隨着微服務的不斷推進，使用 k8s 集群越來越多，越來越深入，隨之而來會遇到一系列的問題，本文向大家介紹實際使用 k8s 遇到的一些問題以及解決方法。
1問題一：修復 K8S 內存泄露問題
問題描述
- 當 k8s 集群運行日久以后，有的 node 無法再新建 pod，並且出現如下錯誤，當重啟服務器之后，才可以恢復正常使用。查看 pod 狀態的時候會出現以下報錯。
applying cgroup … caused: mkdir …no space left on device
或者在 describe pod 的時候出現 cannot allocate memory。
這時候你的 k8s 集群可能就存在內存泄露的問題了，當創建的 pod 越多的時候內存會泄露的越多，越快。
- 具體查看是否存在內存泄露
$ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo
當出現 cat: /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo: Input/output error 則說明不存在內存泄露的情況 如果存在內存泄露會出現
slabinfo - version: 2.1
# name <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab> : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor> : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>
解決方案
-
解決方法思路：關閉 runc 和 kubelet 的 kmem，因為升級內核的方案改動較大，此處不采用。
-
kmem 導致內存泄露的原因：
內核對於每個 cgroup 子系統的的條目數是有限制的，限制的大小定義在 kernel/cgroup.c #L139，當正常在 cgroup 創建一個 group 的目錄時，條目數就加 1。我們遇到的情況就是因為開啟了 kmem accounting 功能，雖然 cgroup 的目錄刪除了，但是條目沒有回收。這樣后面就無法創建 65535 個 cgroup 了。也就是說，在當前內核版本下，開啟了 kmem accounting 功能，會導致 memory cgroup 的條目泄漏無法回收。
2.1 編譯 runc
- 配置 go 語言環境
$ wget https://dl.google.com/go/go1.12.9.linux-amd64.tar.gz
$ tar xf go1.12.9.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
# 寫入bashrc
$ vim ~/.bashrc
$ export GOPATH="/data/Documents"
$ export GOROOT="/usr/local/go"
$ export PATH="$GOROOT/bin:$GOPATH/bin:$PATH"
$ export GO111MODULE=off
# 驗證
$ source ~/.bashrc
$ go env
- 下載 runc 源碼
$ mkdir -p /data/Documents/src/github.com/opencontainers/
$ cd /data/Documents/src/github.com/opencontainers/
$ git clone https://github.com/opencontainers/runc
$ cd runc/
$ git checkout v1.0.0-rc9 # 切到v1.0.0-rc9 tag
- 編譯
# 安裝編譯組件
$ sudo yum install libseccomp-devel
$ make BUILDTAGS='seccomp nokmem'
# 編譯完成之后會在當前目錄下看到一個runc的可執行文件,等kubelet編譯完成之后會將其替換
2.2 編譯 kubelet
- 下載 kubernetes 源碼
$ mkdir -p /root/k8s/
$ cd /root/k8s/
$ git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes
$ cd kubernetes/
$ git checkout v1.15.3
- 制作編譯環境的鏡像(Dockerfile 如下)
FROM centos:centos7.3.1611
ENV GOROOT /usr/local/go
ENV GOPATH /usr/local/gopath
ENV PATH /usr/local/go/bin:$PATH
RUN yum install rpm-build which where rsync gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make -y \
&& curl -L https://studygolang.com/dl/golang/go1.12.9.linux-amd64.tar.gz | tar zxvf - -C /usr/local
- 在制作好的 go 環境鏡像中來進行編譯 kubelet
$ docker run -it --rm -v /root/k8s/kubernetes:/usr/local/gopath/src/k8s.io/kubernetes build-k8s:centos-7.3-go-1.12.9-k8s-1.15.3 bash
$ cd /usr/local/gopath/src/k8s.io/kubernetes
#編譯
$ GO111MODULE=off KUBE_GIT_TREE_STATE=clean KUBE_GIT_VERSION=v1.15.3 make kubelet GOFLAGS="-tags=nokmem"
- 替換原有的 runc 和 kubelet
- 將原有 runc 和 kubelet 備份
$ mv /usr/bin/kubelet /home/kubelet
$ mv /usr/bin/docker-runc /home/docker-runc
- 停止 docker 和 kubelet
$ systemctl stop docker
$ systemctl stop kubelet
- 將編譯好的 runc 和 kubelet 進行替換
$ cp kubelet /usr/bin/kubelet
$ cp kubelet /usr/local/bin/kubelet
$ cp runc /usr/bin/docker-runc
- 檢查 kmem 是否關閉前需要將此節點的 pod 殺掉重啟或者重啟服務器,當結果為 0 時成功
$ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/burstable/memory.kmem.usage_in_bytes
- 檢查是否還存在內存泄露的情況
$ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo2問題二：k8s 證書過期問題的兩種處理方法
前情提要
公司測試環境的 k8s 集群使用已經很長時間了,突然有一天開發聯系我說 k8s 集群無法訪問，開始以為是測試環境的機器磁盤空間不夠了，導致組件異常或者把開發使用的鏡像自動清理掉了，但是當登上機器去查驗的時候發現不是這個原因。當時覺得也很疑惑。因為開發環境使用人數較少，不應該會出問題，所以就去查驗 log 的相關報錯信息。
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問題現象
出現 k8s api 無法調取的現象，使用 kubectl 命令獲取資源均返回如下報錯:
$ Unable to connect to the server: x509: certificate has expired or is not yet valid
經網上搜索之后發現應該是 k8s 集群的證書過期了，使用命令排查證書的過期時間
$ kubeadm alpha certs check-expiration
發現確實是證書過期了
相關介紹以及問題解決
因為我們是使用 kubeadm 部署的 k8s 集群，所以更新起證書也是比較方便的，默認的證書時間有效期是一年，我們集群的 k8s 版本是 1.15.3 版本是可以使用以下命令來更新證書的，但是一年之后還是會到期，這樣就很麻煩，所以我們需要了解一下 k8s 的證書，然后我們來生成一個時間很長的證書，這樣我們就可以不用去總更新證書了。
$ kubeadm alpha certs renew all --config=kubeadm.yaml
$ systemctl restart kubelet
$ kubeadm init phase kubeconfig all --config kubeadm.yaml
# 然后將生成的配置文件替換,重啟 kube-apiserver、kube-controller、kube-scheduler、etcd 這4個容器即可
另外 kubeadm 會在控制面板升級的時候QQ買賣地圖自動更新所有證書，所以使用 kubeadm 搭建的集群最佳的做法是經常升級集群，這樣可以確保你的集群保持最新狀態並保持合理的安全性。但是對於實際的生產環境我們可能並不會去頻繁的升級集群，所以這個時候我們就需要去手動更新證書。
下面我們通過調用 k8s 的 api 來實現更新一個 10 年的證書
首先在 /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml 文件加入配置
spec:
containers:
- command:
- kube-controller-manager
# 設置證書有效期為 10年
- --experimental-cluster-signing-duration=87600h
- --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
修改完成后 kube-controller-manager 會自動重啟生效。然后我們需要使用下面的命令為 Kubernetes 證書 API 創建一個證書簽名請求。如果您設置例如 cert-manager 等外部簽名者，則會自動批准證書簽名請求（CSRs）。否者，您必須使用 kubectl certificate 命令手動批准證書。以下 kubeadm 命令輸出要批准的證書名稱，然后等待批准發生：
# 需要將全部 pending 的證書全部批准
$ kubeadm alpha certs renew all --use-api --config kubeadm.yaml &
我們還不能直接重啟控制面板的幾個組件，這是因為使用 kubeadm 安裝的集群對應的 etcd 默認是使用的 /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt 這個證書進行前面的，而上面我們用命令 kubectl certificate approve 批准過后的證書是使用的默認的 /etc/kubernetes/pki/ca.crt 證書進行簽發的，所以我們需要替換 etcd 中的 ca 機構證書:
# 先拷貝靜態 Pod 資源清單
$ cp -r /etc/kubernetes/manifests/ /etc/kubernetes/manifests.bak
$ vi /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml
......
spec:
containers:
- command:
- etcd
# 修改為 CA 文件
- --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
- --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
......
volumeMounts:
- mountPath: /var/lib/etcd
name: etcd-data
- mountPath: /etc/kubernetes/pki # 更改證書目錄
name: etcd-certs
volumes:
- hostPath:
path: /etc/kubernetes/pki # 將 pki 目錄掛載到 etcd 中去
type: DirectoryOrCreate
name: etcd-certs
- hostPath:
path: /var/lib/etcd
type: DirectoryOrCreate
name: etcd-data
......
undefined由於 kube-apiserver 要連接 etcd 集群，所以也需要重新修改對應的 etcd ca 文件：
$ vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
......
spec:
containers:
- command:
- kube-apiserver
# 將etcd ca文件修改為默認的ca.crt文件
- --etcd-cafile=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
......
除此之外還需要替換 requestheader-client-ca-file 文件，默認是 /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt 文件，現在也需要替換成默認的 CA 文件，否則使用聚合 API，比如安裝了 metrics-server 后執行 kubectl top 命令就會報錯：
$ cp /etc/kubernetes/pki/ca.crt /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
$ cp /etc/kubernetes/pki/ca.key /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key
這樣我們就得到了一個 10 年證書的 k8s 集群，還可以通過重新編譯 kubeadm 來實現一個 10 年證書的，這個我沒有嘗試，不過在初始化集群的時候也是一個方法。