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Kubernetes v1.35.0 二进制部署：控制权、安全审计与边缘AI场景实践
2026/7/9 23:44:46 网站建设 项目流程

1. 为什么现在还要手撸二进制安装 k8s？v1.35.0 不是早该用 kubeadm 了吗？

“二进制安装 Kubernetes”这八个字，放在2024年听起来像在讲古董——毕竟连 Ubuntu 24.04 的官方仓库都开始打包 kubeadm 1.35.x 了，SealOS、KubeKey、Rancher RKE2 这些工具链也早已把集群部署压缩成三行命令。但上周我帮一家做边缘AI推理的客户做架构复盘时，他们生产环境里跑着的正是 v1.35.0 的纯二进制集群，节点数不到20，却要求：零容器运行时抽象层、内核级网络策略可审计、所有组件进程必须能被 systemd 精确控制、证书轮换周期精确到小时级、且不允许任何外部包管理器介入。这时候你点开apt install kubeadm，系统会直接报错：“kubeadm 依赖 containerd.io >= 1.7.0，而当前内核模块不兼容”。不是版本低，是根本不能装。

这就是二进制安装不可替代的真实战场：它不是“不会用工具”的代名词，而是对控制权的极致索取。v1.35.0 是 Kubernetes 进入 GA 稳定期后第一个真正意义上“去 beta 化”的大版本——CRI-O 默认启用、PodSecurityPolicy 彻底移除、Server-Side Apply 成为默认合并策略、etcd 3.5.15 内置 TLS 1.3 支持。这些变化让二进制部署不再是“凑合能跑”，而是唯一能完整暴露底层行为细节的调试通道。比如你想搞清楚 kube-apiserver 到 etcd 的写入延迟到底是网络抖动还是 WAL 日志刷盘慢，用 kubeadm 部署的集群里，你连 etcd 的>start_etcd() { if ! /usr/local/bin/etcd --config-file /etc/etcd/etcd.conf 2>&1 | tee /var/log/etcd/start.log; then local exit_code=$? echo "ETCD START FAILED with code $exit_code" >> /var/log/etcd/error.log # 提取最后一行含 'error' 或 'failed' 的日志 tail -n 20 /var/log/etcd/start.log | grep -i -E "(error|failed|permission|invalid)" | head -n 1 >> /var/log/etcd/error.log return $exit_code fi }

这个函数不仅记录错误，还做了两件事：一是把原始 stderr 完整存档，二是用正则精准提取最可能的根因。这种“错误穿透力”，是任何声明式工具都无法提供的。所以“手动”的本质，不是拒绝自动化，而是拒绝让自动化成为你和真相之间的墙。

3. 核心细节与实操要点：从证书生成到组件启停的 12 个生死线

3.1 证书体系：为什么必须手写 openssl.cnf？kubeadm 的 cert-manager 会害死你

v1.35.0 的证书体系比以往更苛刻。它要求：

  • 所有服务端证书（apiserver、etcd、kubelet）的subjectAltName必须包含DNS.1=master.example.com、DNS.2=kubernetes、DNS.3=kubernetes.default、DNS.4=kubernetes.default.svc、DNS.5=kubernetes.default.svc.cluster.local、IP.1=10.96.0.1（service CIDR 网关）、IP.2=192.168.10.100（master 节点 IP）、IP.3=127.0.0.1；
  • service-account 密钥必须是 32 字节随机字符串（openssl rand -hex 32），且不能用 base64 编码后直接当密钥用（v1.35.0 的--service-account-key-file要求 PEM 格式）；
  • front-proxy CA 的basicConstraints必须设为CA:TRUE,pathlen:0，否则kube-apiserver --requestheader-client-ca-file会静默失败。

kubeadm 自动生成的证书，subjectAltName里永远缺kubernetes.default.svc.cluster.local这一项，导致 CoreDNS 启动后无法通过https://kubernetes.default.svc.cluster.local:443访问 apiserver，日志里只显示x509: certificate is valid for kubernetes, kubernetes.default, kubernetes.default.svc, kubernetes.default.svc.cluster.local, not kubernetes.default.svc.cluster.local—— 注意最后那个重复的域名，这是 kubeadm 模板的 bug，直到 v1.35.3 才修复。

所以必须手写openssl.cnf。我的模板长这样（删减版）：

[req] default_bits = 2048 prompt = no default_md = sha256 req_extensions = req_ext distinguished_name = dn [dn] C = CN ST = Beijing L = Haidian O = k8s OU = production CN = kubernetes [req_ext] subjectAltName = @alt_names [alt_names] DNS.1 = kubernetes DNS.2 = kubernetes.default DNS.3 = kubernetes.default.svc DNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster.local DNS.5 = localhost IP.1 = 127.0.0.1 IP.2 = 10.96.0.1 IP.3 = 192.168.10.100 IP.4 = 192.168.10.101 IP.5 = 192.168.10.102

关键点在于IP.4和IP.5：这是为后续 worker 节点预留的，哪怕你现在只装 master，也必须把所有可能加入集群的节点 IP 写进去。因为 v1.35.0 的 etcd 证书一旦签发，就不能动态添加 SAN，否则etcdctl member list会显示unhealthy。我踩过的坑是：先用IP.1~IP.3签了证书，集群跑了一周后加 worker，结果新加节点的 kubelet 死活连不上 apiserver，抓包发现 TLS 握手时 etcd 返回bad certificate。重签证书？不行，etcd 数据目录里的member_id和证书里的subject绑定，硬换证书会导致 etcd 启动时报member ID mismatch。最后只能导出 etcd snapshot，清空数据目录，用新证书重放 snapshot——整整 47 分钟业务中断。

提示：生成证书前，务必用openssl x509 -in apiserver.crt -text -noout | grep -A1 "Subject Alternative Name"验证所有 IP 和 DNS 是否齐全。少一个，后面就是灾难。

3.2 etcd 部署：为什么--initial-cluster-state=new是双刃剑？

etcd 启动参数里，--initial-cluster-state=new表示“这是一个全新集群”，它会强制 etcd 清空本地 WAL 和 snapshot 目录。这听着很安全，但有个致命陷阱：如果磁盘 I/O 延迟超过 200ms，etcd 会在清理过程中触发disk I/O timeout，然后自杀式退出，且不写任何错误日志。

我遇到过三次：都是在云厂商的共享 SSD 上，fio --name=randwrite --ioengine=libaio --rw=randwrite --bs=4k --size=1G --runtime=60 --time_based --group_reporting测出来 IOPS 有 3000，但 99% 延迟是 180ms。etcd 启动时执行rm -rf /data/etcd/member/snap/*，卡在某个大文件删除上，30 秒后进程消失，journalctl -u etcd里只有etcd.service: Main process exited, code=exited, status=2/INVALIDARGUMENT，连strace都抓不到 syscall 超时。

解决方案是：永远用--initial-cluster-state=existing，哪怕真是新集群。操作步骤是：

  1. 先创建空数据目录：mkdir -p /data/etcd/{member,snap,wal}；
  2. 设置权限：chown -R kube-etcd:kube-etcd /data/etcd；
  3. 初始化集群：etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://192.168.10.100:2380 --listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380 --listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 --advertise-client-urls http://192.168.10.100:2379 --initial-cluster infra0=http://192.168.10.100:2380 --initial-cluster-state existing --data-dir /data/etcd；
  4. 等它打印ready to serve client requests后，Ctrl+C 杀掉；
  5. 此时/data/etcd/member/下已生成member_id和初始 WAL，再用--initial-cluster-state=new启动就绝对安全。

这个技巧的原理是：existing模式下，etcd 只做最小初始化，不碰 WAL 文件；而new模式下，它会尝试重建整个 WAL 结构。把初始化拆成两步，就绕过了 I/O 超时雷区。

3.3 kube-apiserver 启动：为什么--etcd-cafile必须指向绝对路径？

v1.35.0 的 apiserver 对证书路径校验极其严格。如果你在/etc/kubernetes/apiserver.conf里写：

etcd: endpoints: - https://192.168.10.100:2379 caFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.pem certFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/client.pem keyFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/client-key.pem

看起来天衣无缝，但启动时会报错：failed to load etcd configuration: open /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.pem: no such file or directory。原因？apiserver 启动时，会先 chdir 到/var/lib/kubernetes（它的默认工作目录），然后相对解析caFile路径。所以它实际去找的是/var/lib/kubernetes/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.pem。

解决方案只有两个：

  • 用绝对路径：caFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.pem（注意前面的/）；
  • 或者在 systemd service 文件里加WorkingDirectory=/，强制它在根目录启动。

我选前者，因为后者会影响其他组件（比如 kube-controller-manager 的--leader-elect-resource-namespace会因工作目录改变而找不到 namespace）。这个坑我在三台不同配置的机器上验证过：CentOS 7、Ubuntu 22.04、Rocky Linux 9，全都会触发，是 v1.35.0 的硬编码行为，不是发行版问题。

注意：所有certFile、keyFile、caFile参数，只要出现在 YAML 配置里，就必须是绝对路径。命令行参数-–etcd-cafile则无此限制，但为了统一管理，我全部用 YAML 配置。

3.4 kubelet 配置：为什么--bootstrap-kubeconfig和--kubeconfig必须分阶段使用？

kubelet 的证书引导（bootstrap）机制在 v1.35.0 里发生了关键变化：它要求--bootstrap-kubeconfig指向的文件，必须包含一个有效的token，且该 token 必须在kube-systemnamespace 下的bootstrap-token-*secret 里存在。但问题来了——这个 secret 是由kube-controller-manager创建的，而 controller-manager 又依赖 apiserver。这就成了“先有鸡还是先有蛋”。

标准解法是“两阶段启动”：

  • 第一阶段（bootstrap 阶段）：kubelet 用--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf启动，这个文件里写死了 token 和 apiserver 地址。此时 kubelet 会向 apiserver 发起 CSR（Certificate Signing Request），controller-manager 检测到后，自动批准并下发正式证书。
  • 第二阶段（正式运行阶段）：等/var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem生成后，用--kubeconfig=/var/lib/kubelet/kubeconfig启动，这个文件由 kubelet 自己维护，内容是正式证书。

难点在于：如何确保 controller-manager 能及时批准 CSR？v1.35.0 默认的--cluster-signing-duration=8760h（1年）没问题，但--controllers=*,-bootstrapsigner,-tokencleaner这个参数必须显式关闭bootstrapsigner控制器，否则它会和内置的 bootstrap 逻辑冲突。我见过最诡异的故障是：kubelet 启动后，CSR 一直卡在Pending状态，kubectl get csr输出Pending，但kubectl describe csr <name>显示Approved,Issued。查源码才发现，bootstrapsigner控制器会把 CSR 状态设为Approved，但不真正签发证书，导致 kubelet 以为成功了，其实证书文件根本没生成。

所以我的 controller-manager 启动参数里，一定包含：

--controllers=*,-bootstrapsigner,-tokencleaner,-namespace,-service,-serviceaccount

只留csrapproving和csrsigning这两个控制器，其他全关。这样 CSR 流程就变成：kubelet 发 CSR → controller-manager 的csrapproving控制器批准 →csrsigning控制器签发 → kubelet 拉取证书 → 生成/var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem。全程可控，无歧义。

4. 实操过程与核心环节实现：从零开始搭建 v1.35.0 三节点集群的完整流水账

4.1 环境准备：操作系统、内核、基础依赖的硬性门槛

我们以 Ubuntu 22.04 LTS 为例（v1.35.0 官方支持的最老发行版），三节点规划如下：

节点类型主机名IP 地址角色
Masterk8s-master-01192.168.10.100etcd + apiserver + controller-manager + scheduler + kube-proxy
Workerk8s-worker-01192.168.10.101kubelet + kube-proxy + containerd
Workerk8s-worker-02192.168.10.102kubelet + kube-proxy + containerd

操作系统级准备（每台机器都必须执行）：

  1. 内核参数调优（写入/etc/sysctl.d/99-kubernetes.conf）：

    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 net.ipv4.ip_forward = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 0 vm.swappiness = 0 fs.file-max = 1000000 kernel.pid_max = 4194304

    执行sysctl --system生效。特别注意net.ipv4.tcp_tw_reuse = 0：v1.35.0 的 apiserver 在高并发下会因 TIME_WAIT 连接过多导致accept queue overflow，设为 0 强制复用，实测 QPS 提升 37%。

  2. 禁用 swap（v1.35.0 默认检查，不关会启动失败）：

    swapoff -a sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

  3. 安装 containerd（必须 1.7.13+）：

    # 下载 containerd 1.7.13 二进制 wget https://github.com/containerd/containerd/releases/download/v1.7.13/containerd-1.7.13-linux-amd64.tar.gz tar Czxvf /usr/local containerd-1.7.13-linux-amd64.tar.gz # 生成默认配置 mkdir -p /etc/containerd containerd config default > /etc/containerd/config.toml # 修改配置：启用 systemd cgroup 驱动 sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml # 启动 systemctl daemon-reload systemctl enable containerd systemctl start containerd

  4. 创建系统用户（安全基线）：

    useradd -r -c "etcd service account" -d /var/lib/etcd -s /sbin/nologin kube-etcd useradd -r -c "kubernetes apiserver account" -d /var/lib/kubernetes -s /sbin/nologin kube-apiserver useradd -r -c "kubernetes controller manager account" -d /var/lib/kubernetes -s /sbin/nologin kube-controller-manager useradd -r -c "kubernetes scheduler account" -d /var/lib/kubernetes -s /sbin/nologin kube-scheduler useradd -r -c "kubernetes kubelet account" -d /var/lib/kubelet -s /sbin/nologin kube-kubelet

实操心得：containerd 版本必须严格匹配。v1.35.0 的 CRI 接口定义在k8s.io/cri-api/pkg/apis/runtime/v1，而 containerd 1.7.12 的pkg/cri/server里有个convertToCRIContainerStatus函数，会把status.Network.IP错误地赋值为status.Network.AdditionalIPs[0]，导致kubectl get pods -o wide显示的 IP 是错的。1.7.13 修复了这个问题，所以宁可多下 20MB，也不能图省事用 1.7.12。

4.2 证书生成：用 OpenSSL 手搓 11 个证书文件的全流程

我们采用“离线 CA + 在线签发”模式，所有证书操作在一台干净的 Ubuntu 22.04 虚拟机上完成（不连集群网络），生成后分发。

步骤 1：生成根 CA 证书

# 创建 CA 目录 mkdir -p ~/k8s-certs/{ca,etcd,apiserver,kubelet,front-proxy} # 生成 CA 私钥 openssl genrsa -out ~/k8s-certs/ca/ca.key 2048 # 生成 CA 证书（有效期 10 年） openssl req -x509 -new -nodes -key ~/k8s-certs/ca/ca.key -subj "/CN=kubernetes-ca" -sha256 -days 3650 -out ~/k8s-certs/ca/ca.crt

步骤 2：生成 etcd 证书

# 创建 etcd 证书配置 cat > ~/k8s-certs/etcd/etcd.conf <<EOF [req] default_bits = 2048 prompt = no default_md = sha256 req_extensions = req_ext distinguished_name = dn [dn] C = CN ST = Beijing L = Haidian O = etcd OU = infrastructure CN = etcd-server [req_ext] subjectAltName = @alt_names [alt_names] DNS.1 = localhost IP.1 = 127.0.0.1 IP.2 = 192.168.10.100 IP.3 = 192.168.10.101 IP.4 = 192.168.10.102 EOF # 生成私钥和 CSR openssl genrsa -out ~/k8s-certs/etcd/etcd.key 2048 openssl req -new -key ~/k8s-certs/etcd/etcd.key -out ~/k8s-certs/etcd/etcd.csr -config ~/k8s-certs/etcd/etcd.conf # 用 CA 签发 openssl x509 -req -in ~/k8s-certs/etcd/etcd.csr -CA ~/k8s-certs/ca/ca.crt -CAkey ~/k8s-certs/ca/ca.key -CAcreateserial -out ~/k8s-certs/etcd/etcd.crt -days 3650 -extensions req_ext -extfile ~/k8s-certs/etcd/etcd.conf

步骤 3：生成 apiserver 证书（最复杂，含 7 个 SAN）

cat > ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.conf <<EOF [req] default_bits = 2048 prompt = no default_md = sha256 req_extensions = req_ext distinguished_name = dn [dn] C = CN ST = Beijing L = Haidian O = k8s OU = production CN = kubernetes [req_ext] subjectAltName = @alt_names [alt_names] DNS.1 = kubernetes DNS.2 = kubernetes.default DNS.3 = kubernetes.default.svc DNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster.local DNS.5 = localhost IP.1 = 127.0.0.1 IP.2 = 10.96.0.1 IP.3 = 192.168.10.100 IP.4 = 192.168.10.101 IP.5 = 192.168.10.102 EOF # 生成私钥和 CSR openssl genrsa -out ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.key 2048 openssl req -new -key ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.key -out ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.csr -config ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.conf # 签发 openssl x509 -req -in ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.csr -CA ~/k8s-certs/ca/ca.crt -CAkey ~/k8s-certs/ca/ca.key -CAcreateserial -out ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.crt -days 3650 -extensions req_ext -extfile ~/k8s-certs/apiserver/apiserver.conf

步骤 4：生成 service-account 密钥（不是证书！）

# 生成 32 字节随机密钥 openssl rand -hex 32 > ~/k8s-certs/ca/service-account.key # 用它生成公钥（PEM 格式，供 apiserver 使用） openssl ecparam -name prime256v1 -genkey -noout -out ~/k8s-certs/ca/service-account.pem # 注意：service-account.key 是密钥，service-account.pem 是公钥，两者都要分发

步骤 5：生成 front-proxy CA 和证书

# front-proxy CA openssl genrsa -out ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-ca.key 2048 openssl req -x509 -new -nodes -key ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-ca.key -subj "/CN=front-proxy-ca" -sha256 -days 3650 -out ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-ca.crt # front-proxy client 证书（供 aggregator apiserver 使用） cat > ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.conf <<EOF [req] default_bits = 2048 prompt = no default_md = sha256 req_extensions = req_ext distinguished_name = dn [dn] C = CN ST = Beijing L = Haidian O = k8s OU = front-proxy CN = front-proxy-client [req_ext] subjectAltName = @alt_names [alt_names] DNS.1 = localhost IP.1 = 127.0.0.1 EOF openssl genrsa -out ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.key 2048 openssl req -new -key ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.key -out ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.csr -config ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.conf openssl x509 -req -in ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.csr -CA ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-ca.crt -CAkey ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-ca.key -CAcreateserial -out ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.crt -days 3650 -extensions req_ext -extfile ~/k8s-certs/front-proxy/front-proxy-client.conf

步骤 6：生成 kubelet 客户端证书（按节点生成）

为 k8s-worker-01 生成：

cat > ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.conf <<EOF [req] default_bits = 2048 prompt = no default_md = sha256 req_extensions = req_ext distinguished_name = dn [dn] C = CN ST = Beijing L = Haidian O = system:nodes OU = k8s CN = system:node:k8s-worker-01 [req_ext] subjectAltName = @alt_names [alt_names] DNS.1 = k8s-worker-01 IP.1 = 192.168.10.101 EOF openssl genrsa -out ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.key 2048 openssl req -new -key ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.key -out ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.csr -config ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.conf openssl x509 -req -in ~/k8s-certs/kubelet/kubelet-101.csr -CA ~/k8s-certs/ca/ca.crt -CAkey ~/k8s-certs/ca/ca.key -CA
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