修复k8s内存泄露问题

 

问题描述

1. 当 k8s 集群运行日久以后，有的 node 无法再新建 pod，并且出现如下错误，当重启服务器之后，才可以恢复正常使用。查看 pod 状态的时候会出现以下报错。

   applying cgroup … caused: mkdir …no space left on device

或者在 describe pod 的时候出现 cannot allocate memory。

这时候你的 k8s 集群可能就存在内存泄露的问题了，当创建的 pod 越多的时候内存会泄露的越多，越快。

2. 具体查看是否存在内存泄露

   $ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo

当出现 cat: /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo: Input/output error 则说明不存在内存泄露的情况 如果存在内存泄露会出现

slabinfo - version: 2.1
# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab> : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor> : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>

解决方案

1. 解决方法思路：关闭 runc 和 kubelet 的 kmem，因为升级内核的方案改动较大，此处不采用。

2. kmem 导致内存泄露的原因：

内核对于每个 cgroup 子系统的的条目数是有限制的，限制的大小定义在 kernel/cgroup.c #L139，当正常在 cgroup 创建一个 group 的目录时，条目数就加 1。我们遇到的情况就是因为开启了 kmem accounting 功能，虽然 cgroup 的目录删除了，但是条目没有回收。这样后面就无法创建 65535 个 cgroup 了。也就是说，在当前内核版本下，开启了 kmem accounting 功能，会导致 memory cgroup 的条目泄漏无法回收。

2.1 编译 runc

• 配置 go 语言环境

  $ 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/
  
  # 写入bashrc
  $ vim ~/.bashrc
  $ export GOPATH="/data/Documents"
  $ export GOROOT="/usr/local/go"
  $ export PATH="$GOROOT/bin:$GOPATH/bin:$PATH"
  $ export GO111MODULE=off
  
  # 验证
  $ source ~/.bashrc
  $ go env

• 下载 runc 源码

  $ 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

• 编译

  # 安装编译组件
  $ sudo yum install libseccomp-devel
  $ make BUILDTAGS='seccomp nokmem'
  # 编译完成之后会在当前目录下看到一个runc的可执行文件,等kubelet编译完成之后会将其替换

2.2 编译 kubelet

• 下载 kubernetes 源码

  $ mkdir -p /root/k8s/
  $ cd /root/k8s/
  $ git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes
  $ cd kubernetes/
  $ git checkout v1.15.3

• 制作编译环境的镜像(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 环境镜像中来进行编译 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
  #编译
  $ GO111MODULE=off KUBE_GIT_TREE_STATE=clean KUBE_GIT_VERSION=v1.15.3 make kubelet GOFLAGS="-tags=nokmem"

3. 替换原有的 runc 和 kubelet

• 将原有 runc 和 kubelet 备份

  $ 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

• 将编译好的 runc 和 kubelet 进行替换

  $ cp kubelet /usr/bin/kubelet
  $ cp kubelet /usr/local/bin/kubelet
  $ cp runc /usr/bin/docker-runc

• 检查 kmem 是否关闭前需要将此节点的 pod 杀掉重启或者重启服务器,当结果为 0 时成功

  $ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/burstable/memory.kmem.usage_in_bytes

• 检查是否还存在内存泄露的情况

  $ cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/memory.kmem.slabinfo