kubernetes-pod驱逐机制

1.驱逐策略

　　kubelet持续监控主机的资源使用情况，并尽量防止计算资源被耗尽。一旦出现资源紧缺的迹象，kubelet就会主动终止部分pod的运行，以回收资源。

2.驱逐信号

　　以下是一些kubelet能用来做决策依据的信号，依据这些信号来做驱逐行为。

　　memory : 内存；

　　nodefs: 指node自身的存储，存储daemon的运行日志等，一般指root分区/；

　　imagefs: 指docker daemon用于存储image和容器可写层(writable layer)的磁盘；

Eviction Signal	Condition	Description
memory.available	MemoryPressue	memory.available := node.status.capacity[memory] - node.stats.memory.workingSet
nodefs.available	DiskPressure	nodefs.available := node.stats.fs.available（Kubelet Volume以及日志等）
nodefs.inodesFree	DiskPressure	nodefs.inodesFree := node.stats.fs.inodesFree
imagefs.available	DiskPressure	imagefs.available := node.stats.runtime.imagefs.available（镜像以及容器可写层等）
imagefs.inodesFree	DiskPressure	imagefs.inodesFree := node.stats.runtime.imagefs.inodesFree

　　memory.available的值不是根据系统的free 收集，取值来自于cgroupfs，free -m命令不支持在容器中工作，

 cgroup.event_control       #用于eventfd的接口
 memory.usage_in_bytes      #显示当前已用的内存
 memory.limit_in_bytes      #设置/显示当前限制的内存额度
 memory.failcnt             #显示内存使用量达到限制值的次数
 memory.max_usage_in_bytes  #历史内存最大使用量
 memory.soft_limit_in_bytes #设置/显示当前限制的内存软额度
 memory.stat                #显示当前cgroup的内存使用情况
 memory.use_hierarchy       #设置/显示是否将子cgroup的内存使用情况统计到当前cgroup里面
 memory.force_empty         #触发系统立即尽可能的回收当前cgroup中可以回收的内存
 memory.pressure_level      #设置内存压力的通知事件，配合cgroup.event_control一起使用
 memory.swappiness          #设置和显示当前的swappiness
 memory.move_charge_at_immigrate #设置当进程移动到其他cgroup中时，它所占用的内存是否也随着移动过去
 memory.oom_control         #设置/显示oom controls相关的配置
 memory.numa_stat           #显示numa相关的内存

　　查看系统总memory：

cat /proc/meminfo |grep MemTotal

      查看当前已使用memory的方法：

#cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes

　　查看当前cgroup使用memory情况：

cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.stat |grep total_inactive_file

　

3.软驱逐和硬驱逐

　　如果一个节点有10Gi内存，我们希望在内存不足1Gi时候进行驱逐，可以用下面两种方式进行定位驱逐阈值：

memory.available<10%
memory.available<1Gi

　　1.软驱逐（Soft Eviction）：配合驱逐宽限期（eviction-soft-grace-period和eviction-max-pod-grace-period）一起使用。系统资源达到软驱逐阈值并在超过宽限期之后才会执行驱逐动作。

--eviction-soft:描述驱逐阈值，例如：memory.available<1.5G
--eviction-soft-grace-period:驱逐宽限期，memory.available=1m30s
--eviction-max-pod-grace-period:终止pod最大宽限时间，单位s

　　2.硬驱逐（Hard Eviction ）：系统资源达到硬驱逐阈值时立即执行驱逐动作。

　　这些驱逐阈值可以使用百分比，也可以使用绝对值，如：

--eviction-hard=memory.available<500Mi,nodefs.available<1Gi,imagefs.available<100Gi
--eviction-minimum-reclaim="memory.available=0Mi,nodefs.available=500Mi,imagefs.available=2Gi"`
--system-reserved=memory=1.5Gi

 

4.回收Node级别资源

• 驱逐Node级别资源
• • 配置了 imagefs 阈值时
    • 达到 nodefs 阈值：删除已停止的 Pod
    • 达到 imagefs 阈值：删除未使用的镜像
  • 未配置 imagefs 阈值时
  • 达到 nodefs阈值时，按照删除已停止的 Pod 和删除未使用镜像的顺序清理资源
• 驱逐用户 Pod
  • 驱逐顺序为：BestEffort、Burstable、Guaranteed
  • 配置了 imagefs 阈值时
    • 达到 nodefs 阈值，基于 nodefs 用量驱逐（local volume + logs）
    • 达到 imagefs 阈值，基于 imagefs 用量驱逐（容器可写层）
  • 未配置 imagefs 阈值时
    • 达到 nodefs阈值时，按照总磁盘使用驱逐（local volume + logs + 容器可写层）

　　除了驱逐之外，Kubelet 还支持一系列的容器和镜像垃圾回收选项，它们未来将会被驱逐替代：

垃圾回收参数	驱逐参数	解释
--image-gc-high-threshold	--eviction-hard 或 --eviction-soft	现存的驱逐回收信号可以触发镜像垃圾回收
--image-gc-low-threshold	--eviction-minimum-reclaim	驱逐回收实现相同行为
--minimum-image-ttl-duration		由于驱逐不包括TTL配置，所以它还会继续支持
--maximum-dead-containers		一旦旧日志存储在容器上下文之外，就会被弃用
--maximum-dead-containers-per-container		一旦旧日志存储在容器上下文之外，就会被弃用
--minimum-container-ttl-duration		一旦旧日志存储在容器上下文之外，就会被弃用
--low-diskspace-threshold-mb	--eviction-hard or eviction-soft	驱逐回收将磁盘阈值泛化到其他资源
--outofdisk-transition-frequency	--eviction-pressure-transition-period	驱逐回收将磁盘压力转换到其他资源

 5.节点资源紧缺情况下系统行为

　　1.Scheduler行为

　　Master上的scheduler不再向该节点调度pod,节点状况与调度行为的对应关系如下：

MemoryPressure:不再调度新的BestEffort pod到这个节点

DiskPressure：不再向这一节点调度pod

　　2.Node的OOM行为

　　kubelet根据pod的Qos为每个容器设置一个oom_score_adj,如果kubelet无法在系统OOM之前回收足够的内存。则oom_killer会根据内存使用比例来计算oom_score,最后结果和oom_score_adj相加，得分最高的pod将会首先被驱逐。