Soluciona problemas del programador de Kubernetes

En esta página, se muestra cómo resolver problemas con el programador de Kubernetes (kube-scheduler) para Google Distributed Cloud.

Si necesitas asistencia adicional, comunícate con Atención al cliente de Cloud.

Kubernetes siempre programa los Pods en el mismo conjunto de nodos

Este error puede observarse de diferentes maneras:

  • Uso desequilibrado. Puedes inspeccionar el uso del clúster para cada nodo con el comando kubectl top nodes. En el siguiente resultado de ejemplo exagerado, se muestra el uso pronunciado en ciertos nodos:

    NAME                   CPU(cores)   CPU%      MEMORY(bytes)   MEMORY%
    XXX.gke.internal       222m         101%       3237Mi          61%
    YYY.gke.internal       91m          0%         2217Mi          0%
    ZZZ.gke.internal       512m         0%         8214Mi          0%
    
  • Demasiadas solicitudes. Si programas muchos Pods a la vez en el mismo nodo y estos realizan solicitudes HTTP, es posible que se le aplique un límite de frecuencia al nodo. El error común que muestra el servidor en esta situación es 429 Too Many Requests.

  • Servicio no disponible. Por ejemplo, un servidor web alojado en un nodo con una carga alta podría responder a todas las solicitudes con errores 503 Service Unavailable hasta que se encuentre con una carga menor.

Para verificar si tienes Pods que siempre están programados en los mismos nodos, sigue estos pasos:

  1. Ejecuta el siguiente comando de kubectl para ver el estado de los Pods:

    kubectl get pods -o wide -n default
    

    Para ver la distribución de los Pods entre nodos, consulta la columna NODE en el resultado. En el siguiente resultado de ejemplo, todos los Pods se programan en el mismo nodo:

    NAME                               READY  STATUS   RESTARTS  AGE  IP             NODE
    nginx-deployment-84c6674589-cxp55  1/1    Running  0         55s  10.20.152.138  10.128.224.44
    nginx-deployment-84c6674589-hzmnn  1/1    Running  0         55s  10.20.155.70   10.128.226.44
    nginx-deployment-84c6674589-vq4l2  1/1    Running  0         55s  10.20.225.7    10.128.226.44
    

Los Pods tienen una serie de características que te permiten ajustar su comportamiento de programación. Estas características incluyen restricciones de distribución de topología y reglas de antiafinidad. Puedes usar una de estas funciones o una combinación de ellas. Los requisitos que defines se combinan mediante el operador Y mediante kube-scheduler.

Los registros del programador no se capturan en el nivel de verbosidad de registro predeterminado. Si necesitas los registros del programador para solucionar problemas, sigue estos pasos a fin de capturar los registros del programador:

  1. Aumenta el nivel de verbosidad del registro:

    1. Edita el Deployment kube-scheduler:

      kubectl --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG edit deployment kube-scheduler \
        -n USER_CLUSTER_NAMESPACE
      
    2. Agrega la marca --v=5 en la sección spec.containers.command:

      containers:
      - command:
      - kube-scheduler
      - --profiling=false
      - --kubeconfig=/etc/kubernetes/scheduler.conf
      - --leader-elect=true
      - --v=5
      
  2. Cuando termines de solucionar el problema, restablece el nivel de verbosidad al predeterminado:

    1. Edita el Deployment kube-scheduler:

      kubectl --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG edit deployment kube-scheduler \
        -n USER_CLUSTER_NAMESPACE
      
    2. Vuelve a establecer el nivel de verbosidad en el valor predeterminado:

      containers:
      - command:
      - kube-scheduler
      - --profiling=false
      - --kubeconfig=/etc/kubernetes/scheduler.conf
      - --leader-elect=true
      

Restricciones de propagación de la topología

Las restricciones de propagación de topología se pueden usar para distribuir Pods de manera uniforme entre los nodos según su zones, regions, node o alguna otra topología definida de forma personalizada.

En el siguiente manifiesto de ejemplo, se muestra un Deployment que distribuye las réplicas de manera uniforme entre todos los nodos programables mediante las restricciones de propagación de topología:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: topology-spread-deployment
  labels:
    app: myapp
spec:
  replicas: 30
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      topologySpreadConstraints:
      - maxSkew: 1 # Default. Spreads evenly. Maximum difference in scheduled Pods per Node.
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
        whenUnsatisfiable: DoNotSchedule # Default. Alternatively can be ScheduleAnyway
        labelSelector:
          matchLabels:
            app: myapp
        matchLabelKeys: # beta in 1.27
        - pod-template-hash
      containers:
      # pause is a lightweight container that simply sleeps
      - name: pause
        image: registry.k8s.io/pause:3.2

Las siguientes consideraciones se aplican cuando se usan restricciones de distribución de topología:

  • El labels.app: myapp de un Pod coincide con el labelSelector de la restricción.
  • topologyKey especifica kubernetes.io/hostname. Esta etiqueta se adjunta automáticamente a todos los nodos y se propaga con el nombre de host del nodo.
  • El matchLabelKeys evita que los lanzamientos de implementaciones nuevas tengan en cuenta los pods de revisiones anteriores cuando se calcula dónde programar un pod. Un Deployment propaga automáticamente la etiqueta pod-template-hash.

Antiafinidad de pods

La antiafinidad de Pods te permite definir restricciones para los Pods que se pueden ubicar en el mismo nodo.

En el siguiente manifiesto de ejemplo, se muestra un Deployment que usa antiafinidad para limitar las réplicas a un Pod por nodo:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pod-affinity-deployment
  labels:
    app: myapp
spec:
  replicas: 30
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      name: with-pod-affinity
      labels:
        app: myapp
    spec:
      affinity:
        podAntiAffinity:
          # requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
          # prevents Pod from being scheduled on a Node if it
          # does not meet criteria.
          # Alternatively can use 'preferred' with a weight
          # rather than 'required'.
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - myapp
            # Your nodes might be configured with other keys
            # to use as `topologyKey`. `kubernetes.io/region`
            # and `kubernetes.io/zone` are common.
            topologyKey: kubernetes.io/hostname
      containers:
      # pause is a lightweight container that simply sleeps
      - name: pause
        image: registry.k8s.io/pause:3.2

Este Deployment de ejemplo especifica réplicas de 30, pero solo se expande a la cantidad de nodos disponibles en tu clúster.

Las siguientes consideraciones se aplican cuando se usa la antiafinidad de Pods:

  • El labels.app: myapp de un Pod coincide con el labelSelector de la restricción.
  • topologyKey especifica kubernetes.io/hostname. Esta etiqueta se adjunta automáticamente a todos los nodos y se propaga con el nombre de host del nodo. Puedes elegir usar otras etiquetas si el clúster las admite, como region o zone.

Extraer imágenes de contenedor previamente

Ante la ausencia de otras restricciones, de forma predeterminada, kube-scheduler prefiere programar los Pods en los nodos que ya tienen descargada la imagen de contenedor. Este comportamiento puede ser de interés en clústeres más pequeños sin otras opciones de configuración de programación en las que sería posible descargar las imágenes de cada nodo. Sin embargo, este concepto debería considerarse como último recurso. Una mejor solución es usar nodeSelector, restricciones de propagación de topología o afinidad o antiafinidad. Para obtener más información, consulta Asigna Pods a nodos.

Si deseas asegurarte de que las imágenes de contenedor se extraigan previamente de todos los nodos, puedes usar un DaemonSet como en el siguiente ejemplo:

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: prepulled-images
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: prepulled-images
  template:
    metadata:
      labels:
        name: prepulled-images
    spec:
      initContainers:
        - name: prepulled-image
          image: IMAGE
          # Use a command the terminates immediately
          command: ["sh", "-c", "'true'"]
      containers:
      # pause is a lightweight container that simply sleeps
      - name: pause
        image: registry.k8s.io/pause:3.2

Después de que el Pod esté Running en todos los nodos, vuelve a implementar tus Pods para ver si los contenedores ahora están distribuidos de manera uniforme entre los nodos.

¿Qué sigue?

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