工作负载异常：实例驱逐异常（Evicted）

驱逐原理

当节点出现异常时，为了保证工作负载的可用性，Kubernetes会通过驱逐机制（Eviction）将该节点上的Pod调离异常节点。

目前Kubernetes中存在两种Eviction机制，分别由kube-controller-manager和kubelet实现。

• kube-controller-manager实现的驱逐

  kube-controller-manager主要由多个控制器构成，而驱逐的功能主要由node controller这个控制器实现，它会周期性检查所有节点状态，当节点处于NotReady状态超过一段时间后，驱逐该节点上所有Pod。

  kube-controller-manager提供了以下启动参数控制驱逐：

  • pod-eviction-timeout：即当节点宕机时间超过一定的时间间隔后，开始驱逐宕机节点上的Pod，默认为5min。
  • node-eviction-rate：驱逐节点的速率，由令牌桶流控算法实现，默认为0.1，即每秒驱逐0.1个节点，注意这里不是驱逐Pod的速率，而是驱逐节点的速率。相当于每隔10s，清空一个节点。
  • secondary-node-eviction-rate：第二档驱逐节点的速率。当集群中宕机节点过多时，相应的驱逐节点速率会降低至第二档，默认为0.01。
  • unhealthy-zone-threshold：可用区的不健康阈值，默认为0.55，即当该可用区中节点宕机数目超过55%时，认为该可用区不健康。
  • large-cluster-size-threshold：集群的大规模阈值，默认为50，当集群节点数量超过该阈值时认为集群属于大规模集群。大规模集群的可用区节点宕机数目超过55%时，则将驱逐速率降为0.01；假如是小规模集群，则将速率直接降为0，即停止驱逐节点。
• kubelet的eviction机制

  如果节点处于资源压力，那么kubelet就会执行驱逐策略。驱逐会考虑Pod的优先级，资源使用和资源申请。当优先级相同时，资源使用/资源申请最大的Pod会被首先驱逐。

  kube-controller-manager的驱逐机制是粗粒度的，即驱逐一个节点上的所有Pod，而kubelet则是细粒度的，它驱逐的是节点上的某些Pod。此类驱逐会周期性检查本节点内存、磁盘等资源，当资源不足时，按照优先级驱逐部分Pod。关于Pod驱逐优先级，请参见kubelet驱逐时Pod的选择。

  驱逐阈值分为软驱逐条件（Soft Eviction Thresholds）和硬驱逐条件（Hard Eviction Thresholds）两种机制，如下：

  • 软驱逐条件：当节点的内存/磁盘空间达到一定的阈值后，kubelet不会马上回收资源，如果改善到低于阈值就不进行驱逐，若这段时间一直高于阈值就进行驱逐。
    您可以通过以下参数配置软驱逐条件：

    • eviction-soft：软驱逐阈值设置。当节点驱逐信号满足一定阈值时，例如memory.available<1.5Gi时，kubelet不会立即执行Pod驱逐，而会等待eviction-soft-grace-period时间，假如该时间过后，依然还是达到了软驱逐阈值，则触发一次Pod驱逐。
    • eviction-soft-grace-period：当达到软驱逐阈值时，允许Pod优雅终止的时间，即软驱逐宽限期，软驱逐信号与驱逐处理之间的时间差。默认为90秒。
    • eviction-max-pod-grace-period：最大驱逐pod宽限期，停止信号与kill之间的时间差。
  • 硬驱逐条件：硬驱逐机制则简单的多，一旦达到阈值，直接把Pod从本地驱逐。

    您可以通过以下参数配置硬驱逐条件：

    eviction-hard：硬驱逐阈值设置。当节点驱逐信号满足一定阈值时，例如memory.available<1Gi，即当节点可用内存低于1Gi时，会立即触发一次Pod驱逐。

    kubelet 具有以下默认硬驱逐条件：

    • memory.available<100Mi
    • nodefs.available<10%
    • imagefs.available<15%
    • nodefs.inodesFree<5%（Linux 节点）

  除此之外，kubelet还提供了其他的驱逐参数：

  • eviction-pressure-transition-period：驱逐等待时间。当出现节点压力驱逐时，节点需要等待一定的时间，才会被设置为DiskPressure或者MemoryPressure，然后开启Pod驱逐，该时间默认为5分钟。该参数可以防止在某些情况下，节点在软驱逐条件上下振荡而出现错误的驱逐决策。
  • eviction-minimum-reclaim：表示每一次驱逐必须至少回收多少资源。该参数可以避免在某些情况下，驱逐Pod只会回收少量的资源，导致kubelet反复触发多次驱逐。

问题定位

若节点故障时，实例未被驱逐，请先按照如下方法进行问题定位。

使用如下命令发现很多pod的状态为Evicted：

kubectl get pods

cat /var/paas/sys/log/kubernetes/kubelet.log | grep -i Evicted -C3

排查思路

以下排查思路根据原因的出现概率进行排序，建议您从高频率原因往低频率原因排查，从而帮助您快速找到问题的原因。

如果解决完某个可能原因仍未解决问题，请继续排查其他可能原因。

• 排查项一：节点是否存在资源压力
• 排查项二：是否在实例上设置了tolerations
• 排查项三：是否满足停止驱逐实例的条件
• 排查项四：容器与节点上的“资源分配量”是否一致
• 排查项五：工作负载实例不断失败并重新部署

排查项一：节点是否存在资源压力

当满足硬性或软性驱逐条件时，即存在资源压力时，kubelet会根据驱逐信号将节点设置为相应的节点状况，并为节点打上对应的污点。请通过以下步骤查看节点是否存在对应的污点。

$ kubectl describe node 192.168.0.37
Name:               192.168.0.37
...
Taints:             key1=value1:NoSchedule
...

排查项二：是否在实例上设置了tolerations

通过kubectl工具或单击对应工作负载后的“更多 > 编辑YAML”，检查工作负载上是不是设置了容忍度，具体请参见污点和容忍度。

排查项三：是否满足停止驱逐实例的条件

若属于小规格的集群（集群节点数小于50个节点），如果故障的节点大于总节点数的55%，实例的驱逐将会被暂停。此情况下Kubernetes将不再尝试驱逐故障节点的工作负载，具体请参见节点驱逐速率限制。

排查项四：容器与节点上的“资源分配量”是否一致

容器被驱逐后还会频繁调度到原节点。

问题原因：

节点驱逐容器是根据节点的“资源使用率”进行判断；容器的调度规则是根据节点上的“资源分配量”进行判断。由于判断标准不同，所以可能会出现被驱逐后又再次被调度到原节点的情况。

解决方案：

遇到此类问题时，请合理分配各容器的资源分配量即可解决。

排查项五：工作负载实例不断失败并重新部署

工作负载实例出现不断失败，不断重新部署的情况。

问题分析：

pod驱逐后，如果新调度到的节点也有驱逐情况，就会再次被驱逐；甚至出现pod不断被驱逐的情况。

如果是由kube-controller-manager触发的驱逐，会留下一个状态为Terminating的pod；直到容器所在节点状态恢复后，pod才会自动删除。如果节点已经删除或者其他原因导致的无法恢复，可以使用“强制删除”删除pod。

如果是由kubelet触发的驱逐，会留下一个状态为Evicted的pod，此pod只是方便后期定位的记录，可以直接删除。

解决方案：

使用如下命令删除旧驱赶的遗留：

kubectl get pods <namespace> | grep Evicted | awk '{print $1}' | xargs kubectl delete pod <namespace> 

<namespace>为命名空间名称，请根据需要指定。

参考

Kubelet does not delete evicted pods

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