如何在Ubuntu上升级Kubernetes集群

在Ubuntu上升级Kubernetes集群（以kubeadm部署为例）

升级Kubernetes集群需遵循“前置检查→控制平面升级→工作节点升级→验证”的流程，确保业务连续性与版本兼容性。以下是详细步骤：

一、升级前准备

1. 备份集群数据

升级前必须备份etcd数据（集群状态核心存储），防止数据丢失。使用etcdctl命令创建快照：

ETCDCTL_API=3 etcdctl snapshot save /opt/kubernetes/backup/etcd_snapshot_$(date +%F).db \
  --endpoints=https://127.0.0.1:2379 \
  --cert=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt \
  --key=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key \
  --cacert=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt

确认快照文件生成（ls /opt/kubernetes/backup/），并存放在安全位置。

2. 检查版本兼容性

• 确认当前版本：通过kubectl version --short获取集群版本（如v1.24.6）。
• 确认升级路径：Kubernetes不支持跨多个次要版本跳跃升级（如v1.24→v1.26），必须按相邻次要版本递进（如v1.24→v1.25→v1.26）。
• 检查组件兼容性：参考Kubernetes官方升级文档，确认容器运行时（如containerd≥1.6，对应K8s 1.25+）、网络插件（如Calico≥3.24，对应K8s 1.25+）、Ingress控制器（如Nginx Ingress≥1.5，对应K8s 1.25+）与目标版本兼容。

3. 检查集群健康状态

确保集群无故障，避免升级失败：

• 控制平面组件：kubectl get pods -n kube-system -l component=kube-apiserver（需Running状态）。
• 节点状态：kubectl get nodes（所有节点需为Ready）。
• Pod状态：kubectl get pods --all-namespaces --field-selector=status.phase!=Running（无CrashLoopBackOff或Error状态的Pod）。

二、升级控制平面节点（Master节点）

控制平面是集群核心，需优先升级。假设当前版本为v1.24.6，目标版本为v1.25.3：

1. 升级kubeadm工具

kubeadm是升级控制平面的关键工具，需先升级到目标版本：

sudo apt update
sudo apt-mark unhold kubeadm  # 解除版本锁定（若之前锁定）
sudo apt install -y kubeadm=1.25.3-00  # 安装目标版本
sudo apt-mark hold kubeadm  # 锁定版本，防止误升级

2. 检查升级计划

通过kubeadm upgrade plan查看可升级版本及所需操作：

sudo kubeadm upgrade plan

输出会显示当前版本、可升级的目标版本（如v1.25.3）及需要升级的组件（如kube-apiserver、kube-controller-manager）。

3. 执行升级

根据kubeadm upgrade plan的输出，执行升级命令（替换为目标版本）：

sudo kubeadm upgrade apply v1.25.3

• 输入yes确认升级。
• 命令会自动升级控制平面组件（API Server、Controller Manager、Scheduler）及etcd（若使用kubeadm管理的etcd）。

4. 升级kubelet配置

升级控制平面后，需更新kubelet配置以适配新版本：

sudo kubeadm upgrade node config --kubelet-version $(kubelet --version | cut -d ' ' -f 2)
sudo systemctl restart kubelet  # 重启kubelet使配置生效

三、升级工作节点（Worker节点）

工作节点负责运行Pod，需在控制平面升级完成后逐个升级：

1. 升级kubeadm

在工作节点上升级kubeadm到目标版本（与控制平面一致）：

sudo apt update
sudo apt-mark unhold kubeadm
sudo apt install -y kubeadm=1.25.3-00
sudo apt-mark hold kubeadm

2. 升级节点

使用kubeadm upgrade node命令将节点升级到目标版本：

sudo kubeadm upgrade node

• 该命令会自动下载新版本镜像并替换旧组件。

3. 升级kubelet

升级节点上的kubelet到目标版本：

sudo apt install -y kubelet=1.25.3-00
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart kubelet

4. 移除升级污点（可选）

旧版本集群升级时，节点会自动添加node.kubernetes.io/upgrade:NoSchedule污点，阻止Pod调度。升级完成后可移除：

kubectl taint nodes <
    node-name>
     node.kubernetes.io/upgrade:NoSchedule-

（< node-name> 为节点名称，可通过kubectl get nodes获取）

四、升级后验证

升级完成后，需验证集群状态是否正常：

1. 检查节点状态

kubectl get nodes

所有节点应显示为Ready状态。

2. 检查Pod状态

kubectl get pods --all-namespaces

所有Pod应处于Running或Completed状态（无Error或CrashLoopBackOff）。

3. 验证应用功能

访问集群内的应用（如通过Ingress或NodePort），确认业务正常运行。

注意事项

• 版本递进：必须遵循相邻次要版本升级，禁止跳跃升级。
• 业务低峰期操作：升级过程中API Server会短暂中断，建议在业务低峰期进行。
• 高危操作规避：升级前停止对集群的修改（如修改节点配置、调整Ingress规则）。
• 回滚准备：若升级失败，可通过kubeadm upgrade revert回滚到上一个版本，或使用etcd快照恢复数据。

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