6 erhuelsam Systembugs an der Operatioun vu Kubernetes [an hir Léisung]

Am Laf vun de Jore fir Kubernetes an der Produktioun ze benotzen, hu mir vill interessant Geschichten gesammelt wéi Bugs a verschiddene Systemkomponenten zu onsympathesche an / oder onverständleche Konsequenzen gefouert hunn, déi d'Operatioun vu Container a Pods beaflossen. An dësem Artikel hu mir eng Auswiel vun e puer vun de meeschte gemeinsam oder interessant gemaach. Och wann Dir ni Gléck genuch sidd fir sou Situatiounen ze begéinen, iwwer sou kuerz Detektivgeschichten ze liesen - besonnesch "éischt Hand" - ass ëmmer interessant, ass et net?

Geschicht 1. Supercronic an Docker hänken

Op engem vun de Cluster hu mir periodesch e gefruerenen Docker kritt, deen den normale Fonctionnement vum Cluster gestéiert huet. Zur selwechter Zäit gouf déi folgend an den Docker Logbicher observéiert:

level=error msg="containerd: start init process" error="exit status 2: "runtime/cgo: pthread_create failed: No space left on device
SIGABRT: abort
PC=0x7f31b811a428 m=0

goroutine 0 [idle]:

goroutine 1 [running]:
runtime.systemstack_switch() /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:252 fp=0xc420026768 sp=0xc420026760
runtime.main() /usr/local/go/src/runtime/proc.go:127 +0x6c fp=0xc4200267c0 sp=0xc420026768
runtime.goexit() /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:2086 +0x1 fp=0xc4200267c8 sp=0xc4200267c0

goroutine 17 [syscall, locked to thread]:
runtime.goexit() /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:2086 +0x1

…

Wat eis am meeschten iwwer dëse Feeler interesséiert ass de Message: pthread_create failed: No space left on device. Schnell Etude Dokumentatioun huet erkläert datt Docker e Prozess net konnt forkéieren, dofir ass et periodesch gefruer.

Beim Iwwerwaachung entsprécht déi folgend Bild deem wat geschitt:

Eng ähnlech Situatioun gëtt op anere Wirbelen observéiert:

Op déiselwecht Node gesi mir:

root@kube-node-1 ~ # ps auxfww | grep curl -c
19782
root@kube-node-1 ~ # ps auxfww | grep curl | head
root     16688  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root     17398  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root     16852  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root      9473  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root      4664  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root     30571  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root     24113  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root     16475  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root      7176  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>
root      1090  0.0  0.0      0     0 ?        Z    Feb06   0:00      |       _ [curl] <defunct>

Et huet sech erausgestallt datt dëst Verhalen eng Konsequenz vun der Pod ass, déi mat schaffen superkronesch (e Go Utility dat mir benotze fir Cron Jobs a Pods ze lafen):

 _ docker-containerd-shim 833b60bb9ff4c669bb413b898a5fd142a57a21695e5dc42684235df907825567 /var/run/docker/libcontainerd/833b60bb9ff4c669bb413b898a5fd142a57a21695e5dc42684235df907825567 docker-runc
|   _ /usr/local/bin/supercronic -json /crontabs/cron
|       _ /usr/bin/newrelic-daemon --agent --pidfile /var/run/newrelic-daemon.pid --logfile /dev/stderr --port /run/newrelic.sock --tls --define utilization.detect_aws=true --define utilization.detect_azure=true --define utilization.detect_gcp=true --define utilization.detect_pcf=true --define utilization.detect_docker=true
|       |   _ /usr/bin/newrelic-daemon --agent --pidfile /var/run/newrelic-daemon.pid --logfile /dev/stderr --port /run/newrelic.sock --tls --define utilization.detect_aws=true --define utilization.detect_azure=true --define utilization.detect_gcp=true --define utilization.detect_pcf=true --define utilization.detect_docker=true -no-pidfile
|       _ [newrelic-daemon] <defunct>
|       _ [curl] <defunct>
|       _ [curl] <defunct>
|       _ [curl] <defunct>
…

De Problem ass dëst: wann eng Aufgab am Supercronic ausgeführt gëtt, ass de Prozess dovun ausgeléist kann net richteg ofschléissen, verwandelt an zombie.

Remarque: Fir méi präzis ze sinn, Prozesser ginn duerch Cron Aufgaben ausgeléist, awer Supercronic ass keen Init System a kann net Prozesser "adoptéieren" déi seng Kanner erstallt hunn. Wann SIGHUP oder SIGTERM Signaler opgehuewe ginn, ginn se net un d'Kandprozesser weiderginn, wat resultéiert datt d'Kandprozesser net ofschléissen an am Zombie-Status bleiwen. Dir kënnt méi iwwer all dëst liesen, zum Beispill, an esou en Artikel.

Et ginn e puer Weeër fir Problemer ze léisen:

1. Als temporäre Léisung - erhéicht d'Zuel vun de PIDs am System op engem eenzege Punkt an der Zäit:

          /proc/sys/kernel/pid_max (since Linux 2.5.34)
                 This file specifies the value at which PIDs wrap around (i.e., the value in this file is one greater than the maximum PID).  PIDs greater than this  value  are  not  allo‐
                 cated;  thus, the value in this file also acts as a system-wide limit on the total number of processes and threads.  The default value for this file, 32768, results in the
                 same range of PIDs as on earlier kernels

2. Oder lancéiert Aufgaben am Supercronic net direkt, awer benotzt datselwecht Tini, wat fäeg ass Prozesser korrekt ofzeschléissen an net Zombien ze spawnen.

Geschicht 2. "Zombies" wann Dir eng cgroup läschen

Kubelet huet ugefaang vill CPU ze konsuméieren:

Keen wäert dat gär hunn, also hu mir eis bewaffnet perfekt an ugefaang mam Problem ze këmmeren. D'Resultater vun der Enquête waren wéi follegt:

• Kubelet verbréngt méi wéi en Drëttel vu senger CPU Zäit fir Erënnerungsdaten aus all cgroups ze zéien:

  

• An der Mailinglëscht vun der Kernel Entwéckler fannt Dir Diskussioun vum Problem. Kuerz gesot, de Punkt kënnt op dëst erof: verschidde tmpfs Dateien an aner ähnlech Saachen ginn net komplett aus dem System geläscht wann Dir eng cgroup läschen, de sougenannte memcg Zombie. Fréier oder spéider gi se aus dem Säitcache geläscht, awer et gëtt vill Erënnerung um Server an de Kernel gesäit net de Punkt Zäit ze verschwenden fir se ze läschen. Dofir staamen se sech weider. Firwat ass dat iwwerhaapt geschitt? Dëst ass e Server mat Cron Jobs, déi stänneg nei Aarbechtsplaze kreéieren, a mat hinnen nei Pods. Sou ginn nei cgroups fir Container an hinnen erstallt, déi geschwënn geläscht ginn.
• Firwat verschwënnt cAdvisor am Kubelet sou vill Zäit? Dëst ass einfach ze gesinn mat der einfachster Ausféierung time cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.stat. Wann op enger gesonder Maschinn d'Operatioun 0,01 Sekonnen dauert, dann op der problematescher Cron02 dauert et 1,2 Sekonnen. D'Saach ass datt cAdvisor, deen Donnéeë vu sysfs ganz lues liest, probéiert d'Erënnerung ze berücksichtegen, déi an Zombie-cgroups benotzt gëtt.
• Fir Zombien zwangsleefeg ze läschen, hu mir probéiert Cache ze läschen wéi am LKML recommandéiert: sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches, - mee de Kärel huet sech méi komplizéiert erausgestallt an huet den Auto gefall.

Wat kann een maachen? De Problem gëtt fixéiert (engagéieren, a fir eng Beschreiwung gesinn Fräisetzung Message) Kernel-Update Linux bis Versioun 4.16.

Geschicht 3. Systemd a seng Montéierung

Erëm, de Kubelet verbraucht ze vill Ressourcen op e puer Noden, awer dës Kéier verbraucht et ze vill Erënnerung:

Et huet sech erausgestallt, datt et e Problem mam Systemd gouf, deen an Ubuntu 16.04, an et geschitt wann Dir Mounts verwaltet, déi fir Verbindungen erstallt goufen. subPath aus ConfigMaps oder Geheimnisser. Nodeems de Pod seng Aarbecht ofgeschloss huet de systemd Service a säi Service Mount bleiwen am System. Mat der Zäit sammelen eng grouss Zuel vun hinnen. Et gi souguer Themen zu dësem Thema:

1. #5916;
2. kubernetes #57345.

... déi lescht vun deem bezitt sech op de PR am systemd: #7811 (Ausgab am systemd - #7798).

De Problem ass net méi do Ubuntu 18.04, awer wann Dir weider benotze wëllt Ubuntu 16.04, kéint eis Léisung zu dësem Thema nëtzlech sinn.

Also hu mir de folgenden DaemonSet gemaach:

---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: systemd-slices-cleaner
  name: systemd-slices-cleaner
  namespace: kube-system
spec:
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: systemd-slices-cleaner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: systemd-slices-cleaner
    spec:
      containers:
      - command:
        - /usr/local/bin/supercronic
        - -json
        - /app/crontab
        Image: private-registry.org/systemd-slices-cleaner/systemd-slices-cleaner:v0.1.0
        imagePullPolicy: Always
        name: systemd-slices-cleaner
        resources: {}
        securityContext:
          privileged: true
        volumeMounts:
        - name: systemd
          mountPath: /run/systemd/private
        - name: docker
          mountPath: /run/docker.sock
        - name: systemd-etc
          mountPath: /etc/systemd
        - name: systemd-run
          mountPath: /run/systemd/system/
        - name: lsb-release
          mountPath: /etc/lsb-release-host
      imagePullSecrets:
      - name: antiopa-registry
      priorityClassName: cluster-low
      tolerations:
      - operator: Exists
      volumes:
      - name: systemd
        hostPath:
          path: /run/systemd/private
      - name: docker
        hostPath:
          path: /run/docker.sock
      - name: systemd-etc
        hostPath:
          path: /etc/systemd
      - name: systemd-run
        hostPath:
          path: /run/systemd/system/
      - name: lsb-release
        hostPath:
          path: /etc/lsb-release

... an et benotzt de folgende Skript:

#!/bin/bash

# we will work only on xenial
hostrelease="/etc/lsb-release-host"
test -f ${hostrelease} && grep xenial ${hostrelease} > /dev/null || exit 0

# sleeping max 30 minutes to dispense load on kube-nodes
sleep $((RANDOM % 1800))

stoppedCount=0
# counting actual subpath units in systemd
countBefore=$(systemctl list-units | grep subpath | grep "run-" | wc -l)
# let's go check each unit
for unit in $(systemctl list-units | grep subpath | grep "run-" | awk '{print $1}'); do
  # finding description file for unit (to find out docker container, who born this unit)
  DropFile=$(systemctl status ${unit} | grep Drop | awk -F': ' '{print $2}')
  # reading uuid for docker container from description file
  DockerContainerId=$(cat ${DropFile}/50-Description.conf | awk '{print $5}' | cut -d/ -f6)
  # checking container status (running or not)
  checkFlag=$(docker ps | grep -c ${DockerContainerId})
  # if container not running, we will stop unit
  if [[ ${checkFlag} -eq 0 ]]; then
    echo "Stopping unit ${unit}"
    # stoping unit in action
    systemctl stop $unit
    # just counter for logs
    ((stoppedCount++))
    # logging current progress
    echo "Stopped ${stoppedCount} systemd units out of ${countBefore}"
  fi
done

... an et leeft all 5 Minutten mat der virdru genannter Supercronic. Seng Dockerfile gesäit esou aus:

FROM ubuntu:16.04
COPY rootfs /
WORKDIR /app
RUN apt-get update && 
    apt-get upgrade -y && 
    apt-get install -y gnupg curl apt-transport-https software-properties-common wget
RUN add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu xenial stable" && 
    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | apt-key add - && 
    apt-get update && 
    apt-get install -y docker-ce=17.03.0*
RUN wget https://github.com/aptible/supercronic/releases/download/v0.1.6/supercronic-linux-amd64 -O 
    /usr/local/bin/supercronic && chmod +x /usr/local/bin/supercronic
ENTRYPOINT ["/bin/bash", "-c", "/usr/local/bin/supercronic -json /app/crontab"]

Geschicht 4. Kompetitivitéit beim Fuerplang vun Pods

Et gouf bemierkt datt: wa mir e Pod op engem Node gesat hunn a säi Bild fir eng ganz laang Zäit erausgepompelt gëtt, dann ass en anere Pod, deen deeselwechten Node "trefft", einfach fänkt net un d'Bild vum neie Pod ze zéien. Amplaz waart et bis d'Bild vum fréiere Pod gezunn ass. Als Resultat wäert e Pod, dee scho geplangt war an deem säi Bild an enger Minutt erofgeluede ka ginn, am Status vun containerCreating.

D'Evenementer wäerten esou ausgesinn:

Normal  Pulling    8m    kubelet, ip-10-241-44-128.ap-northeast-1.compute.internal  pulling image "registry.example.com/infra/openvpn/openvpn:master"

Et stellt sech eraus en eenzegt Bild aus engem luesen Registry kann d'Deployment blockéieren pro Node.

Leider ginn et net vill Weeër aus der Situatioun:

1. Probéiert Är Docker Registry direkt am Cluster ze benotzen oder direkt mam Cluster (zum Beispill GitLab Registry, Nexus, etc.);
2. Benotzt Utilities wéi kraken.

Geschicht 5. Noden hänken wéinst Mangel u Erënnerung

Wärend der Operatioun vu verschiddenen Uwendungen hu mir och eng Situatioun begéint, wou en Node komplett ophält zougänglech ze sinn: SSH reagéiert net, all Iwwerwaachungsdemone falen of, an da gëtt et näischt (oder bal näischt) Anomal an de Logbicher.

Ech soen Iech a Biller mat dem Beispill vun engem Node wou MongoDB funktionéiert.

Dëst ass wéi uewen ausgesäit ze Accidenter:

An esou - после Accidenter:

An der Iwwerwaachung gëtt et och e schaarfe Sprong, bei deem de Knuet net méi verfügbar ass:

Also, aus de Screenshots ass et kloer datt:

1. De RAM op der Maschinn ass no um Enn;
2. Et gëtt e schaarfe Sprong am RAM-Verbrauch, duerno ass den Zougang zu der ganzer Maschinn abrupt behënnert;
3. Eng grouss Aufgab kënnt op Mongo, wat den DBMS Prozess forcéiert méi Erënnerung ze benotzen an aktiv vun der Disk ze liesen.

Et stellt sech eraus, datt wann an Linux fräie Späicher leeft aus (Speicherdrock trëtt op) an et gëtt kee Swap, dann ze Wann den OOM Killer ukomm ass, kann e Gläichgewiicht entstoen tëscht Säiten an de Säitecache ze werfen an se zréck op Disk ze schreiwen. Dëst gëtt vu kswapd gemaach, wat dapere sou vill Erënnerungssäiten wéi méiglech befreit fir eng spéider Verdeelung.

Leider, mat enger grousser I/O Laascht gekoppelt mat enger klenger Quantitéit u fräiem Gedächtnis, kswapd gëtt de Flaschenhals vum ganze System, well se dermat gebonnen sinn all dat allocations (Säit Feeler) vun Erënnerung Säiten am System. Dëst kann ganz laang weidergoen, wann d'Prozesser net méi Erënnerung benotze wëllen, awer um Rand vum OOM-Killer Ofgrond fixéiert sinn.

Déi natierlech Fro ass: Firwat kënnt den OOM Killer sou spéit? A senger aktueller Iteratioun ass den OOM Killer extrem domm: et wäert de Prozess nëmmen ëmbréngen wann de Versuch fir eng Erënnerungssäit ze verdeelen, d.h. wann d'Säitfehler klappt. Dëst geschitt net fir eng laang Zäit, well kswapd dapper Erënnerungssäiten befreit, de Säitecache (tatsächlech de ganzen Disk I/O am System) zréck op den Disk dumpt. Méi detailléiert, mat enger Beschreiwung vun de Schrëtt, déi néideg sinn fir sou Probleemer am Kärel ze eliminéieren, kënnt Dir liesen hei.

Dëst Verhalen soll verbesseren mat engem Kär Linux 4.6 +.

Geschicht 6. Pods bleiwen am Pending Staat

An e puer Cluster, an deenen et wierklech vill Pods funktionnéieren, hu mir ugefaang ze bemierken datt déi meescht vun hinnen eng ganz laang Zäit an der Staat "hänken" Pending, obwuel d'Docker Container selwer schonn op den Noden laafen a kënnen manuell geschafft ginn.

Ausserdeem, an describe et ass näischt falsch:

  Type    Reason                  Age                From                     Message
  ----    ------                  ----               ----                     -------
  Normal  Scheduled               1m                 default-scheduler        Successfully assigned sphinx-0 to ss-dev-kub07
  Normal  SuccessfulAttachVolume  1m                 attachdetach-controller  AttachVolume.Attach succeeded for volume "pvc-6aaad34f-ad10-11e8-a44c-52540035a73b"
  Normal  SuccessfulMountVolume   1m                 kubelet, ss-dev-kub07    MountVolume.SetUp succeeded for volume "sphinx-config"
  Normal  SuccessfulMountVolume   1m                 kubelet, ss-dev-kub07    MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-fzcsf"
  Normal  SuccessfulMountVolume   49s (x2 over 51s)  kubelet, ss-dev-kub07    MountVolume.SetUp succeeded for volume "pvc-6aaad34f-ad10-11e8-a44c-52540035a73b"
  Normal  Pulled                  43s                kubelet, ss-dev-kub07    Container image "registry.example.com/infra/sphinx-exporter/sphinx-indexer:v1" already present on machine
  Normal  Created                 43s                kubelet, ss-dev-kub07    Created container
  Normal  Started                 43s                kubelet, ss-dev-kub07    Started container
  Normal  Pulled                  43s                kubelet, ss-dev-kub07    Container image "registry.example.com/infra/sphinx/sphinx:v1" already present on machine
  Normal  Created                 42s                kubelet, ss-dev-kub07    Created container
  Normal  Started                 42s                kubelet, ss-dev-kub07    Started container

No e puer Ausgruewungen hu mir d'Annahme gemaach datt de Kubelet einfach keng Zäit huet fir all Informatioun iwwer den Zoustand vun de Pods a Liveness / Bereetschaftstester op den API Server ze schécken.

An no Hëllef studéieren, hu mir déi folgend Parameteren fonnt:

--kube-api-qps - QPS to use while talking with kubernetes apiserver (default 5)
--kube-api-burst  - Burst to use while talking with kubernetes apiserver (default 10) 
--event-qps - If > 0, limit event creations per second to this value. If 0, unlimited. (default 5)
--event-burst - Maximum size of a bursty event records, temporarily allows event records to burst to this number, while still not exceeding event-qps. Only used if --event-qps > 0 (default 10) 
--registry-qps - If > 0, limit registry pull QPS to this value.
--registry-burst - Maximum size of bursty pulls, temporarily allows pulls to burst to this number, while still not exceeding registry-qps. Only used if --registry-qps > 0 (default 10)

Wéi gesi, Standardwäerter si relativ kleng, an zu 90% decken se all Bedierfnesser... An eisem Fall war dat awer net genuch. Dofir setze mir déi folgend Wäerter:

--event-qps=30 --event-burst=40 --kube-api-burst=40 --kube-api-qps=30 --registry-qps=30 --registry-burst=40

... an hunn d'Kubeletten nei gestart, duerno hu mir de folgende Bild an de Grafike vun Uruff un den API Server gesinn:

... an jo, alles huet ugefaang ze fléien!

PS

Fir hir Hëllef beim Sammelen vu Bugs an der Virbereedung vun dësem Artikel, drécken ech meng déif Dankbarkeet un déi vill Ingenieuren vun eiser Firma aus, a besonnesch un mäi Kolleg aus eisem R&D Team Andrey Klimentyev (zuzzas).

Pps

Liest och op eisem Blog:

• «kubectl-Debug Plugin fir Debugging a Kubernetes Pods".
• Kubernetes Tipps & Tricks Loop:
  • «Ressourcen iwwerdroen, déi an engem Cluster lafen, op Helm 2 Gestioun";
  • «Iwwer Nodeallokatioun a Luede op enger Webapplikatioun";
  • «Zougang zu Dev Siten";
  • «Beschleunegt Bootstrap fir grouss Datenbanken".

Source: will.com