在日常操作维护 Kubernetes 过程中我们会经常遇到很多问题,其中经常收到的告警信息就是节点磁盘压力,即 DiskPressure 警告。当出现该警告不久后 Pod 会被驱逐,甚至节点机器的 containerd 镜像也被清理。在生产中这些情况是不能忍受的,我们探究一下是什么原因导致的这些,以及如何提前预防并解决相关问题。 二、问题分析 首先提出几个问题,然后分别查找相关资料,对具体的疑问一一查找答案。只有了解这些问题如何产生,才能找到具体解决办法。
提出的问题如下:
① Kubernetes 依靠什么组件对节点磁盘进行监控 根据 Kubernetes 官方文档描述,在 Kubernetes 集群中,节点磁盘使用量的监控是交给 Kubelet 组件完成的,它会对节点资源使用情况进行分析,等达到一定条件后会执行发出内存、磁盘、pid 资源压力警告。
② Kubelet 监控节点的哪些文件系统 在 Kubernetes 节点组件 Kubelet 目前只支持监控两种文件系统分区,分别为:
nodefs: kubelet 相关的文件系统,里面存储了 Pod 挂载的卷、守护程序日志等。 imagefs: 容器文件系统,里面存储了容器运行时用于保存镜像和容器可写层。 Kubelet 监控文件系统是通过 Google 的 cAdvisor 组件完成的,该组件专用于监控容器运行环境,当监控到上面列出的文件系统达到一定量后将会发出 DiskPressure 告警,等达到指定阈值,将会对容器及无用镜像相关资源进行清理。
③ Kubelet 根据什么指标对 Pod 执行驱逐的 这个信息在 Kubernetes 官方文档中,Kubelet 会根据以下指标判断是否对 Pod 驱逐进行驱逐:
nodefs.available: kubelet 相关的文件系统剩余可用存储空间比例。 nodefs.inodesFree: kubelet 相关文件节点表 inodes 剩余可用存储空间比例。 imagefs.available: 容器运行时文件系统可用存储空间比例。 imagefs.inodesFree: 容器运行时 inodes 剩余可用存储空间比例。 ④ Kubelet 根据指标达到什么条件才会执行 Pod 驱逐 经过 Kubernetes 文档的介绍,Kubelet 会对下面指标进行判断,当到达设置的条件后,会执行强制驱逐 Pod:
memory.available<100Mi: 当内存下降到 100Mi 时 kubelet 开始驱逐 Pod。 nodefs.available<10%: 当 kubelet 相关存储可用的存储不足 10% 时开始驱逐 Pod 及其容器来释放磁盘空间。 imagefs.available<15%: 当容器运行时文件系统可用存储空间不足 15% 时开始驱逐 Pod,并且删除没有被使用的镜像来释放空间。 nodefs.inodesFree<5%: (仅 Linux 系统): 当容器运行时 inodes 可用存储空间不足 5% 时开始驱逐 Pod 及其容器来释放磁盘空间。 ⑤ Kubernetes 触发 DiskPressure 告警时造成的影响 当触发 DiskPressure 告警时,会产生如下影响:
驱逐 Pod 删除未使用的容器 阻止新创建的 Pod 调度到该节点中 ⑥ 什么原因导致经常出现 DiskPressure 警告 推测经常出现这个警告的原因可能是:
默认情况下 docker 会将自己的持久化文件存储到 /var/lib/docker 目录下,这个目录占用空间比较大,导致 /var 目录挂载的磁盘容易被占满。 默认情况下 kubelet 会将自身的 Pod 运行时相关数据存储在 /var/lib/kubelet 目录下,这个目录空间比较大,导致 /var 目录挂载的磁盘容易被沾满。 默认情况下 Docker、Kubernetes 和系统等相关日志默认都会存储到 /var/log 目录下,日志相关文件占用空间非常大,导致 /var 目录挂载的磁盘容易被沾满。 上面三个默认配置,一个是 kubelet,一个是 docker 的,还有就是相关日志配置的,并且发现 var 目录一般分配的空间不是很大,所以 /var 目录挂载的磁盘空间非常容易被日志文件占满。
除此之外,还有一种可能,那就是当发生 DiskPressure 告警时,此时磁盘其实可用存储空间还很充足,例如 1TB 存储空间,使用率 80% 提示 DiskPressure 告警,这时候其实还有 200GB 可用存储空间。所以,这个磁盘告警比例需要根据节点磁盘的真实情况进行调整。
三、解决问题 注意: 下面的操作最好在集群搭建初期修改,如果已经在现网环境文档运行,修改请谨慎!
更改 Docker 存储目录 既然 Docker 目录默认在 /var/lib/docker 目录下,且这个目录所挂载的磁盘容易被占满,所以我们修改 Docker 配置,将存储的数据单独存放到挂载其它大磁盘的目录中。
(1) 查看 Docker 状态,根据显示的信息定位 Docker 存储配置文件的位置
$ systemctl status -l docker BASH 显示如下信息:
● docker.service - Docker Application Container Engine Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: disabled) Active: active (running) since 二 2021-06-15 10:40:07 CST; 3h 20min ago Docs: https://docs.docker.com Main PID: 1676 (dockerd) ……
可以看到配置文件所在目录是 /usr/lib/systemd/system/,配置文件是 docker.service。
(2) 设置 Docker 数据存储目录(因为现在主流的是 containerd,所以修改 containerd 的配置文件即可)
修改 contanerd 的 root 目录即可
打开 Docker 配置文件
$ vi /usr/lib/systemd/system/docker.service BASH 找到 ExecStartExecStart=/usr/bin/docker 这行,在后台添加 –graph <Docker 数据存储目录>,例如这里目录为 /apps/data/docker 则可以按如下配置:
… ExecStart=/usr/bin/docker –graph /apps/data/docker … BASH 更改 kubelet 存储目录与告警阈值 既然 Kubelet 目录默认在 /var/lib/kubelet 目录下,且这个目录所挂载的磁盘容易被占满,所以我们修改 Kubelet 配置,将存储的数据单独存放到挂载其它大磁盘的目录中。并且根据磁盘真实大小,调整 Kubelet 触发 DisPress 告警的比例。
(1) 查看 kubelet 状态,根据显示的信息定位 kubelet 存储配置文件的位置
输入下面命令查看 kubelet 状态信息:
$ systemctl status -l kubelet BASH 显示如下信息:
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled) Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d └─10-kubeadm.conf Active: active (running) since 二 2021-06-15 10:40:03 CST; 1h 57min ago …… BASH 可以观察到配置文件目录所在位置是 /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/,配置文件是 10-kubeadm.conf。
(2) 查看 EnvironmentFile 配置文件所在位置
打开 kubelet 配置,查看 kubelet 配置文件:
$ cat /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf BASH 可以看到如下内容:
[Service] Environment=“KUBELET_KUBECONFIG_ARGS=–bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf –kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf” Environment=“KUBELET_CONFIG_ARGS=–config=/var/lib/kubelet/config.yaml” EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/kubelet ExecStart= ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS BASH 可以看到 EnvironmentFile=-/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env 和 EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/kubelet 俩行配置,其中 /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env 是 “kubeadm init” 和 “kubeadm join” 在运行时生成的文件,我们不需要管理该文件。而 /etc/sysconfig/kubelet 文件则是供我们用户添加自定义参数的,所以我们需要在这个配置文件中添加我们自定义配置参数。
(3) 编辑 /etc/sysconfig/kubelet 配置文件
$ vi /etc/sysconfig/kubelet BASH 然后在 KUBELET_EXTRA_ARGS= 后面添加参数 -root-dir=<新的 kubelet 存储目录>:
KUBELET_EXTRA_ARGS=–root-dir=/apps/data/kubelet –eviction-hard=nodefs.available<5% –eviction-hard=imagefs.available<5% BASH –root-dir=/apps/data/kubelet: 设置 kubelet 数据存储在 /apps/data/kubelet 目录下。 –eviction-hard=nodefs.available<5%: 设置当 kubelet 相关存储可用的存储不足 5% 时开始驱逐 Pod。 –eviction-hard=imagefs.available<5%: 当容器运行时文件系统可用存储空间不足 5% 时开始驱逐 Pod。 上面的大小限制也可以改成具体的数值,例如 –eviction-hard=imagefs.available<10Gi,则表示容器运行时存储小于 10Gi 时进行驱逐。
(5) 重启 daemon-reload 和 kubelet
$ systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet BASH (6) 再次查看 kubelet 状态,观察上面配置是否生效
再次支持下面命令查看 kubelet 状态:
$ systemctl status -l kubelet BASH 观察显示的 kubelet 参数是是否存在上面我们配置的参数:
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled) Drop-In: /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d └─10-kubeadm.conf Active: active (running) since 二 2021-06-15 13:55:29 CST; 1s ago Docs: https://kubernetes.io/docs/ Main PID: 130986 (kubelet) Tasks: 14 Memory: 26.1M CGroup: /system.slice/kubelet.service └─130986 /usr/bin/kubelet –bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf –kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf –config=/var/lib/kubelet/config.yaml –network-plugin=cni –pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 –root-dir=/apps/data/kubelet –eviction-hard=nodefs.available<5% –eviction-hard=imagefs.available<5% BASH 可以观察到上面信息中已经加载了 root-dir、–eviction-hard 参数,说明配置已经生效。
查找大文件
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该命令会查找大于 500M 的文件,然后按照数值大小排倒序。
参考文档:
https://imroc.cc/kubernetes/best-practices/ops/securely-modify-container-root-dir.html