[Kubernetes 文官方档-节点压力驱逐]https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/node-pressure-eviction/
一、问题描述
在日常操作维护 Kubernetes 过程中我们会经常遇到很多问题，其中经常收到的告警信息就是节点磁盘压力，即 DiskPressure 警告。当出现该警告不久后 Pod 会被驱逐，甚至节点机器的 Docker 镜像也被清理。在生产中这些情况是不能忍受的，我们探究一下是什么原因导致的这些，以及如何提前预防并解决相关问题。
二、问题分析
首先提出几个问题，然后分别查找相关资料，对具体的疑问一一查找答案。只有了解这些问题如何产生，才能找到具体解决办法。
提出的问题如下:
① Kubernetes 依靠什么组件对节点磁盘进行监控
根据 Kubernetes 官方文档描述，在 Kubernetes 集群中，节点磁盘使用量的监控是交给 Kubelet 组件完成的，它会对节点资源使用情况进行分析，等达到一定条件后会执行发出内存、磁盘、pid 资源压力警告。
② Kubelet 监控节点的哪些文件系统
在 Kubernetes 节点组件 Kubelet 目前只支持监控两种文件系统分区，分别为:
- nodefs: kubelet 相关的文件系统，里面存储了 Pod 挂载的卷、守护程序日志等。
- imagefs: 容器文件系统，里面存储了容器运行时用于保存镜像和容器可写层。
Kubelet 监控文件系统是通过 Google 的 cAdvisor 组件完成的，该组件专用于监控容器运行环境，当监控到上面列出的文件系统达到一定量后将会发出 DiskPressure 告警，等达到指定阈值，将会对容器及无用镜像相关资源进行清理。
③ Kubelet 根据什么指标对 Pod 执行驱逐的
这个信息在 Kubernetes 官方文档中，Kubelet 会根据以下指标判断是否对 Pod 驱逐进行驱逐:
- nodefs.available: kubelet 相关的文件系统剩余可用存储空间比例。
- nodefs.inodesFree: kubelet 相关文件节点表 inodes 剩余可用存储空间比例。
- imagefs.available: 容器运行时文件系统可用存储空间比例。
- imagefs.inodesFree: 容器运行时 inodes 剩余可用存储空间比例。
④ Kubelet 根据指标达到什么条件才会执行 Pod 驱逐
经过 Kubernetes 文档的介绍，Kubelet 会对下面指标进行判断，当到达设置的条件后，会执行强制驱逐 Pod:
- memory.available<100Mi: 当内存下降到 100Mi 时 kubelet 开始驱逐 Pod。
- nodefs.available<10%: 当 kubelet 相关存储可用的存储不足 10% 时开始驱逐 Pod 及其容器来释放磁盘空间。
- imagefs.available<15%: 当容器运行时文件系统可用存储空间不足 15% 时开始驱逐 Pod，并且删除没有被使用的镜像来释放空间。
- nodefs.inodesFree<5％: (仅 Linux 系统): 当容器运行时 inodes 可用存储空间不足 5% 时开始驱逐 Pod 及其容器来释放磁盘空间。
⑤ Kubernetes 触发 DiskPressure 告警时造成的影响
当触发 DiskPressure 告警时，会产生如下影响:
- 驱逐 Pod
- 删除未使用的容器
- 阻止新创建的 Pod 调度到该节点中
⑥ 什么原因导致经常出现 DiskPressure 警告
推测经常出现这个警告的原因可能是:
- 默认情况下 docker 会将自己的持久化文件存储到
/var/lib/docker目录下，这个目录占用空间比较大，导致/var目录挂载的磁盘容易被占满。 - 默认情况下 kubelet 会将自身的 Pod 运行时相关数据存储在
/var/lib/kubelet目录下，这个目录空间比较大，导致/var目录挂载的磁盘容易被沾满。 - 默认情况下 Docker、Kubernetes 和系统等相关日志默认都会存储到
/var/log目录下，日志相关文件占用空间非常大，导致/var目录挂载的磁盘容易被沾满。
上面三个默认配置，一个是 kubelet，一个是 docker 的，还有就是相关日志配置的，并且发现 var 目录一般分配的空间不是很大，所以 /var 目录挂载的磁盘空间非常容易被日志文件占满。
除此之外，还有一种可能，那就是当发生 DiskPressure 告警时，此时磁盘其实可用存储空间还很充足，例如 1TB 存储空间，使用率 80% 提示 DiskPressure 告警，这时候其实还有 200GB 可用存储空间。所以，这个磁盘告警比例需要根据节点磁盘的真实情况进行调整。
三、解决问题
注意: 下面的操作最好在集群搭建初期修改，如果已经在生产环境运行，修改请谨慎！
更改 Docker 存储目录
既然 Docker 目录默认在 /var/lib/docker 目录下，且这个目录所挂载的磁盘容易被占满，所以我们修改 Docker 配置，将存储的数据单独存放到挂载其它大磁盘的目录中。
设置 Docker 数据存储目录
打开 Docker 配置文件
cat /etc/[root@haproxy ~]# cat /etc/docker/daemon.json
{
"data-root": "/data/docker",
"registry-mirrors": ["https://hub-mirror.c.163.com"],
"insecure-registries": []
}
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
更改 kubelet 存储目录与告警阈值
既然 Kubelet 目录默认在 /var/lib/kubelet 目录下，且这个目录所挂载的磁盘容易被占满，所以我们修改 Kubelet 配置，将存储的数据单独存放到挂载其它大磁盘的目录中。并且根据磁盘真实大小，调整 Kubelet 触发 DisPress 告警的比例。
查看 kubelet 状态，根据显示的信息定位 kubelet 存储配置文件的位置
cat /etc/systemd/system/kubelet.service | grep EnvironmentFile
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/kubelet.env
编辑 /etc/sysconfig/kubelet 配置文件
然后在 KUBELET_EXTRA_ARGS= 后面添加参数 -root-dir=<新的kubelet存储目录>:
$ vi /etc/sysconfig/kubelet
KUBELET_ARGS="--bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf \
--config=/etc/kubernetes/kubelet-config.yaml \
--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf \
--container-runtime=remote \
--container-runtime-endpoint=unix:////var/run/containerd/containerd.sock \
--runtime-cgroups=/systemd/system.slice \
--eviction-hard=nodefs.available<5% \
--eviction-hard=imagefs.available<5% \
--root-dir=/data/kubelet
"
- –root-dir=/apps/data/kubelet: 设置 kubelet 数据存储在 /apps/data/kubelet 目录下。
- –eviction-hard=nodefs.available<5%: 设置当 kubelet 相关存储可用的存储不足 5% 时开始驱逐 Pod。
- –eviction-hard=imagefs.available<5%: 当容器运行时文件系统可用存储空间不足 5% 时开始驱逐 Pod。
上面的大小限制也可以改成具体的数值，例如
--eviction-hard=imagefs.available<10Gi，则表示容器运行时存储小于 10Gi 时进行驱逐。
重启 daemon-reload 和 kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet
解决 Kubernetes 中节点经常性 DiskPressure(磁盘压力) 的问题