报错 cannot allocate memory 或者 no space left on device ，修复K8S内存泄露问题

问题描述

一. 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。

二. 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

一. 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。

二. 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。

具体实现

一. 需要重新编译 runc

1. 需要配置go语言环境

2. 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

3. 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

二. 编译kubelet

1.下载kubernetes源码

cd /root/go/src/github.com/
git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes
cd kubernetes/
git checkout v1.18.6

2. 编译kubelet

GO111MODULE=on KUBE_GIT_TREE_STATE=clean KUBE_GIT_VERSION=v1.18.6 make kubelet GOFLAGS="-tags=nokmem"

 生成的kubelet二进制文件在生成的_output路径下。

三. 替换原有的 runc 和 kubelet

1、将原有 runc 和 kubelet 备份

mv /usr/bin/kubelet /home/kubelet
mv /usr/bin/runc /home/runc  

2. 停止 docker 和 kubelet

systemctl stop docker
systemctl stop kubelet

3. 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/runc

4. 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

5. 是否还存在内存泄露的情况

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

6.经测试需要重启服务器后内存泄漏问题才能解决

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/343031257

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/106757502

参考：https://blog.csdn.net/qq_33317586/article/details/109285758 （推荐）