《Ubuntu 24.04 系统配置与 Containerd 容器运行时部署》

目录

• 一、Ubuntu 24.04 安装与初始配置
• 二、管理系统网络
• 三、管理系统软件包
• 四、Containerd 概述
• 五、Containerd 部署
• 六、ctr 工具使用
• 七、nerdctl 工具使用

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一、Ubuntu 24.04 安装与初始配置

1.1 安装注意事项

⚠️ 重要提示 ：安装系统时建议断开网卡，防止安装过程中自动联网更新软件包。系统安装完成后再配置网络。

1.2 安装后基础配置

1.2.1 安装基础软件包

caojie@ubuntu2404:~$ sudo apt-get install -y vim bash-completion

1.2.2 配置静态 IP（Netplan）

caojie@ubuntu2404:~$ cd /etc/netplan/
caojie@ubuntu2404:/etc/netplan$ sudo vim 00-installer-config.yaml

配置文件内容：

network:
  ethernets:
    ens32:
      dhcp4: no
      addresses:
        - 10.1.8.10/24
      routes:
        - to: default
          via: 10.1.8.2
      nameservers:
        addresses:
          - 223.5.5.5
  version: 2

应用配置：

caojie@ubuntu2404:/etc/netplan$ sudo chmod 600 00-installer-config.yaml
caojie@ubuntu2404:/etc/netplan$ sudo netplan apply

1.2.3 配置 root 密码及远程登录

# 设置 root 密码
caojie@ubuntu2404:~$ sudo passwd
[sudo] password for laoma: redhat
New password: redhat
Retype new password: redhat

# 开启 root 远程登录
caojie@ubuntu2404:~$ sudo vim /etc/ssh/sshd_config
# PermitRootLogin prohibit-password
PermitRootLogin yes

# 重启 SSH 服务
caojie@ubuntu2404:~$ sudo systemctl reload ssh
caojie@ubuntu2404:~$ sudo systemctl enable ssh

1.2.4 配置命令提示符

在 ~/.bashrc 文件末尾添加：

bash

# 带时间彩色提示符
PS1='[\[\e[91m\]\u\[\e[93m\]@\[\e[92;1m\]\h\[\e[0m\] \[\e[94m\]\W\[\e[0m\] \[\e[35m\]\t\[\e[0m\]]\[\e[93m\]\$\[\e[0m\] '

# 命令历史记录带时间戳
HISTTIMEFORMAT="%F %T "

1.2.5 配置时间同步

# 安装 chrony
[root@ubuntu2404 ~]# apt install -y chrony

# 设置时区
[root@ubuntu2404 ~]# timedatectl set-timezone Asia/Shanghai

# 验证 chrony 状态
[root@ubuntu2404 ~]# systemctl is-enabled chrony
enabled

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二、管理系统网络

2.1 Netplan 网络配置

Netplan 是 Canonical 开发的网络配置工具，通过 YAML 文件定义网络配置，后端渲染器支持 NetworkManager 和 Systemd-networkd。

配置文件位置 ：/etc/netplan/*.yaml

示例模板 ：/usr/share/doc/netplan/examples/

2.1.1 常用 Netplan 命令

# 应用配置
[root@ubuntu2404 ~]# netplan apply

# 获取当前配置
[root@ubuntu2404 ~]# netplan get

2.2 主机名管理

# 查看主机名状态
[root@ubuntu2404 ~]# hostnamectl status

# 设置主机名
[root@ubuntu2404 ~]# hostnamectl hostname my-server

2.3 名称解析机制

2.3.1 NSS 模块解析顺序

配置文件 /etc/nsswitch.conf 控制名称解析顺序：

[root@ubuntu2404 ~]# grep host /etc/nsswitch.conf
hosts:          files dns

模块	对应文件	特点
files	/etc/hosts	本地静态解析，优先级最高，无需网络
dns	systemd-resolved	网络 DNS 解析，优先级较低

2.3.2 systemd-resolved DNS 解析顺序

本地缓存 → 链路级 DNS → 全局 DNS → Fallback DNS

常用命令：

# 查看 DNS 状态
[root@ubuntu2404 ~]# resolvectl status

# 查询域名解析详情
[root@ubuntu2404 ~]# resolvectl query caojie.cloud

# 清空 DNS 缓存
[root@ubuntu2404 ~]# resolvectl flush-caches

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三、管理系统软件包

3.1 DEB 软件包结构

DEB 包包含两部分：

• DEBIAN 目录：控制文件（control、preinst、postinst、prerm、postrm 等）
• 软件安装文件：etc、usr、opt、tmp 等目录

control 文件关键字段

字段	说明
Package	软件包名称
Version	版本号
Architecture	架构（amd64、i386 等）
Depends	依赖的软件包
Pre-Depends	安装前必须配置的依赖
Recommends	推荐安装的软件包
Suggests	建议安装的软件包

3.2 dpkg-query 命令

查询系统中已安装包信息。

选项	说明	示例
-l	列出已安装软件包	dpkg-query -l openssh-server
-s	查看软件包状态	dpkg-query -s openssh-server
-p	查看软件包详细信息	dpkg-query -p adduser
-W	查看软件包版本	dpkg-query -W openssh-server
-L	查看软件包文件清单	dpkg-query -L openssh-server
-S	查找文件所属软件包	dpkg-query -S 'bin/rz'
-c	查看控制文件路径	dpkg-query -c openssh-server

3.3 dpkg-deb 命令

分析 DEB 文件信息。

选项	说明	示例
-c	查看 DEB 文件内容清单	dpkg-deb -c package.deb
-W	查看 DEB 文件版本	dpkg-deb -W package.deb
-I	查看 DEBIAN 目录元数据	dpkg-deb -I package.deb
-f	查看 control 字段	dpkg-deb -f package.deb Maintainer
-e	提取 DEBIAN 目录	dpkg-deb -e package.deb
-x	提取软件文件	dpkg-deb -x package.deb ./dest
-X	提取并显示文件	dpkg-deb -X package.deb ./dest
-R	提取全部（DEBIAN + 文件）	dpkg-deb -R package.deb ./dest

3.4 dpkg 命令

用于安装、卸载、验证 DEB 包。

选项	说明
-i	安装软件包
-r	卸载软件包（保留配置文件）
-P	彻底卸载（删除配置文件）
-V	验证软件包完整性
--configure	配置已解包的软件包

# 安装
[root@ubuntu2404 ~]# dpkg -i lrzsz_0.12.21-10_amd64.deb

# 验证
[root@ubuntu2404 ~]# dpkg -V lrzsz

# 卸载
[root@ubuntu2404 ~]# dpkg -r lrzsz

⚠️ 注意 ：dpkg 无法解决依赖关系，推荐使用 apt。

3.5 apt 命令

apt 是 apt-get 和 apt-cache 的现代化替代品，命令更简洁、更易用。

3.5.1 apt vs apt-get 对照表

apt 命令	对应的 apt-get 命令	功能
apt install	apt-get install	安装软件包
apt remove	apt-get remove	移除软件包
apt purge	apt-get purge	移除软件包及配置文件
apt update	apt-get update	刷新软件源索引
apt upgrade	apt-get upgrade	升级所有可升级软件包
apt autoremove	apt-get autoremove	自动删除不需要的包
apt full-upgrade	apt-get dist-upgrade	升级并处理依赖关系
apt search	apt-cache search	搜索应用程序
apt show	apt-cache show	显示软件包详情

3.5.2 apt 新增命令

命令	功能
apt list	列出符合条件的软件包
apt edit-sources	编辑软件源列表

3.5.3 常用 apt 命令示例

# 更新软件源
[root@ubuntu2404 ~]# apt update

# 查看软件包
[root@ubuntu2404 ~]# apt list openssh-server
[root@ubuntu2404 ~]# apt list --all-versions openssh-server

# 查看软件包详情
[root@ubuntu2404 ~]# apt show openssh-server

# 搜索软件包
[root@ubuntu2404 ~]# apt search --names-only apache2

# 安装软件包
[root@ubuntu2404 ~]# apt install apache2 -y

# 安装特定版本
[root@ubuntu2404 ~]# apt install apache2=2.4.52-1ubuntu4.5

# 重新安装
[root@ubuntu2404 ~]# apt reinstall apache2 -y

# 卸载软件包
[root@ubuntu2404 ~]# apt remove apache2 -y

# 自动清理依赖
[root@ubuntu2404 ~]# apt autoremove -y

# 升级系统
[root@ubuntu2404 ~]# apt upgrade
[root@ubuntu2404 ~]# apt full-upgrade

# 下载 DEB 包
[root@ubuntu2404 ~]# apt download openssh-server

# 编辑软件源
[root@ubuntu2404 ~]# export EDITOR=vim
[root@ubuntu2404 ~]# apt edit-sources

3.6 apt-file 命令

查找软件包中的文件。

# 更新文件索引
[root@ubuntu2404 ~]# apt-file update

# 查看软件包文件清单
[root@ubuntu2404 ~]# apt-file list openssh-server

# 搜索文件所属软件包（正则）
[root@ubuntu2404 ~]# apt-file -x search '.*bin/ifconfig$'
net-tools: /sbin/ifconfig

3.7 软件存储库管理

3.7.1 源格式

deb 镜像url 版本代号 软件包分类

3.7.2 软件包分类

分类	说明
main	官方支持的自由软件
restricted	官方支持的非完全自由软件
universe	社区维护的自由软件
multiverse	非自由软件

3.7.3 配置国内镜像源

# 备份原源
sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

# 查看版本代号
lsb_release -c

# 编辑源（以 Ubuntu 24.04 noble 为例）
sudo vim /etc/apt/sources.list

阿里云镜像源配置：

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ noble main restricted universe multiverse

# 更新软件源
sudo apt update

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四、Containerd 概述

4.1 什么是 Containerd

Containerd 是 CNCF 毕业的工业级容器运行时 ，强调简单性 、健壮性 和可移植性。

• 向上：为 Kubernetes、nerdctl、crictl 等提供标准化接口
• 向下：对接 runc、crun 等 OCI 运行时

📌 核心定位：容器的「管家」，负责镜像管理、容器生命周期、存储/网络管理、运行时管理、事件上报。

4.2 为什么学习 Containerd

Kubernetes 1.24+ 已移除 Dockershim，默认无法使用 Docker Engine 作为容器运行时。

方案	说明
❌ Docker Engine (1.24-)	已废弃内置支持
✅ Containerd	推荐方案，1.1+ 原生支持 CRI
✅ cri-dockerd	独立维护的 dockershim 替代品

4.3 Containerd 架构

┌─────────────────────────────────────────────┐
│           客户端层 (K8s/nerdctl/crictl)      │
├─────────────────────────────────────────────┤
│                   ↓ gRPC API                │
├─────────────────────────────────────────────┤
│           服务层 (containerd daemon)         │
├─────────────────────────────────────────────┤
│           核心组件层 (Plugins/Managers)      │
├─────────────────────────────────────────────┤
│         底层依赖层 (runc/CNI/CSI)           │
└─────────────────────────────────────────────┘

核心组件说明

组件	功能
Content Store	镜像数据存储和校验
Snapshotter	镜像分层存储（overlayfs 等）
Registry Client	镜像拉取/推送
Container Service	容器元数据管理
Task Service	容器进程生命周期管理
CRI Plugin	Kubernetes 专用接口
Runtime Manager	对接 OCI 运行时（runc）

4.4 Containerd 工作流程（K8s 拉取镜像启动容器）

Kubelet → containerd → Registry (certs.d 加速)
                     → 校验镜像 → Content Store
                     → Snapshotter 创建文件系统
                     → runc 启动容器
                     → 返回容器 PID

4.5 Containerd 版本对比

维度	Ubuntu 官方仓库 containerd	Docker CE 仓库 containerd.io
包名	containerd	containerd.io
维护方	Ubuntu 安全团队	Docker Inc.
版本节奏	稳定滞后，LTS 半年一更新	紧跟上游，4 个月一次小版本
典型版本 (24.04)	1.7.x	1.7.x / 2.x
适用场景	追求极致稳定	快速迭代、K8s 新版本

选型建议：

场景	推荐	理由
生产环境极致稳定	Ubuntu 官方 containerd	安全验证充分
K8s 集群需新特性	Docker CE containerd.io	版本新、兼容性好
轻量独立运行时	Ubuntu 官方 containerd	体积小、灵活

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五、Containerd 部署

5.1 实验环境

• VMware Workstation 17
• Ubuntu 24.04 LTS
• Containerd 1.7.12（示例版本）

5.2 安装 Containerd

# 安装 containerd
root@ubuntu2404:~# apt install -y containerd=1.7.12-0ubuntu4

5.3 配置镜像加速

5.3.1 不同版本配置方式对比

Containerd 版本	config 版本	推荐方式	旧方式 mirrors
1.5.x 及更早	v2	mirrors	✅ 支持
1.6.x	v2	config_path + certs.d	✅ 兼容
1.7.x	v2/v3	config_path + certs.d	⚠️ 兼容（弃用）
2.x	v3	config_path + certs.d（强制）	❌ 废弃

5.3.2 新方式：config_path + certs.d（推荐）

# 1. 修改配置文件
root@ubuntu2404:~# vim /etc/containerd/config.toml
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry]
  config_path = "/etc/containerd/certs.d"

# ⚠️ containerd 2.2.1 需删除不存在的 /etc/docker/certs.d 路径

# 2. 配置 docker.io 加速
root@ubuntu2404:~# mkdir -p /etc/containerd/certs.d/docker.io
root@ubuntu2404:~# cat > /etc/containerd/certs.d/docker.io/hosts.toml << 'EOF'
server = "https://registry-1.docker.io"

[host."https://docker.m.daocloud.io"]
  capabilities = ["pull", "resolve"]

[host."https://09def58152000fc00ff0c00057bad7e0.mirror.swr.myhuaweicloud.com"]
  capabilities = ["pull", "resolve"]
EOF

# 3. 配置 registry.k8s.io 加速
root@ubuntu2404:~# mkdir -p /etc/containerd/certs.d/registry.k8s.io
root@ubuntu2404:~# cat > /etc/containerd/certs.d/registry.k8s.io/hosts.toml << 'EOF'
server = "https://registry.k8s.io"

[host."https://k8s.m.daocloud.io"]
  capabilities = ["pull", "resolve"]

[host."https://09def58152000fc00ff0c00057bad7e0.mirror.swr.myhuaweicloud.com"]
  capabilities = ["pull", "resolve"]
EOF

# 4. 重启服务
root@ubuntu2404:~# systemctl restart containerd

5.3.3 验证镜像加速

# 使用 ctr 验证（需加 --hosts-dir 参数）
root@ubuntu2404:~# ctr image pull --hosts-dir /etc/containerd/certs.d docker.io/library/busybox:latest

root@ubuntu2404:~# ctr image pull --hosts-dir /etc/containerd/certs.d registry.k8s.io/pause:3.8

root@ubuntu2404:~# ctr image ls | awk '{print $1}'
REF
docker.io/library/busybox:latest
registry.k8s.io/pause:3.8

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六、ctr 工具使用

⚠️ 注意 ：ctr 是 containerd 自带的底层调试工具，难用、不友好、不适合日常使用。

6.1 查看帮助

root@ubuntu2404:~# ctr --help

6.2 命名空间管理

Containerd 支持命名空间隔离：

# 查看命名空间
root@ubuntu2404:~# ctr namespace ls
NAME   LABELS 
k8s.io

# 在指定命名空间操作
root@ubuntu2404:~# ctr -n k8s.io container ls

6.3 ctr 常用命令

命令	说明
ctr image pull	拉取镜像（需加 --hosts-dir 使用加速）
ctr image ls	列出镜像
ctr image rm	删除镜像
ctr container ls	列出容器
ctr task ls	列出任务
ctr run	运行容器

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七、nerdctl 工具使用

✅ 推荐：nerdctl 命令 99% 与 Docker 一致，生产环境日常使用首选。

7.1 安装 nerdctl

# 1. 下载并安装 nerdctl
root@ubuntu2404:~# wget http://192.168.42.200/course-materials/softwares/stage03/nerdctl-1.7.7-linux-amd64.tar.gz
root@ubuntu2404:~# tar -xf nerdctl-1.7.7-linux-amd64.tar.gz -C /usr/bin/

# 2. 配置命令补全
root@ubuntu2404:~# apt install -y bash-completion
root@ubuntu2404:~# nerdctl completion bash > /etc/bash_completion.d/nerdctl
root@ubuntu2404:~# source /etc/bash_completion.d/nerdctl

# 3. 下载 CNI 插件
root@ubuntu2404:~# wget http://192.168.42.200/course-materials/softwares/stage03/cni-plugins-linux-amd64-v1.6.0.tgz
root@ubuntu2404:~# mkdir -p /opt/cni/bin
root@ubuntu2404:~# tar -xf cni-plugins-linux-amd64-v1.6.0.tgz -C /opt/cni/bin

# 4. 安装防火墙依赖
root@ubuntu2404:~# apt install -y iptables

# 5. 加载内核模块
root@ubuntu2404:~# modprobe -a overlay br_netfilter
root@ubuntu2404:~# cat > /etc/modules-load.d/k8s-net.conf << 'EOF'
br_netfilter
overlay
EOF

# 6. 配置内核参数
root@ubuntu2404:~# cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << 'EOF'
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1  
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF
root@ubuntu2404:~# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

7.2 验证部署

root@ubuntu2404:~# nerdctl version
root@ubuntu2404:~# nerdctl info

7.3 nerdctl 配置文件

模式	配置文件路径
rootful（sudo/root）	/etc/nerdctl/nerdctl.toml
rootless（普通用户）	~/.config/nerdctl/nerdctl.toml

配置示例：

toml

address = "unix:///run/containerd/containerd.sock"
hosts_dir = ["/etc/containerd/certs.d", "/etc/docker/certs.d"]
namespace = "default"

7.4 nerdctl 镜像管理命令

pull - 拉取镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl pull busybox
root@ubuntu2404:~# nerdctl pull docker.io/library/mysql:latest

images - 查看本地镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl images
REPOSITORY    TAG    IMAGE ID    CREATED    PLATFORM    SIZE    BLOB SIZE
busybox       latest 560af6915bfc 4 min ago linux/amd64 4.8 MiB 2.5 MiB

tag - 打标签

root@ubuntu2404:~# nerdctl tag busybox mage16196/busybox

push - 推送镜像

# 登录 Docker Hub
root@ubuntu2404:~# nerdctl login
Enter Username: mage16196
Enter Password: 

# 推送镜像
root@ubuntu2404:~# nerdctl push mage16196/busybox

save - 导出镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl save busybox -o busybox.tar

load - 导入镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl load -i busybox.tar

rm - 删除镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl image rm docker.io/library/mysql

history - 查看镜像构建历史

root@ubuntu2404:~# nerdctl history docker.io/library/mysql

inspect - 查看镜像详细信息

root@ubuntu2404:~# nerdctl inspect docker.io/library/mysql

prune - 清理未使用镜像

root@ubuntu2404:~# nerdctl image prune --all --force

7.5 镜像加速配置

nerdctl 不会读取 CRI 专属的 registry 配置 ，而是使用 config_path + certs.d 方式：

# 配置已经在 5.3.2 中完成
# nerdctl 会自动读取 /etc/containerd/certs.d 目录

# 验证加速
root@ubuntu2404:~# nerdctl pull hello-world

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附录：常用命令速查

Netplan 网络

netplan apply          # 应用网络配置
netplan get            # 查看当前配置
resolvectl status      # 查看 DNS 状态
resolvectl query <域名> # 查询域名解析

apt 包管理

apt update             # 更新软件源
apt install <包名>     # 安装软件包
apt remove <包名>      # 卸载软件包
apt purge <包名>       # 彻底卸载
apt autoremove         # 清理依赖
apt search <关键词>    # 搜索软件包
apt show <包名>        # 查看详情
apt list --installed   # 列出已安装包
apt edit-sources       # 编辑软件源

containerd/nerdctl 容器

nerdctl pull <镜像>    # 拉取镜像
nerdctl images         # 查看镜像
nerdctl tag <源> <目标> # 打标签
nerdctl push <镜像>    # 推送镜像
nerdctl save -o <文件> <镜像>  # 导出镜像
nerdctl load -i <文件> # 导入镜像
nerdctl rm <镜像>      # 删除镜像
nerdctl prune          # 清理未使用镜像
nerdctl login          # 登录镜像仓库