使用containerd容器运行时的Kubernetes集群如何配置访问http私有仓库（insecure-registries）？

洒满阳光的午后2024-04-11 13:22

在使用docker容器运行时，配置访问http私有仓库的方法较为简单，类似如下即可：

shell 复制代码 
#  cat /etc/docker/daemon.json 
{
  "insecure-registries": ["192.168.0.4:5500"]
}

而当Kubernetes使用containerd时，其配置文件就相对复杂了。总的来说，有两种方式可以实现http仓库的访问。

方法一：registry.configs

修改/etc/containerd/config.toml中如下位置，默认配置为：

    [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]
      config_path = ""

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.auths]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.headers]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]

例如添加私有仓库http://192.168.0.4:5500，则添加如下配置：

    [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]
      config_path = ""

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.auths]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs."192.168.0.4:5500".tls]
          insecure_skip_verify = true
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.headers]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."192.168.0.4:5500"]
          endpoint = ["http://192.168.0.4:5500"]

修改完成后重启containerd：

shell 复制代码 
systemctl restart containerd

查看最新配置

shell 复制代码 
containerd config dump

测试镜像拉取：

shell 复制代码 
#  crictl pull 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0
Image is up to date for sha256:69547dffc18fcddd4f41b7696a046ad7252ceeabce944106da94fa4bfb3c6b24

如需配置仓库认证信息，可参考：https://github.com/containerd/containerd/blob/main/docs/cri/registry.md

按照文档的说法，这种配置方式只支持到v1.6，目前我们的生产环境最高版本也是1.6，因此尚未测试这种方式在v1.7是否可行。

方法二：hosts.toml

这种方式较为推荐，因为它可以做到不同仓库的配置文件分开管理，首先我们将默认配置文件修改为（即修改config_path）：

    [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]
      config_path = "etc/containerd/certs.d"

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.auths]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.headers]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]

接着创建配置文件夹：

shell 复制代码 
cd /etc/containerd/
mkdir certs.d

然后创建仓库配置文件夹（以下也称主机命名空间namespace）及配置文件hosts.toml，文件夹名称为仓库域名或者[IP address][:port]，本例中为：

mkdir certs.d/192.168.0.4:5500
touch certs.d/192.168.0.4:5500/hosts.toml

创建完成后文件树如下：

shell 复制代码 
#  tree /etc/containerd/certs.d
/etc/containerd/certs.d
└── 192.168.0.4:5500
    └── hosts.toml

hosts.toml写入如下配置：

#  cat /etc/containerd/certs.d/192.168.0.4\:5500/hosts.toml 
server = "http://192.168.0.4:5500"

[host."http://192.168.0.4:5500"]
  capabilities = ["pull", "resolve", "push"]
  skip_verify = true

重启containerd，并测试镜像拉取：

shell 复制代码 
#  systemctl restart containerd

#  crictl pull 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0
Image is up to date for sha256:69547dffc18fcddd4f41b7696a046ad7252ceeabce944106da94fa4bfb3c6b24

hosts.toml文件详解

hosts.toml中指定的文件必须为绝对路径或相对于hosts.toml的相对路径

  • server字段
    该主机命名空间的默认服务器地址，也即Registry
  • host字段
    即Mirror，镜像地址（server与host的关系，就是Registry和mirror的关系，例如Docker Hub是Registry，而国内的镜像源如阿里镜像源则是Mirror），如果配置了host，当客户端试图拉取或推送镜像时，会根据配置文件中定义的顺序和能力去尝试这些镜像服务器。
  • capabilities字段
    表示该主机被信任执行的一系列操作集合。
  • skip_verify
    表示是否跳过证书链验证，默认为false，即不跳过验证。
  • ca字段
    指定ca证书路径或路径集合。
  • client字段
    指定客户端证书或证书集合。
  • header字段
    指定请求header，由一系列键值对组成
  • override_path字段
    表示主机的API根路径是在URL路径中定义的，而不是通过API规范定义的。这个参数主要用于与那些不遵循OCI（Open Container Initiative）标准、缺少/v2前缀的非合规Registry配合使用。在Docker或其他容器引擎与Registry交互时，默认情况下会按照OCI规范去访问Registry API，即请求通常以 /v2/ 开头，例如：https://registry.example.com/v2/<image>/<tag>。然而，某些非标准的Registry可能并未遵循这一规范，其API根路径可能直接是注册表名之后的某个自定义路径。在这种情况下，通过将 override_path 设置为 true 并提供相应的路径，客户端就可以正确地定位到这些非标准Registry的API根路径，以实现与它们的有效通信。例如，如果API根路径是 https://registry.example.com/custom/api，则可以通过配置 override_path 来适应这种特殊格式。

一个示例配置文件如下：

server = "https://registry-1.docker.io"

[host."https://mirror.registry"]
  capabilities = ["pull"]
  ca = "/etc/certs/mirror.pem"
  skip_verify = false
  [host."https://mirror.registry".header]
    x-custom-2 = ["value1", "value2"]

[host."https://mirror-bak.registry/us"]
  capabilities = ["pull"]
  skip_verify = true

[host."http://mirror.registry"]
  capabilities = ["pull"]

[host."https://test-1.registry"]
  capabilities = ["pull", "resolve", "push"]
  ca = ["/etc/certs/test-1-ca.pem", "/etc/certs/special.pem"]
  client = [["/etc/certs/client.cert", "/etc/certs/client.key"],["/etc/certs/client.pem", ""]]

[host."https://test-2.registry"]
  client = "/etc/certs/client.pem"

[host."https://test-3.registry"]
  client = ["/etc/certs/client-1.pem", "/etc/certs/client-2.pem"]

[host."https://non-compliant-mirror.registry/v2/upstream"]
  capabilities = ["pull"]
  override_path = true

注意一：两种方法不能混用

笔者在撰文时使用的测试环境恰好碰到该问题，因此也顺手记录。当两者混用时，即有如下配置：

    [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]
      config_path = "etc/containerd/certs.d"

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.auths]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.configs."192.168.0.4:5500".tls]
          insecure_skip_verify = true
      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.headers]

      [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."192.168.0.4:5500"]
          endpoint = ["http://192.168.0.4:5500"]

此时systemctl restart containerd，然后测试拉取镜像，会有如下报错：

#  crictl pull 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0
FATA[0000] validate service connection: validate CRI v1 image API for endpoint "unix:///run/containerd/containerd.sock": rpc error: code = Unimplemented desc = unknown service runtime.v1.ImageService

对此问题进行排查，检查节点状态发现已NotReady：

shell 复制代码 
#  kubectl get node
NAME                  STATUS     ROLES           AGE   VERSION
kcs-zrjtest-m-c8ggl   NotReady   control-plane   29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-m-mqtb5   Ready      control-plane   29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-m-tbqmq   Ready      control-plane   29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-s-h8gvl   Ready      <none>          29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-s-k7n9f   Ready      <none>          29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-s-q6tbt   Ready      <none>          29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-s-sczsh   Ready      <none>          29h   v1.25.7-eki.3.0.0
kcs-zrjtest-s-v9svm   Ready      <none>          29h   v1.25.7-eki.3.0.0

检查节点kubelet日志，有如下报错：

shell 复制代码 
#  journalctl -u kubelet -f
Apr 10 17:27:31 kcs-zrjtest-m-c8ggl kubelet[15698]: E0410 17:27:31.681528   15698 remote_runtime.go:391] "ListPodSandbox with filter from runtime service failed" err="rpc error: code = Unimplemented desc = unknown service runtime.v1.RuntimeService" filter="nil"
Apr 10 17:27:31 kcs-zrjtest-m-c8ggl kubelet[15698]: E0410 17:27:31.681561   15698 kuberuntime_sandbox.go:297] "Failed to list pod sandboxes" err="rpc error: code = Unimplemented desc = unknown service runtime.v1.RuntimeService"
Apr 10 17:27:31 kcs-zrjtest-m-c8ggl kubelet[15698]: E0410 17:27:31.681571   15698 generic.go:205] "GenericPLEG: Unable to retrieve pods" err="rpc error: code = Unimplemented desc = unknown service runtime.v1.RuntimeService"

问题指向容器运行时，检查containerd日志：

shell 复制代码 
Apr 10 17:23:32 kcs-zrjtest-m-c8ggl containerd[116927]: time="2024-04-10T17:23:32.560557543+08:00" level=warning msg="failed to load plugin io.containerd.grpc.v1.cri" error="invalid plugin config: `mirrors` cannot be set when `config_path` is provided"

即当指定了config_path时，是不能再配置mirrors的（[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors]）。

解决办法也即方法一和方法二只保留其一。

注意二：这两种方法是用来配置cri的，因此不适用于ctr或nerdctl命令

有些同学在配置完成后，使用ctr或nerdctl命令进行拉取测试，会发现测试无效：

shell 复制代码 
#  ctr images pull 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0
INFO[0000] trying next host                              error="failed to do request: Head \"https://192.168.0.4:5500/v2/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen/manifests/v1.3.0\": http: server gave HTTP response to HTTPS client" host="192.168.0.4:5500"
ctr: failed to resolve reference "192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0": failed to do request: Head "https://192.168.0.4:5500/v2/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen/manifests/v1.3.0": http: server gave HTTP response to HTTPS client

这是因为以上配置是为cri准备的（ [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]），因此只适用于cri客户端如crictl、kubectl，上文中也是使用crictl进行的测试。

如果使用ctr测试，可以使用--hosts-dir指定配置文件：

ctr images pull --hosts-dir "/etc/containerd/certs.d" 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0

或者直接使用--plain-http参数指定使用http：

ctr images pull --plain-http 192.168.0.4:5500/registry.k8s.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.3.0
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