“「K8S 生态周报」内容主要包含我所接触到的 K8S 生态相关的每周值得推荐的一些信息。”
大家好，我是张晋涛。
这是春节后的第一篇「K8S 生态周报」，主要集中在上游进展。
上游进展
- Kubelet TCP/HTTP probes: improve network resources utilization by aojea · Pull Request #115143 · kubernetes/kubernetes
这个 PR 对有大量 workload 并且 开启了 Liveness/Readiness Probes 的集群 可以说是非常有用了。
在这个场景下， 有时可能会出现应用程序是正常运行的，但是配置的 Liveness/Readiness Probes 结果是失败的，导致 Unhealthy 状态的出现，进而影响应用的稳定性。
这是因为自从 Kubernetes v1.2 版本开始，kubelet probe 就使用短链接的方式了，主要是考虑到 Kubernetes 中 Pod 和 port 都很多，每次检查都连接不同的地址，并且用短链接的方式就不再需要处理连接关闭的事情了。
kubelet using short connections
对于每次的探针，都会建立新的连接，而且每个连接都会消耗对应的资源，直到 TIME-WAIT 状态超时后释放。
这对于小规模或者压力不太大的集群而言是可接受的，但是对于有大量 workload 和 probes 的场景就无法接受了，因为对于每次 探针的检查，实际都会有 conntrack 记录，并且是一直在进行消耗。
代码语言：javascript复制ipv4 2 tcp 6 51 TIME_WAIT src=127.0.0.1 dst=127.0.0.1 sport=39458 dport=6666 src=127.0.0.1 dst=127.0.0.1 sport=6666 dport=39458 [ASSURED] mark=0 secctx=system_u:object_r:unlabeled_t:s0 zone=0 u
se=2
每个机器上 conntrack 记录的容量是有限的，比如在我机器上是 262144:
代码语言：javascript复制(MoeLove) ➜ sudo sysctl -a | grep conntrack_max
net.netfilter.nf_conntrack_max = 262144
net.nf_conntrack_max = 262144
如果连接消耗的资源持续未释放，就会导致新连接失败，进而导致 Unhealthy 的状态。
看到这里，想必你应该已经能得出解决的办法了。
- 调整机器配置: 如果遇到类似情况，你可以查看下系统日志，看看是否有
nf_conntrack: table full类似这样的日志，如果有可以调大 conntrack ，但是这需要对每台机器操作，而且这需要集群管理员按照实际情况进行操作。当然还有一些其他的配置也需要对应调整，比如可用端口之类的，这种方式对于解决自己环境中遇到问题而言可行，但是对于 Kubernetes 而言，其实就会增加它的运维成本； - 连接复用：这会是一种有效的解决办法，但是这需要涉及到所有 probe 相关代码的重构，成本较高；
- 减少 TIME_WAIT 超时时间：这可以通过在建立 socket 连接的时候，设置 SO_LINGER 来完成。但这里有个点需要注意，之所以在此处能通过设置 SO_LINGER 来完成，是由于这种场景下，通常都是短连接探针发送数据较少，缓冲区内没有其他额外数据，所以即使设置 SO_LINGER 丢弃也没关系。这也是这个 PR 中所采用的办法。
核心逻辑是：
代码语言：javascript复制func ProbeDialer() *net.Dialer {
dialer := &net.Dialer{
Control: func(network, address string, c syscall.RawConn) error {
return c.Control(func(fd uintptr) {
syscall.SetsockoptLinger(int(fd), syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_LINGER, &syscall.Linger{Onoff: 1, Linger: 1})
})
},
}
return dialer
}
可以看到这里提供了两个选项，它们的含义如下；
- Onoff: 它表示是否忽略 Linger 的配置，0 表示关闭，非 0 表示打开；
- Linger: 这就是超时时间了，配置为 0 就表示立即关闭，发送 RST 直接丢弃缓冲区数据，但是考虑这种方式不太温和，所以设置成了 1 ，给一个尽可能短的时间，并且 1s 内也可以将缓冲区内的数据继续发送。这里也有另一个影响需要注意 如果你部署在 Kubernetes 集群中的服务，配置健康检查探针时，用的不是专门的健康检查接口（只是返回健康状态），而是复用了其他的业务接口，并且其中传输数据量大的话，将可能导致异常。
后续还有另一个 PR 是补充了对 gPRC probes 的处理：Kubelet GRPC probes: improve network resources utilization by rphillips · Pull Request #115321 · kubernetes/kubernetes
在 Kubernetes 环境下排查问题是个挺有趣的事情，但正如我之前和这个 PR 的作者聊的那样，每个角色都有各自关注的点，conntrack 多数情况下在排查问题的时候才会有人注意到。
2023-01-30 06-03-21屏幕截图.png
- Ipvs: remove the scheduler validation by uablrek · Pull Request #114878 · kubernetes/kubernetes
在这个 PR 中移除了对 IPVS scheduler 的校验，原先在代码中指定了如下 10 种 IPVS 可用的 scheduler 。
代码语言：javascript复制const (
RoundRobin IPVSSchedulerMethod = "rr"
WeightedRoundRobin IPVSSchedulerMethod = "wrr"
LeastConnection IPVSSchedulerMethod = "lc"
WeightedLeastConnection IPVSSchedulerMethod = "wlc"
LocalityBasedLeastConnection IPVSSchedulerMethod = "lblc"
LocalityBasedLeastConnectionWithReplication IPVSSchedulerMethod = "lblcr"
SourceHashing IPVSSchedulerMethod = "sh"
DestinationHashing IPVSSchedulerMethod = "dh"
ShortestExpectedDelay IPVSSchedulerMethod = "sed"
NeverQueue IPVSSchedulerMethod = "nq"
)
但是 IPVS 也在发展，比如 Linux 内核种还增加了 fo, ovf, mh 等算法， 而且也有一些团队会选择自己来扩展 IPVS scheduler，此处的限制就导致无法进行灵活的扩展了。
移除掉这里校验之后，集群管理员可以配置任意可用的 IPVS scheduler 了，但如果配置错了，那么也会有错误信息的。
- Do not create endpoints for Services of type ExternalName by panslava · Pull Request #114814 · kubernetes/kubernetes
在这个 PR 之前，如果创建了 ExternalName 类型的 service，会自动的创建出来 endpoints 和 endpointslice，虽然会加上 headless 的 label ，但它们没有什么真正的作用。
(MoeLove) ➜ kubectl create service externalname my-ns --external-name moelove.info
service/my-ns created
(MoeLove) ➜ kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.43.0.1 <none> 443/TCP 10d
my-ns ExternalName <none> moelove.info <none> 5s
(MoeLove) ➜ kubectl get ep
NAME ENDPOINTS AGE
kubernetes 166.66.116.66:6443 10d
my-ns <none> 9s
(MoeLove) ➜ kubectl get endpointslice
NAME ADDRESSTYPE PORTS ENDPOINTS AGE
kubernetes IPv4 6443 166.66.116.66 10d
my-ns-8r2vj IPv6 <unset> <unset> 15s
my-ns-vcw59 IPv4 <unset> <unset> 15s
而且有可能会产生一些异常情况，比如如下配置
代码语言：javascript复制apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: new-blog
namespace: default
spec:
externalName: blog.moelove.info
type: ExternalName
selector:
app: myapp
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: testpod
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: web
image: nginx
ports:
- name: web
containerPort: 80
protocol: TCP
将上述配置应用到集群后，看下效果：
代码语言：javascript复制(MoeLove) ➜ kubectl get svc,ep,endpointslices --show-labels
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE LABELS
service/kubernetes ClusterIP 10.43.0.1 <none> 443/TCP 10d component=apiserver,provider=kubernetes
service/new-blog ExternalName <none> blog.moelove.info <none> 63s <none>
NAME ENDPOINTS AGE LABELS
endpoints/kubernetes 166.66.116.66:6443 10d endpointslice.kubernetes.io/skip-mirror=true
endpoints/new-blog <none> 64s service.kubernetes.io/headless=
NAME ADDRESSTYPE PORTS ENDPOINTS AGE LABELS
endpointslice.discovery.k8s.io/kubernetes IPv4 6443 166.66.116.66 10d kubernetes.io/service-name=kubernetes
endpointslice.discovery.k8s.io/new-blog-n22t7 IPv4 <unset> 10.0.0.129 64s endpointslice.kubernetes.io/managed-by=endpointslice-controller.k8s.io,kubernetes.io/service-name=new-blog,service.kubernetes.io/headless=
endpointslice.discovery.k8s.io/new-blog-r479n IPv6 <unset> <unset> 64s endpointslice.kubernetes.io/managed-by=endpointslice-controller.k8s.io,kubernetes.io/service-name=new-blog,service.kubernetes.io/headless=
(MoeLove) ➜ kubectl get pods -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
testpod 1/1 Running 0 72s 10.0.0.129 moelove-kubernetes-cluster-node-pool-6666-ud11o <none> <none>
会发现 endpointslice 中有一个是指向了正在运行的 Pod (这是由于 label selector 导致的) ，但如果将该 service 转换成 ClusterIP 类型时候，kube-proxy 也不会再为它创建新的规则，无法进行正常的流量代理。
所以在这个 PR 中移除了对 ExternalName 类型 service 的 endpoints 和 endpointslice 的创建。
- kubectl: use autoscaling v2 for hpa by a7i · Pull Request #114886 · kubernetes/kubernetes
HorizontalPodAutoscaler autoscaling/v2beta2 在 v1.23 废弃，v1.26 不可用，所以将 kubectl 使用的版本切换到了 autoscaling/v2
其他
- Docker Release v23.0.0-rc.3 · moby/moby，想起来我还有一个 PR 没合并；
- Cilium Release v1.13.0-rc5 · cilium/cilium 改动还是很多；
- Knative Release Knative Serving release v1.9.0 · knative/serving 如果创建一些特权 Pod 将会有 warn 提示；
- Kyma Release 2.10.0 · kyma-project/kyma 没有太特别的改动；
以上就是本次的全部内容，我们下期再见！
参考资料
[1]
k8s生态: https://zhuanlan.zhihu.com/container
