K8s 集群升级

Wed, 09 Sep 2026 14:26:14 +0800

Kubernetes 集群的大版本（跨次要版本）升级是一项复杂且高风险的运维操作。为了确保业务连续性，必须遵循严格的规范。以下是升级的核心原则、标准流程以及可能遇到的关键问题。

1. 大版本升级的核心原则

逐级递进，严禁跨版本：Kubernetes 不支持跨多个次要版本直接升级（例如不能从 1.24 直接升级到 1.26），必须按照1.24 → 1.25 → 1.26的顺序逐版本进行。每一跳都需要完成控制面和节点的升级与验证。
组件版本兼容策略：
- 控制面：kube-apiserver 版本最高且需最先升级，controller-manager 和 scheduler 版本应小于或等于 apiserver。
- kubelet：节点上的 kubelet 版本必须小于或等于 apiserver，且不能低于 apiserver 的前一个次要版本（例如 apiserver 为 v1.28 时，kubelet 可以是 v1.28 或 v1.27）。
先升级控制面，再升级节点：必须先完成 Master 节点（控制平面）的升级，确认稳定后再分批升级 Worker 节点。
第三方组件兼容性检查：升级前必须确认 CNI 插件（如 Calico/Cilium）、CoreDNS、kube-proxy 以及 Ingress 控制器等是否支持目标版本。通常建议先升级 CNI，CoreDNS 则与 K8s 版本强绑定，需查阅官方对应表。

2. 标准升级流程

升级前准备：
- 检查集群健康状态，确保所有节点为 Ready，无 CrashLoopBackOff 的 Pod。
- 备份关键数据：必须备份 etcd 数据、证书文件及核心配置文件，以防升级失败导致数据丢失。
- 检查并处理废弃 API（Deprecated APIs），高版本可能会移除旧版 API，导致 HPA 或 Ingress 等资源失效。
升级控制面：升级 kubeadm，执行 kubeadm upgrade apply，依次更新 kube-apiserver、kube-controller-manager 和 kube-scheduler。
升级工作节点：
- 腾空节点（Cordon & Drain），将 Pod 驱逐到其他节点。
- 升级节点的 kubeadm、kubelet 和 kubectl。
- 解除节点保护（Uncordon），使其重新加入调度。
- 建议在生产环境中逐个节点离线升级后再上线，避免全部同时升级。

3. 升级过程中可能遇到的问题

废弃 API 导致业务失效：高版本 K8s 会废弃旧版 API。例如升级到 1.22+ 时，networking.k8s.io/v1beta1 的 Ingress 将不再可用；升级到 1.18+ 后，HPA 的 apiVersion 必须切换为 apps/v1，否则功能会失效。
容器运行时变更：从 Kubernetes 1.24 开始，不再支持将 Docker 作为内置容器运行时。若从 1.22/1.23 升级，必须提前将节点运行时从 Docker 迁移到 containerd，否则升级会失败。
节点排水（Drain）失败与 PDB 冲突：在驱逐 Pod 时，如果配置了 Pod Disruption Budget (PDB) 且当前可用副本数达到下限，Pod 将无法被驱逐，导致节点升级超时或失败。
网络连通性中断：如果 Pod 通过 LoadBalancer 类型的 Service 访问同节点上的另一个 Pod，且 Service 的 externalTrafficPolicy 设置为 Local，在节点轮转升级后，两个 Pod 可能不再位于同一节点，导致网络不通。
自定义配置被覆盖：如果曾通过非产品化方式（如直接登录节点修改 kubelet 配置、打开 SWAP 分区等）更改过节点配置，升级过程中这些自定义配置可能会被重置或覆盖，甚至导致升级失败。
磁盘空间不足：升级过程需要下载软件包并可能产生临时文件。如果节点磁盘水位过高（建议预留至少 20% 空间），可能导致 Pod 被驱逐或升级失败。
Cgroup v1 兼容性问题：在较新的版本（如 1.36）中，kubelet 默认仅支持 Cgroup v2。如果节点操作系统仍在使用 Cgroup v1，可能会导致 kubelet 启动失败或节点 NotReady。

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K8s 集群升级

1. 大版本升级的核心原则

2. 标准升级流程

3. 升级过程中可能遇到的问题