runc hang 导致 Kubernetes 节点 NotReady

       Kubernetes 1..3 OS: CentOS 7.9. Kernel: 5.4.-1.el7.elrepo.x_ Docker: ..6

       线上告警提示集群中存在 2-3 个 K8s 节点处于 NotReady 的状态，并且 NotReady 状态一直持续。源码问题的解析解决可以通过两种方法，我们先来看看 A 方案。源码

       针对 docker hang 住这样的解析saltstack 源码阅读现象，通过搜索资料后发现了以下两篇文章里也遇到了相似的源码问题。这两篇文章都提到了是解析由于 pipe 容量不够导致 runc init 往 pipe 写入卡住了，将 /proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft 的源码限制放开，就能解决问题。解析查看问题主机上 /proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft 设置的源码是 。所以将它放大 倍 echo > /proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft，解析然而 kubelet 还是源码没有恢复正常，pleg 报错日志还在持续，解析runc init 程序也没有退出。源码考虑到 runc init 是 kubelet 调用 CRI 接口创建的，可能需要将 runc init 退出才能使 kubelet 退出。通过文章中的说明，只需要将对应的url源码 js pipe 中的内容读取掉，runc init 就能退出。尝试了几个后，runc init 果然退出了。再次检查，节点状态切换成 Ready，pleg 报错日志也消失了，观察一天也没有出现节点 NotReady 的情况，问题（临时）解决。

       对解决方案 A 的疑问，虽然问题解决了，但是仔细读 /proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft 参数的说明文档，发现这个参数跟本次问题的根本原因不太对得上。pipe-user-pages-soft 含义是对没有 CAP_SYS_RESOURCE CAP_SYS_ADMIN 权限的用户使用 pipe 容量大小做出限制，默认最多只能使用 个 pipe，一个 pipe 容量大小为 k。这里就有疑问：为什么容器 root 用户 pipe 容量会超过限制。

       定位问题最直接的方法，就是boll -m源码阅读源码。先查看下 Linux 内核跟 pipe-user-pages-soft 相关的代码。线上内核版本为 5.4.-1，切换到对应的版本进行检索。在创建 pipe 时，内核会通过 too_many_pipe_buffers_soft 检查是否超过当前用户可使用 pipe 容量大小。如果发现已经超过，则将容量大小从 个 PAGE_SIZE 调整成 2 个 PAGE_SIZE。通过机器上执行 getconf PAGESIZE 可以获取到 PAGESIZE 是 字节，也就是说正常情况下 pipe 大小为 字节，但是由于超过限制，pipe 大小被调整成 字节，这就有可能出现数据无法一次性写入 pipe 的问题。

       找到问题根本原因的第一步，往往是在线下环境复现问题。由于线上环境已经通过方案 A 做了紧急修复，因此，需要找到一种必现的手段。功夫不负有心人，ucos官方源码在 issue 中找到了相同的问题，并且可以通过以下方法复现。执行命令之后，立刻就出现 runc init 卡住的情况。通过 lsof -p 查看 runc init 打开的文件句柄情况，可以看到 fd4、fd5、fd6 都是 pipe 类型，其中，fd4 和 fd6 编号都是 ，是同一个 pipe。如何来获取 pipe 大小来实际验证下「疑问 2」中的猜想呢？Linux 下没有现成的工具可以获取 pipe 大小，但是内核开放了系统调用 fcntl（fd, F_GETPIPE_SZ）可以获取到，代码如下。编译好之后，查看 pipe 大小情况如下。重点看下 fd4 和 fd6，两个句柄对应的gotv 狂潮 源码是同一个 pipe，获取到的容量大小是 = 2 * PAGESIZE。所以的确是因为 pipe 超过软限制导致 pipe 容量被调整成了 2 * PAGESIZE。

       对解决方案 A 疑问的探索，对解决方案 B 的考虑，线上应该如何做修复呢？是否需要把 docker 所有组件都升级呢？如果把 dockerd/containerd/runc 等组件都升级的话，就需要将业务切走然后才能升级，整个过程相对比较复杂，并且风险较高。因此考虑是否可以单独升级 runc？因为在 Kubernetes v1. 版本中还没有弃用 dockershim，因此运行容器整个调用链为：kubelet → dockerd → containerd → containerd-shim → runc → container。不同于 dockerd/containerd 是后台运行的服务端，containerd-shim 调用 runc，实际是调用了 runc 二进制来启动容器。因此，只需要升级 runc，对于新创建的容器，就会使用新版本的 runc 来运行容器。

       通过测试环境验证，的确不会出现 runc init 卡住的情况了。最终，逐步将线上 runc 升级成 v1.1.1，并将 /proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft 调整回原默认值。runc hang 住的问题圆满解决。

       总结，本次故障的原因是，操作系统对 pipe-user-pages-soft 有软限制，但是由于容器 root 用户的 UID 与宿主机一致都是 0，内核统计 pipe 使用量时没有做区分，导致当 UID 为 0 的用户 pipe 使用量超过软限制后，新分配的 pipe 容量会变小。而 runc 1.0.0-rc 正好会因为 pipe 容量太小，导致数据无法完整写入，写入阻塞，进而 runc init 卡住，kubelet pleg 状态异常，节点 NotReady。修复方案是 runc 通过 goroutine 及时读取 pipe 内容，防止写入阻塞。

Containerd容器管理机制

       containerd是一个高级容器运行时，由Docker项目衍生，实现CRI规范，现为CNCF托管，提供新的容器解决方案的基础。k8s通过containerd创建容器时，containerd生成containerd-shim进程，此进程操作容器以避免containerd挂断导致所有容器退出的问题。containerd-shim用于执行命名空间、cgroups配置，挂载根文件系统等操作。标准化实现由OCI指定，runc为参考实现。

       containerd-shim调用runc启动容器，而runc执行后立即退出，containerd-shim则成为容器的父进程，负责监控、状态收集和子进程清理，确保无僵尸进程。

       containerd初始化操作通过方法实现。具体创建过程包括容器对象内部处理的多项操作。初始化后，启动容器操作则由上述方法执行。

       关于详细实现代码，请参考相关源码：github.com/containerd/c...

       深入理解containerd创建、启动容器的代码实现，请访问进一步分析：qikqiak.com/post/contai...

       更多讨论和细节分析见：colstuwjx.github.io/...

部署容器运行时未CRI-O，网络插件为kube-ovn的k8s集群

       在部署不使用CRI-O作为容器运行时，而是采用kube-ovn网络插件的 Kubernetes 集群过程中，需要进行一系列的准备工作。首先，确保加载必要的内核模块并安装ipvsadm，接着安装依赖，包括配置yum源和go环境。

       对于cri-o的安装，需要下载源码包并生成默认配置文件。接着，安装conmon和CNI，可能需要从本地上传源码包。plugin的安装涉及获取源码并克隆github仓库。配置crio时，启动服务并确保crictl的安装，虽然crictl会随kubeadm自动下载，但建议单独安装以避免覆盖。安装完成后，可通过crictl验证crio的运行状态。

       在部署kubernetes集群时，添加相应的yum源，安装必要的组件，如kubeadm，并配置kubeadm的配置文件，包括criSocket路径、imageRepository地址和podSubnet设置。需要检查和配置镜像，然后在所有节点上调整crio.conf，并利用kubeadm进行初始化集群操作。在node节点上，执行集群加入步骤。

       安装kube-ovn时，需要修改install.sh脚本，执行安装，然后可能需要卸载和重新安装以解决特定问题。可能遇到的问题包括创建pod时的containercreating状态，这可能是runc版本需要升级；初始化集群时可能出现error getting node的错误，可以检查并修改crio.conf；以及可能遇到fs.may_detach_mounts相关的sysctl错误，通过调整系统设置来解决启动CRIO时的错误。