如何在Rockchip Arm開發(fā)板上安裝Docker Tailscale K3s Cilium

概述

618 買了幾個便宜的?Purple PI OH 開發(fā)板[1]?(500 塊多一點買了 3 個), 這個開發(fā)板類似樹莓派，是基于 Rockchip（瑞芯微）的 rx3566 arm64 芯片。如下：

Purple PI OH

買來是用作家庭服務(wù)器或家庭實驗室的。主要考慮就是：

1.便宜2.可玩性高3.功耗低4.散熱小，運行安靜5.Arm64 現(xiàn)在生態(tài)還湊活

其配置如下（選擇部分說明）:

?SOC: RockChip RK3566

?CPU: 四核 64 位 Cortex-A55 處理器，主頻最高 1.8GHz

?最高支持 8GB 高速 LPDDR4，速率高達 1066Mbps （我買的是 2G 版本的）

?存儲：eMMC 默認(rèn) 8GB（可選 16GB/32GB/64GB）（我買的是 16G 版本的）

?1 路 HDMI2.0 支持 4K@60Hz 或 1080P@120Hz

?1 路自適應(yīng)千兆以太網(wǎng)口

?WIFI 藍牙無線通信?板載 1 路 USB3.0，3 路 USB2.0

?極小型 PCBA 尺寸，85mm*56mm

系統(tǒng)支持：

?Android 11

?Debian 10

?Buildroot + QT

?鴻蒙 OpenHarmony3.2

?Ubuntu

?麒麟 OS

刷入官方提供的 Debian 10 后，發(fā)現(xiàn)無法安裝 Docker/Tailscale/K3s/Cilium 等，這是為什么？

原因解析

很多開發(fā)板的操作系統(tǒng)，都是沒有 UEFI 的，也不能直接使用 Debian Linux 官網(wǎng)提供的 iso 等安裝介質(zhì)直接進行安裝的。而是自編譯的 Debian Linux.

編譯后的 Debian 里，會帶有 uboot 作為啟動引導(dǎo)的工具，同時將開發(fā)板對應(yīng)的芯片/接口驅(qū)動集成進去。

官方提供的自編譯 Debian Linux 里，只開啟了一小部分的 Kernel 內(nèi)核參數(shù)。而 Docker/Tailscale/K3s/Cilium 等，是需要直接用到 Kernel 緊密相關(guān)的功能，但是這些功能在官方提供的 Debian Linux 中又沒有，就需要我們按照官方提供的《Linux SDK 編譯手冊》自行編譯。

需要哪些內(nèi)核配置

Docker 需要哪些內(nèi)核配置

Docker 需要的內(nèi)核配置，可以通過 https://github.com/opencontainers/runc/blob/main/script/check-config.sh 這個檢查腳本進行檢驗的。運行示例如下：

# ./check_config.sh
info: reading kernel config from ./kernel/.config ...


Generally Necessary:
- cgroup hierarchy: properly mounted [/sys/fs/cgroup]
- apparmor: enabled and tools installed
- CONFIG_NAMESPACES: enabled
- CONFIG_NET_NS: enabled
- CONFIG_PID_NS: enabled
- CONFIG_IPC_NS: enabled
- CONFIG_UTS_NS: enabled
- CONFIG_CGROUPS: enabled
- CONFIG_CGROUP_CPUACCT: enabled
- CONFIG_CGROUP_DEVICE: enabled
- CONFIG_CGROUP_FREEZER: enabled
- CONFIG_CGROUP_SCHED: enabled
- CONFIG_CPUSETS: enabled
- CONFIG_MEMCG: missing
- CONFIG_KEYS: enabled
- CONFIG_VETH: missing
- CONFIG_BRIDGE: missing
- CONFIG_BRIDGE_NETFILTER: missing
- CONFIG_IP_NF_FILTER: missing
- CONFIG_IP_NF_TARGET_MASQUERADE: missing
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ADDRTYPE: missing
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_CONNTRACK: missing
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS: missing
- CONFIG_IP_NF_NAT: missing
- CONFIG_NF_NAT: missing
- CONFIG_POSIX_MQUEUE: missing


Optional Features:
- CONFIG_USER_NS: enabled
- CONFIG_SECCOMP: enabled
- CONFIG_SECCOMP_FILTER: enabled
- CONFIG_CGROUP_PIDS: missing
- CONFIG_MEMCG_SWAP: missing
- CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED: missing
- CONFIG_BLK_CGROUP: missing
- CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING: missing
- CONFIG_CGROUP_PERF: missing
- CONFIG_CGROUP_HUGETLB: missing
- CONFIG_NET_CLS_CGROUP: missing
- CONFIG_CGROUP_NET_PRIO: missing
- CONFIG_CFS_BANDWIDTH: enabled
- CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED: enabled
- CONFIG_RT_GROUP_SCHED: missing
- CONFIG_IP_NF_TARGET_REDIRECT: missing
- CONFIG_IP_VS: missing
- CONFIG_IP_VS_NFCT: missing
- CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP: missing
- CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP: missing
- CONFIG_IP_VS_RR: missing
- CONFIG_SECURITY_SELINUX: missing
- CONFIG_SECURITY_APPARMOR: missing

所以其需要的 Kernel config 為：

# Docker Generally Necessary
CONFIG_NAMESPACES=y
CONFIG_NET_NS=y
CONFIG_PID_NS=y
CONFIG_IPC_NS=y
CONFIG_UTS_NS=y
CONFIG_CGROUPS=y
CONFIG_CGROUP_CPUACCT=y
CONFIG_CGROUP_DEVICE=y
CONFIG_CGROUP_FREEZER=y
CONFIG_CGROUP_SCHED=y
CONFIG_CPUSETS=y
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_KEYS=y
CONFIG_VETH=y
CONFIG_BRIDGE=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=y
CONFIG_IP_NF_FILTER=y
CONFIG_IP_NF_TARGET_MASQUERADE=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ADDRTYPE=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_CONNTRACK=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS=y
CONFIG_IP_NF_NAT=y
CONFIG_NF_NAT=y
CONFIG_POSIX_MQUEUE=y


# Optional Features:=y
CONFIG_USER_NS=y
CONFIG_SECCOMP=y
CONFIG_SECCOMP_FILTER=y
CONFIG_CGROUP_PIDS=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y
CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED=y
CONFIG_BLK_CGROUP=y
CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING=y
CONFIG_CGROUP_PERF=y
CONFIG_CGROUP_HUGETLB=y
CONFIG_NET_CLS_CGROUP=y
CONFIG_CGROUP_NET_PRIO=y
CONFIG_CFS_BANDWIDTH=y
CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED=y
CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y
CONFIG_IP_NF_TARGET_REDIRECT=y
CONFIG_IP_VS=y
CONFIG_IP_VS_NFCT=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP=y
CONFIG_IP_VS_RR=y
CONFIG_SECURITY_SELINUX=y
CONFIG_SECURITY_APPARMOR=y

Tailscale 需要哪些內(nèi)核配置

Tailscale 出于廣泛適用性的考慮，主要都是基于用戶空間的實現(xiàn)，不加任何內(nèi)核配置也可以基于 sock5 代理的方式運行。如果要正常狀態(tài)運行，其只依賴于一個內(nèi)核配置：

# Tailscale
CONFIG_TUN=y

如果是 Wireguard 或其他對內(nèi)核依賴較多的相關(guān)軟件，請自行查找相關(guān)內(nèi)核配置需求。

K3s 需要哪些內(nèi)核配置

K3s 的 Cli 做的很完善，直接可以檢查內(nèi)核配置需求，在我編譯好的 Debian 10 上運行具體如下：

$ k3s check-config


Verifying binaries in /var/lib/rancher/k3s/data/ef31d9f1b153134534c2b9664540479f3071940e08ee95dd2877e102a31d235e/bin:
- sha256sum: good
- aux/ip6tables: symlink to xtables-legacy-multi
- aux/ip6tables-restore: symlink to xtables-legacy-multi
- aux/ip6tables-save: symlink to xtables-legacy-multi
- aux/iptables: symlink to xtables-legacy-multi
- aux/iptables-restore: symlink to xtables-legacy-multi
- aux/iptables-save: symlink to xtables-legacy-multi
- links: good


System:
- /var/lib/rancher/k3s/data/ef31d9f1b153134534c2b9664540479f3071940e08ee95dd2877e102a31d235e/bin/aux iptables v1.8.8 (legacy): ok
- swap: disabled
- routes: ok


Limits:
- /proc/sys/kernel/keys/root_maxkeys: 1000000


modprobe: ERROR: ../libkmod/libkmod.c:586 kmod_search_moddep() could not open moddep file '/lib/modules/4.19.232/modules.dep.bin'
modprobe: FATAL: Module configs not found in directory /lib/modules/4.19.232
info: reading kernel config from /proc/config.gz ...


Generally Necessary:
- cgroup hierarchy: cgroups Hybrid mounted, cpuset|memory controllers status: good
- CONFIG_NAMESPACES: enabled
- CONFIG_NET_NS: enabled
- CONFIG_PID_NS: enabled
- CONFIG_IPC_NS: enabled
- CONFIG_UTS_NS: enabled
- CONFIG_CGROUPS: enabled
- CONFIG_CGROUP_PIDS: enabled
- CONFIG_CGROUP_CPUACCT: enabled
- CONFIG_CGROUP_DEVICE: enabled
- CONFIG_CGROUP_FREEZER: enabled
- CONFIG_CGROUP_SCHED: enabled
- CONFIG_CPUSETS: enabled
- CONFIG_MEMCG: enabled
- CONFIG_KEYS: enabled
- CONFIG_VETH: enabled
- CONFIG_BRIDGE: enabled
- CONFIG_BRIDGE_NETFILTER: enabled
- CONFIG_IP_NF_FILTER: enabled
- CONFIG_IP_NF_TARGET_MASQUERADE: enabled
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ADDRTYPE: enabled
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_CONNTRACK: enabled
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS: enabled
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_COMMENT: enabled
- CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MULTIPORT: enabled
- CONFIG_IP_NF_NAT: enabled
- CONFIG_NF_NAT: enabled
- CONFIG_POSIX_MQUEUE: enabled


Optional Features:
- CONFIG_USER_NS: enabled
- CONFIG_SECCOMP: enabled
- CONFIG_BLK_CGROUP: enabled
- CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING: enabled
- CONFIG_CGROUP_PERF: enabled
- CONFIG_CGROUP_HUGETLB: enabled
- CONFIG_NET_CLS_CGROUP: enabled
- CONFIG_CGROUP_NET_PRIO: enabled
- CONFIG_CFS_BANDWIDTH: enabled
- CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED: enabled
- CONFIG_RT_GROUP_SCHED: enabled
- CONFIG_IP_NF_TARGET_REDIRECT: enabled
- CONFIG_IP_SET: enabled
- CONFIG_IP_VS: enabled
- CONFIG_IP_VS_NFCT: enabled
- CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP: enabled
- CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP: enabled
- CONFIG_IP_VS_RR: enabled
- CONFIG_EXT4_FS: enabled
- CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL: enabled
- CONFIG_EXT4_FS_SECURITY: enabled
- Network Drivers:
  - "overlay":
    - CONFIG_VXLAN: enabled
      Optional (for encrypted networks):
      - CONFIG_CRYPTO: enabled
      - CONFIG_CRYPTO_AEAD: enabled
      - CONFIG_CRYPTO_GCM: enabled
      - CONFIG_CRYPTO_SEQIV: enabled
      - CONFIG_CRYPTO_GHASH: enabled
      - CONFIG_XFRM: enabled
      - CONFIG_XFRM_USER: enabled
      - CONFIG_XFRM_ALGO: enabled
      - CONFIG_INET_ESP: enabled
      - CONFIG_INET_XFRM_MODE_TRANSPORT: enabled
- Storage Drivers:
  - "overlay":
    - CONFIG_OVERLAY_FS: enabled


STATUS: pass

根據(jù)上面輸出，得出 K3s 需要的內(nèi)核配置有：

# K3s Generally Necessary:
CONFIG_NAMESPACES=y
CONFIG_NET_NS=y
CONFIG_PID_NS=y
CONFIG_IPC_NS=y
CONFIG_UTS_NS=y
CONFIG_CGROUPS=y
CONFIG_CGROUP_PIDS=y
CONFIG_CGROUP_CPUACCT=y
CONFIG_CGROUP_DEVICE=y
CONFIG_CGROUP_FREEZER=y
CONFIG_CGROUP_SCHED=y
CONFIG_CPUSETS=y
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_KEYS=y
CONFIG_VETH=y
CONFIG_BRIDGE=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=y
CONFIG_IP_NF_FILTER=y
CONFIG_IP_NF_TARGET_MASQUERADE=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_ADDRTYPE=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_CONNTRACK=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_IPVS=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_COMMENT=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MULTIPORT=y
CONFIG_IP_NF_NAT=y
CONFIG_NF_NAT=y
CONFIG_POSIX_MQUEUE=y


# Optional Features:
CONFIG_USER_NS=y
CONFIG_SECCOMP=y
CONFIG_BLK_CGROUP=y
CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING=y
CONFIG_CGROUP_PERF=y
CONFIG_CGROUP_HUGETLB=y
CONFIG_NET_CLS_CGROUP=y
CONFIG_CGROUP_NET_PRIO=y
CONFIG_CFS_BANDWIDTH=y
CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED=y
CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y
CONFIG_IP_NF_TARGET_REDIRECT=y
CONFIG_IP_SET=y
CONFIG_IP_VS=y
CONFIG_IP_VS_NFCT=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_TCP=y
CONFIG_IP_VS_PROTO_UDP=y
CONFIG_IP_VS_RR=y
CONFIG_EXT4_FS=y
CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL=y
CONFIG_EXT4_FS_SECURITY=y
# Network Drivers
CONFIG_VXLAN=y
# Optional (for encrypted networks):
CONFIG_CRYPTO=y
CONFIG_CRYPTO_AEAD=y
CONFIG_CRYPTO_GCM=y
CONFIG_CRYPTO_SEQIV=y
CONFIG_CRYPTO_GHASH=y
CONFIG_XFRM=y
CONFIG_XFRM_USER=y
CONFIG_XFRM_ALGO=y
CONFIG_INET_ESP=y
CONFIG_INET_XFRM_MODE_TRANSPORT=y
# Storage Drivers
CONFIG_OVERLAY_FS=y

相比 Docker, 主要多了以下內(nèi)核需求：

?Overlay 網(wǎng)絡(luò)?Overlay 存儲

Cilium 需要哪些內(nèi)核配置

Cilium 需要的內(nèi)核配置，可以在這里查看：System Requirements — Cilium 1.13.4 documentation[2]

# Cilium Base Requirements
CONFIG_BPF=y
CONFIG_BPF_SYSCALL=y
CONFIG_NET_CLS_BPF=y
CONFIG_BPF_JIT=y
CONFIG_NET_CLS_ACT=y
CONFIG_NET_SCH_INGRESS=y
CONFIG_CRYPTO_SHA1=y
CONFIG_CRYPTO_USER_API_HASH=y
CONFIG_CGROUPS=y
CONFIG_CGROUP_BPF=y
CONFIG_PERF_EVENTS=y
# Optional: Iptables-based Masquerading
CONFIG_NETFILTER_XT_SET=m
CONFIG_IP_SET=m
CONFIG_IP_SET_HASH_IP=m
# Optional: L7 and FQDN Policies
CONFIG_NETFILTER_XT_TARGET_TPROXY=m
CONFIG_NETFILTER_XT_TARGET_CT=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_MARK=m
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_SOCKET=m
# Optional: IPSec
CONFIG_XFRM=y
CONFIG_XFRM_OFFLOAD=y
CONFIG_XFRM_STATISTICS=y
CONFIG_XFRM_ALGO=m
CONFIG_XFRM_USER=m
CONFIG_INET{,6}_ESP=m
CONFIG_INET{,6}_IPCOMP=m
CONFIG_INET{,6}_XFRM_TUNNEL=m
CONFIG_INET{,6}_TUNNEL=m
CONFIG_INET_XFRM_MODE_TUNNEL=m
CONFIG_CRYPTO_AEAD=m
CONFIG_CRYPTO_AEAD2=m
CONFIG_CRYPTO_GCM=m
CONFIG_CRYPTO_SEQIV=m
CONFIG_CRYPTO_CBC=m
CONFIG_CRYPTO_HMAC=m
CONFIG_CRYPTO_SHA256=m
CONFIG_CRYPTO_AES=m
# Optional: Bandwidth Manager
CONFIG_NET_SCH_FQ=m

另外 Cilium 對于 Kernel 版本也有嚴(yán)格要求，Cilium 的部分功能依賴于高版本的 Kernel. 請自行查閱。

修改內(nèi)核配置并編譯

Linux SDK 官方一般都會提供，基于 Rockchip 芯片系列的 Linux SDK 文件目錄結(jié)構(gòu)大差不差。我這里以 Purple Pi OH 為例，相信如果您也正好有相關(guān)需求，且是 Rockchip 的其他開發(fā)板，也能很快找到對應(yīng)目錄。

一般內(nèi)核配置的目錄為：xxxxxxxkernelarcharm64configsxxxxx_linux_defconfig

將上方提供的 Kernel 配置添加到該文件末尾（注意去重）并保存。

然后直接編譯即可：

./build.sh kernel

編譯后在./rockdev目錄生成boot.img鏡像。

然后利用 Rockchip 提供的燒錄工具：RKDevTool.exe, 單獨將?boot.img?燒錄即可。

編譯是真的耗資源啊，耗時間，耗 CPU, 耗磁盤

可能出現(xiàn)的異常情況

分區(qū)超出

我在編譯過程中碰到 recovery 分區(qū)超過的報錯，報錯如下：

rk356x_linux_sdk/buildroot/output/rockchip_rk356x_recovery/images/recovery.img's size exceed parameter.txt's limit!
ERROR: Running build_firmware failed!

解決辦法是要修改分區(qū)大小，具體就是修改對應(yīng)的 parameter.txt 文件。修改后再重新完整編譯：

./build.sh

并重新燒錄整個固件。

Docker 安裝后啟動失敗

根據(jù)官方文檔：Install Docker Engine on Debian | Docker Documentation[3], Docker 安裝后啟動失敗。

官方明確提到目前最新版本需要的 Debian 版本為：

Debian Bookworm 12 (stable) Debian Bullseye 11 (oldstable)

可能是 Deibian 10 兼容性有問題導(dǎo)致的。但是有 workaround.

具體的報錯為 nftables 相關(guān)的報錯。

解決方案為：

update-alternatives --set iptables /usr/sbin/iptables-legacy
update-alternatives --set ip6tables /usr/sbin/ip6tables-legacy
update-alternatives --set arptables /usr/sbin/arptables-legacy
update-alternatives --set ebtables /usr/sbin/ebtables-legacy

重啟后 Docker 可以正常運行。

總結(jié)

玩了一周末的 Rockchip arm64 開發(fā)板，現(xiàn)在 2G 內(nèi)存的板子上終于可以跑 docker,k3s，tailscale,cilium 了。

Arm 開發(fā)板如我之前所說，有這些優(yōu)勢：

1.便宜2.可玩性高3.功耗低4.散熱小，運行安靜5.Arm64 現(xiàn)在生態(tài)還湊活

但是相比 x86, 這類 arm 開發(fā)板生態(tài)還是太差了，沒有 bios/uefi，裝前面幾個軟件都要調(diào) kernel 參數(shù)然后編譯，刷機燒錄。玩起來太累了。..

x86 也有這些優(yōu)勢：

1.便宜2.可玩性高

但是 x86 的生態(tài)太好了，玩起來省心多了。

Arm 與 x86 相比，其實也就強在功耗低，散熱小。但是現(xiàn)在 Intel 的一些芯片，如 n100 等，TDP 為 6W 也是非常低了，通過被動散熱也能壓住也就靜音。Arm 的優(yōu)勢所剩無幾了。..

所以我的建議，想省心/靜音/功率低，首推 x86 迷你主機；想折騰/靜音/功率低，首推各類 arm pi 開發(fā)板或盒子；不在乎功耗/不在乎聲音/高配，可以玩玩二手 x86 服務(wù)器。

以上。