要时提前规划升级窗口。
• 网络插件与端口规划：
  • 常见选择 Calico/Flannel/Cilium；部署前规划 Pod CIDR 与节点网段不冲突；
  • 按官方清单部署网络插件后，再验证节点 Ready 状态与跨节点 Pod 通信。