Ubuntu 20.04和22.04在Docker、Kubernetes等容器化环境中的兼容性与默认工具链差异

Ubuntu 20.04 LTS(Focal Fossa)和 22.04 LTS(Jammy Jellyfish)在容器化环境(Docker、Kubernetes 等)中的兼容性总体良好,但存在若干关键差异,主要体现在内核版本、默认容器运行时支持、cgroups 版本、系统工具链(如 systemd、runc、containerd)、安全模型(如 AppArmor/SELinux 配置)以及官方支持生命周期等方面。以下是详细对比分析:


✅ 一、核心兼容性结论(简明版)

维度 Ubuntu 20.04 Ubuntu 22.04 说明
Docker 官方支持 ✅ 完全支持(至 2025-04) ✅ 完全支持(至 2027-04) Docker CE 官方明确支持所有 LTS 版本;22.04 默认启用 cgroups v2,需注意旧配置兼容性
Kubernetes 支持 ✅ 主流版本(v1.20–v1.26)稳定 ✅ 推荐用于 v1.24+(尤其 v1.27+) k8s v1.24+ 要求 cri-dockerdcontainerd;22.04 内核 5.15+ 原生支持 cgroupsv2 + systemd cgroup driver,更契合现代 k8s 最佳实践
默认容器运行时 dockerd(基于 containerd 1.4.x + runc 1.0.0-rc93) containerd 1.6.x(随系统预装)+ runc 1.1.x 22.04 更贴近 OCI 标准演进,开箱即用支持 systemd cgroup driver
cgroups 版本 默认 cgroups v1(可手动启用 v2) 默认 cgroups v2systemd.unified_cgroup_hierarchy=1 关键差异!影响资源限制、监控(如 podman stats)、k8s CRI 行为及部分旧工具兼容性
内核版本 5.4(LTS,长期维护至 2030) 5.15(LTS,维护至 2032) 5.15 提供更好的 eBPF、io_uring、cgroupv2 稳定性与安全加固(如 user namespace unprivileged UID mapping)

🔧 二、关键工具链差异详解

1. Docker / Container Runtime

工具 Ubuntu 20.04 Ubuntu 22.04 影响说明
docker-ce 默认版本 20.10.x(EOL),推荐升级至 24.0+(需手动添加 repo) 24.0.x(官方 apt repo 默认提供) 22.04 的 Docker 包更新更及时,原生支持 buildxdocker compose v2
containerd 1.4.x(随 Docker 20.10) 1.6.12+(系统级预装),独立于 Docker 22.04 可直接使用 sudo systemctl enable --now containerd 启动标准 OCI 运行时,无需 Docker
runc 1.0.0-rc93(CVE 修复滞后) 1.1.0+(含更多 CVE 修复 & cgroupv2 优化) runc 1.1+ 对 systemd cgroup driver 支持更健壮,减少 failed to create container 错误
podman(无守护进程替代) 2.2.x(需 apt install podman 4.0.x+(默认已安装或一键安装) 22.04 更友好支持 rootless 容器(依赖内核 5.15+ user namespace 改进)

💡 实践建议:

  • 在 22.04 上部署 Kubernetes 时,强烈推荐使用 containerd + systemd cgroup driver(而非 legacy cgroupfs),符合 k8s v1.24+ 最佳实践。
  • 若需兼容旧脚本(依赖 /sys/fs/cgroup/memory/docker/...),可在 22.04 启动时加内核参数 systemd.unified_cgroup_hierarchy=0 降级到 cgroup v1(不推荐生产环境)。

2. Kubernetes 兼容性要点

项目 Ubuntu 20.04 Ubuntu 22.04 注意事项
CRI 支持 dockershim(v1.23 前)→ 已废弃 必须使用 containerdcri-odockershim 移除) 22.04 部署 k8s v1.24+ 时,kubeadm init 默认检测 containerd;需确保 /etc/containerd/config.tomlSystemdCgroup = true
kubelet cgroup driver cgroupfs(默认) systemd(推荐且更稳定) 若使用 systemd driver,需同步设置:
sudo mkdir -p /etc/systemd/system/kubelet.service.d
echo "[Service]nEnvironment="KUBELET_EXTRA_ARGS=--cgroup-driver=systemd"" > /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-cgroup-driver.conf
AppArmor 配置 ubuntu-20.04-default profile(较宽松) ubuntu-22.04-default(增强对 bpf, network 权限控制) 某些旧容器若使用 --security-opt apparmor:unconfined 可能因策略收紧报错,需检查日志 dmesg | grep apparmor

3. 系统级工具链变化

工具 20.04 22.04 影响
systemd v245 v249+ 支持 Scope= 单元、更严格的 Protect* 选项(如 ProtectHome=read-only),影响容器服务单元文件编写
iptables iptables-nft(兼容层) 默认 nftables 后端iptables 命令是 nft 的 wrapper) Calico/Cilium 等 CNI 插件需确认是否适配 nftables(主流 CNI v3.22+ 均已支持);iptables-save 输出格式不同
GCC / GLIBC GCC 9.4, glibc 2.31 GCC 11.2, glibc 2.35 构建容器镜像时若使用 ubuntu:22.04 基础镜像,链接的 libc 版本更高,可能不兼容极旧的二进制(罕见)

⚠️ 三、常见兼容性问题与解决方案

问题现象 根本原因 解决方案
Failed to run kubelet: failed to create kubeconfig: open /var/lib/kubelet/kubeconfig: permission denied Ubuntu 22.04 默认启用 protectKernelTunables=true(systemd v249) /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf 中添加:
ProtectKernelTunables=false
containerd: failed to create container: cgroup parent not found cgroup v2 下 --cgroup-parent 参数行为变更 使用 --cgroup-manager=systemd 并确保容器 runtime 配置 SystemdCgroup = true
docker build --platform linux/arm64 失败 20.04 kernel 5.4 缺少 binfmt_misc arm64 支持 22.04 内核 5.15+ 开箱支持;或手动加载:sudo modprobe binfmt_misc && echo ':qemu-aarch64:M::x7fELFx02x01x01x00x00x00x00x00x00x00x00x00x02x00xb7x00:xffxffxffxffxffxffxffx00xffxffxffxffxffxffxffxffxfexffxffxff:/usr/bin/qemu-aarch64:OC' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
kubectl top nodes 显示 <unknown> metrics-server 未适配 cgroup v2 的 cgroup path 升级 metrics-server 至 v0.6.3+(支持 cgroup v2)并添加启动参数:--kubelet-insecure-tls --kubelet-preferred-address-types=InternalIP

📌 四、选型建议(生产环境)

场景 推荐版本 理由
新集群部署(Kubernetes v1.25+) ✅ Ubuntu 22.04 cgroup v2 + systemd cgroup driver + kernel 5.15 是 k8s 当前最佳实践基础;长期支持至 2032
遗留系统迁移/混合环境 ⚠️ Ubuntu 20.04(仅限过渡) 若依赖老旧硬件驱动、特定内核模块(如某些 FPGA/DPDK 驱动尚未适配 5.15),可暂用;但需计划 2025 年 EOL 前升级
边缘/IoT 设备(资源受限) ✅ Ubuntu 22.04 Server(minimal install) 更小内存占用(systemd v249 优化)、更好的 eBPF 支持(用于轻量监控)
CI/CD 构建节点 ✅ Ubuntu 22.04 Docker 24.0 + BuildKit + docker buildx bake 原生支持更完善;podman build rootless 更安全

🔗 附:权威参考链接

  • Ubuntu LTS Release Schedule
  • Docker Engine Supported Platforms
  • Kubernetes Node Requirements
  • Containerd cgroup v2 Guide
  • Ubuntu 22.04 Release Notes

如需进一步帮助(例如:
🔹 一键迁移脚本(20.04 → 22.04 容器环境检查)
🔹 kubeadm 在 22.04 上的完整高可用部署清单
🔹 修复 cgroup v2 下 Prometheus cAdvisor 指标缺失
欢迎随时提出,我可提供具体 YAML/Shell 方案。

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