集群状态异常排错

排查集群状态异常问题通常从 Node 和 Kubernetes 服务 的状态出发,定位出具体的异常服务,再进而寻找解决方法。集群状态异常可能的原因比较多,常见的有

  • 虚拟机或物理机宕机
  • 网络分区
  • Kubernetes 服务未正常启动
  • 数据丢失或持久化存储不可用(一般在公有云或私有云平台中)
  • 操作失误(如配置错误)

从具体的场景来说

  • kube-apiserver 无法启动会导致
    • 集群不可访问
    • 已有的 Pod 和服务正常运行(依赖于 Kubernetes API 的除外)
  • etcd 集群异常会导致
    • kube-apiserver 无法正常读写集群状态,进而导致 Kubernetes API 访问出错
    • kubelet 无法周期性更新状态
  • kube-controller-manager/kube-scheduler 异常会导致
    • 新创建的 Pod 无法调度(总是 Pending 状态)
  • Node 本身宕机或者 Kubelet 无法启动会导致
    • Node 上面的 Pod 无法正常运行
    • 已在运行的 Pod 无法正常终止
  • 网络分区会导致 Kubelet 等与控制平面通信异常以及 Pod 之间通信异常

为了维持集群的健康状态,推荐在部署集群时就考虑以下

  • 在云平台上开启 VM 的自动重启功能
  • 为 Etcd 配置多节点高可用集群,使用持久化存储(如 AWS EBS 等),定期备份数据
  • 为控制平面配置高可用,比如多 kube-apiserver 负载均衡以及多节点运行 kube-controller-manager、kube-scheduler 以及 kube-dns 等
  • 尽量使用复制控制器和 Service,而不是直接管理 Pod
  • 跨地域的多 Kubernetes 集群

一般来说,可以首先查看 Node 的状态,确认 Node 本身是不是 Ready 状态

如果是 NotReady 状态,则可以执行 命令来查看当前 Node 的事件。这些事件通常都会有助于排查 Node 发生的问题。

查看日志

一般来说,Kubernetes 的主要组件有两种部署方法

  • 直接使用 systemd 等启动控制节点的各个服务
  • 使用 Static Pod 来管理和启动控制节点的各个服务
  1. journalctl -l -u kube-apiserver
  2. journalctl -l -u kube-controller-manager
  3. journalctl -l -u kube-scheduler
  4. journalctl -l -u kubelet
  5. journalctl -l -u kube-proxy

或者直接查看日志文件

  • /var/log/kube-apiserver.log
  • /var/log/kube-scheduler.log
  • /var/log/kube-controller-manager.log
  • /var/log/kubelet.log
  • /var/log/kube-proxy.log

而对于使用 Static Pod 部署集群控制平面服务的场景,可以参考下面这些查看日志的方法。

kube-apiserver 日志

  1. PODNAME=$(kubectl -n kube-system get pod -l component=kube-apiserver -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
  2. kubectl -n kube-system logs $PODNAME --tail 100

kube-controller-manager 日志

  1. kubectl -n kube-system logs $PODNAME --tail 100

kube-scheduler 日志

kube-dns 日志

  1. PODNAME=$(kubectl -n kube-system get pod -l k8s-app=kube-dns -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')

Kubelet 日志

查看 Kubelet 日志需要首先 SSH 登录到 Node 上。

  1. journalctl -l -u kubelet

Kube-proxy 日志

Kube-proxy 通常以 DaemonSet 的方式部署

  1. $ kubectl -n kube-system get pod -l component=kube-proxy
  2. NAME READY STATUS RESTARTS AGE
  3. kube-proxy-42zpn 1/1 Running 0 1d
  4. kube-proxy-7gd4p 1/1 Running 0 3d
  5. kube-proxy-87dbs 1/1 Running 0 4d
  6. $ kubectl -n kube-system logs kube-proxy-42zpn

由于 Dashboard 依赖于 kube-dns,所以这个问题一般是由于 kube-dns 无法正常启动导致的。查看 kube-dns 的日志

可以发现如下的错误日志

  1. Waiting for services and endpoints to be initialized from apiserver...
  2. skydns: failure to forward request "read udp 10.240.0.18:47848->168.63.129.16:53: i/o timeout"
  3. Timeout waiting for initialization
  • 如果使用的 Docker 版本大于 1.12,则在每个 Node 上面运行
  • 等待一段时间,如果还未恢复,则检查 Node 网络是否正确配置,比如是否可以正常请求上游DNS服务器、是否有安全组禁止了 DNS 请求等

如果错误日志中不是转发 DNS 请求超时,而是访问 kube-apiserver 超时,比如

  1. E0122 06:56:04.774977 1 reflector.go:199] k8s.io/dns/vendor/k8s.io/client-go/tools/cache/reflector.go:94: Failed to list *v1.Endpoints: Get https://10.0.0.1:443/api/v1/endpoints?resourceVersion=0: dial tcp 10.0.0.1:443: i/o timeout
  2. I0122 06:56:04.775358 1 dns.go:174] Waiting for services and endpoints to be initialized from apiserver...
  3. E0122 06:56:04.775574 1 reflector.go:199] k8s.io/dns/vendor/k8s.io/client-go/tools/cache/reflector.go:94: Failed to list *v1.Service: Get https://10.0.0.1:443/api/v1/services?resourceVersion=0: dial tcp 10.0.0.1:443: i/o timeout
  4. I0122 06:56:05.275295 1 dns.go:174] Waiting for services and endpoints to be initialized from apiserver...
  5. I0122 06:56:05.775182 1 dns.go:174] Waiting for services and endpoints to be initialized from apiserver...
  6. I0122 06:56:06.275288 1 dns.go:174] Waiting for services and endpoints to be initialized from apiserver...

这说明 Pod 网络(一般是多主机之间)访问异常,包括 Pod->Node、Node->Pod 以及 Node-Node 等之间的往来通信异常。可能的原因比较多,具体的排错方法可以参考。

重启 kubelet 时报错 Failed to start ContainerManager failed to initialise top level QOS containers(参考 #43856),解决方法是:

  1. 在docker.service配置中增加的--exec-opt native.cgroupdriver=systemd配置。
  2. 手动删除slice(貌似不管用)
  3. 重启主机,这招最管用?

    上面的几种方法在该bug修复前只有重启主机管用,该bug已于2017年4月27日修复(v1.7.0+),见 。

    kube-proxy 报错,并且 service 的 DNS 解析异常

    解决方式是安装 conntrack-tools 包后重启 kube-proxy 即可。