k8s中磁盘空间清理以及垃圾回收机制你知道吗

2024-04-23码农

☞【干货】

链接：https://blog.51cto.com/u_11555417/5680563

老版本的kubernetes集群，容器运行时使用的是docker，经常会出现集群运行很久后节点的硬盘快跑满了，大文件主要集中在:/var/lib/dokcer/ovlery2,该目录下文件有块70G，/var/log/或者/var/log/journal下也有大日志文件占用空间。此时需要及时清理，不然会导致集群异常。

磁盘爆满

容器运行时使用的目录所在磁盘爆满

如果容器运行时使用的目录所在空间爆满，极有可能导致容器运行时无响应，例如docker相关命令会hang住，kubelet 日志也将看到 PLEG unhealthy，而 CRI 调用 timeout 也将导致容器无法创建或销毁，外在现象通常表现为 Pod 一直 ContainerCreating 或一直 Terminating。

docker 默认使用的目录

/var/run/docker：用于存储容器运行状态，通过 dockerd 的--exec-root 参数指定。

/var/lib/docker：用于持久化容器相关的数据。例如，容器镜像、容器可写层数据、容器标准日志输出及通过 docker 创建的 volume 等。

故障现象

Pod 在启动过程中，可能会出现以下类似事件

#pod启动过程事件Warning FailedCreatePodSandBox 53m kubelet, 172.22.0.44 Failed create pod sandbox: rpc error: code = DeadlineExceeded desc = context deadline exceededWarning FailedCreatePodSandBox 2m (x4307 over 16h) kubelet, 10.179.80.31 (combined from similar events): Failed create pod sandbox: rpc error: code = Unknown desc = failed to create a sandbox for pod "apigateway-6dc48bf8b6-l8xrw": Error response from daemon: mkdir /var/lib/docker/aufs/mnt/1f09d6c1c9f24e8daaea5bf33a4230de7dbc758e3b22785e8ee21e3e3d921214-init: no space left on deviceWarning Failed 5m1s (x3397 over 17h) kubelet, ip-10-0-151-35.us-west-2.compute.internal (combined from similar events): Error: container create failed: container_linux.go:336: starting container process caused "process_linux.go:399: container init caused \"rootfs_linux.go:58: mounting \\\"/sys\\\" to rootfs \\\"/var/lib/dockerd/storage/overlay/051e985771cc69f3f699895a1dada9ef6483e912b46a99e004af7bb4852183eb/merged\\\" at \\\"/var/lib/dockerd/storage/overlay/051e985771cc69f3f699895a1dada9ef6483e912b46a99e004af7bb4852183eb/merged/sys\\\" caused \\\"no space left on device\\\"\""#pod删除过程事件Normal Killing 39s (x735 over 15h) kubelet, 10.179.80.31 Killing container with id docker://apigateway:Need to kill Pod

kubelet使用的目录爆满

默认的kubelet的目录为/var/lib/kubelet，通过 kubelet 的 --root-dir 参数指定，用于存储插件信息、Pod 相关的状态以及挂载的 volume

故障现象

Kubelet 使用的目录所在磁盘空间爆满（通常是系统盘），新建 Pod 时无法成功进行 mkdir，导致 Sandbox 也无法创建成功，Pod 通常会出现以下类似事件：

Warning UnexpectedAdmissionError 44m kubelet, 172.22.0.44 Update plugin resources failed due to failed to write checkpoint file "kubelet_internal_checkpoint": write /var/lib/kubelet/device-plugins/.728425055: no space left on device, which is unexpected.

解决办法

当容器运行时为 docker 时发生磁盘爆满问题，dockerd 也会因此无法正常响应，在停止时会卡住，从而导致无法直接重启 dockerd 来释放空间。需要先手动清理部分文件腾出空间以确保 dockerd 能够停止并重启。恢复步骤如下：

手动删除 docker 的部分 log 文件或可写层文件。通常删除 log 文件，示例如下：

$ cd /var/lib/docker/containers$ du -sh * # 找到比较大的目录$ cd dda02c9a7491fa797ab730c1568ba06cba74cecd4e4a82e9d90d00fa11de743c$ cat /dev/null > dda02c9a7491fa797ab730c1568ba06cba74cecd4e4a82e9d90d00fa11de743c-json.log.9 # 删除log文件

说明：

删除文件时，建议使用cat /dev/null > 方式进行删除，不建议使用rm。使用rm 方式删除的文件，不能够被 docker 进程释放掉，该文件所占用的空间也就不会被释放。

log 的后缀数字越大表示时间越久远，建议优先删除旧日志。

2 执行以下命令，将该 Node 标记为不可调度，并将其已有的 Pod 驱逐到其它节点。

kubectl drain <node-name>

该步骤可以确保 dockerd 重启时将原节点上 Pod 对应的容器删掉，同时确保容器相关的日志（标准输出）与容器内产生的数据文件（未挂载 volume 及可写层）也会被清理。

3 重启docker

systemctl restart dockerd# or systemctl restart docker

4等待 dockerd 重启恢复，Pod 调度到其它节点后，排查磁盘爆满原因并进行数据清理和规避操作。微信搜索公众号：Linux技术迷，回复：linux 领取资料。

5执行以下命令，取消节点不可调度标记。

清理docker镜像

在日常运维工作中，为了规避磁盘爆满的情况，需要及时清理docker镜像来时放磁盘空间。

以下是docker原生命令来清理镜像

journalctl --vacuum-size=20M #设置journal 日志最大为20M不保留不必要日志。docker image prune -a --filter "until=24h" # 清除超过创建时间超过24小时的镜像docker container prune --filter "until=24h" #清除掉所有停掉的容器，但24内创建的除外docker volume prune --filter "label!=keep" #除lable=keep外的volume外都清理掉(没有引用的volume)docker system prune #清理everything：images ，containers，networks一次性清理操作可以通过docker system prune来搞定

k8s垃圾回收机制

Kubelet 垃圾回收（kubelet-garbage-collection）负责自动清理节点上的无用镜像和容器。

镜像回收

Kubernetes 对节点上的所有镜像提供生命周期管理服务，这里的所有镜像是真正意义上的所有镜像，不仅仅是通过 Kubelet 拉取的镜像。当磁盘使用率超过设定上限 HighThresholdPercent 时，Kubelet 就会按照 LRU 清除策略逐个清理掉那些没有被任何 Pod 容器（包括已经死亡的容器）所使用的镜像，直到磁盘使用率降到设定下限 LowThresholdPercent 或没有空闲镜像可以清理。此外，在进行镜像清理时，会考虑镜像的生存年龄，对于年龄没有达到最短生存年龄 MinAge 要求的镜像，暂不予以清理。

影响垃圾回收的关键参数

--image-gc-high-threshold：磁盘使用率上限，有效范围 [0-100]，默认 85--image-gc-low-threshold：磁盘使用率下限，有效范围 [0-100]，默认 80--minimum-image-ttl-duration：镜像最短应该生存的年龄，默认 2 分钟

配置举例

k8s版本1.24,主要是更改node节点的kubelet参数

vim /etc/kubernetes kubelet.env

增加启动参数，然后重启kubelet

systemctl restart kubeletsystemctl status kubelet -fl

确认参数配置上去

容器回收

容器在停止运行（比如出错退出或者正常结束）后会残留一系列的垃圾文件，一方面会占据磁盘空间，另一方面也会影响系统运行速度。此时，就需要 Kubelet 容器回收了。要特别注意的是，Kubelet 回收的容器是指那些由其管理的的容器（也就是 Pod 容器），用户手动运行的容器不会被 Kubelet 进行垃圾回收。

容器回收主要针对三个目标资源：普通容器、sandbox 容器以及容器日志目录。

MaxPerPodContainer 与 MaxContainers 的设置，按照 LRU 策略，从 Pod 的死亡容器列表删除一定数量的容器，直到满足配置需求；对于 sandbox 容器，按照每个 Pod 保留一个的原则清理多余的死亡 sandbox；对于日志目录，只要没有 Pod 与之关联了就将其删除。Kubelet 的容器垃圾回收只针对 Pod 容器，非 Kubelet Pod 容器（比如通过 docker run 启动的容器）不会被主动清理。

影响容器垃圾回收的相关控制参数主要有三个：

--minimum-container-ttl-duration：从容器停止运行时起经过设置时间后，该容器标记为已过期将来可以被回收（只是标记，不是回收），默认值为1m0s # 1.22.5 不支持--maximum-dead-containers-per-container：每个 pod 上可以留下运行结束之后的容器的个数，默认值为 2--maximum-dead-containers：节点可保留的死亡容器的最大数量，默认值是 -1，这意味着节点没有限制死亡容器数量