云原生Kubernetes：K8S集群版本升级(v1.20.15 - v1.22.14)

目录

一、理论

1.K8S集群升级

2.集群概况

3.升级集群（v1.21.14）

4.验证集群（v1.21.14）

5.升级集群（v1.22.14）

6.验证集群  (v1.22.14)

二、实验

 1.升级集群（v1.21.14）

2.验证集群（v1.21.14）

 3.升级集群（v1.22.14）

4.验证集群（v1.22.14）

一、理论

1.K8S集群升级

（1）概念

搭建K8S集群的方式有很多种，比如二进制，kubeadm，RKE（Rancher）等，K8S集群升级方式也各有千秋，目前准备使用kubeadm方式搭建的k8s集群升级方法。

需要注意的是，升级集群版本建议逐步升级，比如 v1.20.1–>v1.21.1–>v1.22.1–>v1.23.1–>v1.24.1，不能跨度过大，否则会报错。

2.集群概况

表1 集群概况

3.升级集群（v1.21.14）

升级策略为先升级到v1.21.14，再升级到v1.22.14

v1.20.15–>v1.21.14–>v1.22.14

（1）确定升级版本

可以看到目前的版本是v1.20.15。

kubectl get nodes   # 查看集群版本

NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master1   Ready    control-plane,master   95d   v1.20.15
master2   Ready    control-plane,master   94d   v1.20.15
node1     Ready    worker                 94d   v1.20.15

# 执行如下命令确定升级版本
yum list --showduplicates kubeadm --disableexcludes=kubernetes

我的目标版本是1.21.14-0。

（2）升级Master

①所有 master 节点操作

# 升级kubeadm
yum install -y kubeadm-1.21.14-0 --disableexcludes=kubernetes   # --disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库
# 升级完成后验证版本
kubeadm version

② 升级 master1 节点

# 验证升级计划。检查当前集群是否可被升级
kubeadm upgrade plan

最高可以升级到 v1.21.14版本，正好与我们的目标版本一致；只要可允许升级的最高版本高于你的目标版本，就可以升级。

注意：kubeadm upgrade命令也会自动对kubeadm在节点上所管理的证书执行续约操作。如果需要略过证书续约操作，可以使用
标志--certificate-renewal=false。

确定集群升级目标版本，并且查看升级计划符合条件后，就可以在 master1 节点上执行升级集群的命令了

# 将 master1 升级到目标版本
kubeadm upgrade apply v1.21.14

③ 升级 master2节点

master2节点操作

升级master2节点与 master1 节点相同，但是使用下面的命令，而不是kubeadm upgrade apply命令。

kubeadm upgrade node

④升级kubectl和kubelet

两台 master 节点操作，操作顺序：master1——>master2
分别在两台master节点上执行如下操作，注意更改<节点名称>。

# 1.将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod
kubectl drain <节点名称> --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data
##说明：
## --ignore-daemonsets 无视DaemonSet管理下的Pod。即--ignore-daemonsets往往需要指定的,这是
#因为deamonset会忽略unschedulable标签(使用kubectl drain时会自动给节点打上不可调度标签),
#由于deamonset控制器控制的pod被删除后可能马上又在此节点上启动起来,这样就会成为死循环。因此
#这里忽略daemonset。

# 2.升级kubelet和kubectl组件
yum install -y kubelet-1.21.14-0 kubectl-1.24.15-0 --disableexcludes=kubernetes
## 说明： --disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库

# 3.重启kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

# 4.恢复当前节点上的Pod调度，使其上线
kubectl uncordon <节点名称>

此时查看节点版本，发现两台master节点已经升级完毕。

[root@master1 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master1   Ready    control-plane,master   95d   v1.21.14
master2   Ready    control-plane,master   94d   v1.21.14
node1     Ready    worker                 94d   v1.20.15

接下来升级worker节点。

（3） 升级 Worker

工作节点上的升级过程应该一次执行一个节点，或者一次执行几个节点，以不影响运行工作负载所需的最小容量。
由于我的集群中只有一个worker节点，所以这里只在一台机器上操作；如果你的集群中有多个worker节点，每个节点都需要操作。

# 升级kubeadm
yum install -y kubeadm-1.21.14-0 --disableexcludes=kubernetes
# 查看版本
kubeadm version

# 升级 node 节点
kubeadm upgrade node

# 设置节点不可调度并排空节点。只有1个worker节点时忽略此步，因为可能会报错
kubectl drain node1 --ignore-daemonsets

# 升级kubelet和kubectl组件
yum install -y kubelet-1.21.14-0 kubectl-1.21.14-0 --disableexcludes=kubernetes

# 重启kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

# 恢复当前节点上的Pod调度。只有1个worker节点时忽略此步
kubectl uncordon node1     # node1 为worker节点名称

4.验证集群（v1.21.14）

(1)验证集群状态是否正常

kubectl get nodes

# 结果如下：
[root@master1 ~]# kubectl get nodes

版本均已升级到 v1.21.14。

(2) 查看节点详细信息

kubectl get nodes -o wide

5.升级集群（v1.22.14）

升级策略为v1.21.14–>v1.22.14

（1）确定升级版本

可以看到目前的版本是v1.21.14。

kubectl get nodes   # 查看集群版本

NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master1   Ready    control-plane,master   94d   v1.21.14
master2   Ready    control-plane,master   94d   v1.21.14
node1     Ready    worker                 94d   v1.21.14

# 执行如下命令确定升级版本
yum list --showduplicates kubeadm --disableexcludes=kubernetes

我的目标版本是1.22.14-0。

（2）升级Master

①所有 master 节点操作

# 升级kubeadm
yum install -y kubeadm-1.22.14-0 --disableexcludes=kubernetes   # --disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库
# 升级完成后验证版本
kubeadm version

② 升级 master1 节点

# 验证升级计划。检查当前集群是否可被升级
kubeadm upgrade plan

最高可以升级到 v1.20.15 版本，正好与我们的目标版本一致；只要可允许升级的最高版本高于你的目标版本，就可以升级。

注意：kubeadm upgrade命令也会自动对kubeadm在节点上所管理的证书执行续约操作。如果需要略过证书续约操作，可以使用
标志--certificate-renewal=false。

确定集群升级目标版本，并且查看升级计划符合条件后，就可以在 master1 节点上执行升级集群的命令了

# 将 master1 升级到目标版本
kubeadm upgrade apply v1.22.14

③ 升级 master2节点

master2节点操作

升级master2节点与 master1 节点相同，但是使用下面的命令，而不是kubeadm upgrade apply命令。

kubeadm upgrade node

④升级kubectl和kubelet

两台 master 节点操作，操作顺序：master1——>master2
分别在两台master节点上执行如下操作，注意更改<节点名称>。

# 1.将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod
kubectl drain <节点名称> --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data
##说明：
## --ignore-daemonsets 无视DaemonSet管理下的Pod。即--ignore-daemonsets往往需要指定的,这是
#因为deamonset会忽略unschedulable标签(使用kubectl drain时会自动给节点打上不可调度标签),
#由于deamonset控制器控制的pod被删除后可能马上又在此节点上启动起来,这样就会成为死循环。因此
#这里忽略daemonset。

# 2.升级kubelet和kubectl组件
yum install -y kubelet-1.22.14-0 kubectl-1.22.14-0 --disableexcludes=kubernetes
## 说明： --disableexcludes=kubernetes：禁掉除了这个kubernetes之外的别的仓库

# 3.重启kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

# 4.恢复当前节点上的Pod调度，使其上线
kubectl uncordon <节点名称>

此时查看节点版本，发现两台master节点已经升级完毕。

[root@master1 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master1   Ready    control-plane,master   95d   v1.22.14
master2   Ready    control-plane,master   94d   v1.22.14
node1     Ready    worker                 94d   v1.21.14

接下来升级worker节点。

（3） 升级 Worker

工作节点上的升级过程应该一次执行一个节点，或者一次执行几个节点，以不影响运行工作负载所需的最小容量。
由于我的集群中只有一个worker节点，所以这里只在一台机器上操作；如果你的集群中有多个worker节点，每个节点都需要操作。

# 升级kubeadm
yum install -y kubeadm-1.22.14-0 --disableexcludes=kubernetes# 查看版本
kubeadm version

# 升级 node 节点
kubeadm upgrade node

# 设置节点不可调度并排空节点。只有1个worker节点时忽略此步，因为可能会报错
kubectl drain node1 --ignore-daemonsets

# 升级kubelet和kubectl组件
yum install -y kubelet-1.22.14-0 kubectl-1.22.14-0 --disableexcludes=kubernetes

# 重启kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

# 恢复当前节点上的Pod调度。只有1个worker节点时忽略此步
kubectl uncordon node1     # node1 为worker节点名称

6.验证集群  (v1.22.14)

(1)验证集群状态是否正常

kubectl get nodes

# 结果如下：
[root@master1 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master1   Ready    control-plane,master   95d   v1.22.14
master2   Ready    control-plane,master   94d   v1.22.14
node1     Ready    worker                 94d   v1.22.14

版本均已升级到 v1.22.14。

(2) 查看节点详细信息

kubectl get nodes -o wide

二、实验

 1.升级集群（v1.21.14）

（1）确定升级版本

可以看到目前的版本是v1.20.15。

执行如下命令确定升级版本

我的目标版本是1.21.14-0。

（2）升级Master

①所有 master 节点操作

 升级kubeadm

 升级完成后验证版本

② 升级 master1 节点

验证升级计划。检查当前集群是否可被升级

最高可以升级到 v1.21.14 版本，正好与我们的目标版本一致；只要可允许升级的最高版本高于你的目标版本，就可以升级。

注意：kubeadm upgrade命令也会自动对kubeadm在节点上所管理的证书执行续约操作。如果需要略过证书续约操作，可以使用
标志--certificate-renewal=false。

确定集群升级目标版本，并且查看升级计划符合条件后，就可以在 master1 节点上执行升级集群的命令了

成功

③ 升级 master2节点

master2节点操作

升级master2节点与 master1 节点相同，但是使用下面的命令kubeadm upgrade node
，而不是kubeadm upgrade apply命令。

升级kubeadm

升级完成后验证版本

升级master2节点

成功：

④升级kubectl和kubelet

两台 master 节点操作，操作顺序：master1——>master2
分别在两台master节点上执行如下操作，注意更改<节点名称>。

1）master1节点

将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod

升级kubelet和kubectl组件

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度，使其上线

查看节点版本，发现一台master节点已经升级完毕。

2）master2节点

将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod

升级kubelet和kubectl组件

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度，使其上线

此时查看节点版本，发现两台master节点已经升级完毕。

接下来升级worker节点。

（3） 升级 Worker

工作节点上的升级过程应该一次执行一个节点，或者一次执行几个节点，以不影响运行工作负载所需的最小容量。
由于我的集群中只有一个worker节点，所以这里只在一台机器上操作；如果你的集群中有多个worker节点，每个节点都需要操作。

升级kubeadm​​​​​​​

查看版本

升级 node 节点

设置节点不可调度并排空节点。只有1个worker节点时忽略此步，因为可能会报错

升级kubelet和kubectl组件

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度。只有1个worker节点时忽略此步

2.验证集群（v1.21.14）

(1)验证集群状态是否正常​​​​​​​

版本均已升级到 v1.21.14。

(2) 查看节点详细信息

 3.升级集群（v1.22.14）

升级策略为v1.21.14–>v1.22.14

（1）确定升级版本

可以看到目前的版本是v1.21.14。​​​​​​​

执行如下命令确定升级版本

我的目标版本是1.22.14-0。

（2）升级Master

①所有 master 节点操作

 升级kubeadm​​​​​​​

 升级完成后验证版本

② 升级 master1 节点

验证升级计划。检查当前集群是否可被升级

最高可以升级到 v1.22.14 版本，正好与我们的目标版本一致；只要可允许升级的最高版本高于你的目标版本，就可以升级。

注意：kubeadm upgrade命令也会自动对kubeadm在节点上所管理的证书执行续约操作。如果需要略过证书续约操作，可以使用
标志--certificate-renewal=false。

确定集群升级目标版本，并且查看升级计划符合条件后，就可以在 master1 节点上执行升级集群的命令了

成功

③ 升级 master2节点

master2节点操作

升级master2节点与 master1 节点相同，但是使用下面的命令kubeadm upgrade node
，而不是kubeadm upgrade apply命令。

升级kubeadm

升级完成后验证版本

升级master2节点

成功：

④升级kubectl和kubelet

两台 master 节点操作，操作顺序：master1——>master2
分别在两台master节点上执行如下操作，注意更改<节点名称>。

1）master1节点

将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod

升级kubelet和kubectl组件

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度，使其上线

查看节点版本，发现一台master节点已经升级完毕。

2）master2节点

将当前节点标记为不可调度，并驱逐节点上的Pod

升级kubelet和kubectl组件​​​​​​​

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度，使其上线

此时查看节点版本，发现两台master节点已经升级完毕。​​​​​​​

接下来升级worker节点。

（3） 升级 Worker

工作节点上的升级过程应该一次执行一个节点，或者一次执行几个节点，以不影响运行工作负载所需的最小容量。
由于我的集群中只有一个worker节点，所以这里只在一台机器上操作；如果你的集群中有多个worker节点，每个节点都需要操作。

升级kubeadm​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

查看版本

升级 node 节点

设置节点不可调度并排空节点。只有1个worker节点时忽略此步，因为可能会报错

升级kubelet和kubectl组件

重启kubelet

恢复当前节点上的Pod调度。只有1个worker节点时忽略此步

4.验证集群（v1.22.14）

(1)验证集群状态是否正常​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

版本均已升级到 v1.22.14。

(2) 查看节点详细信息

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