Kubernetes 网络排错指南

本文介绍各种常见的网络问题以及排错方法，包括 Pod 访问异常、Service 访问异常以及网络安全策略异常等。

说到 Kubernetes 的网络，其实无非就是以下三种情况之一

• Pod 访问容器外部网络

• 从容器外部访问 Pod 网络

• Pod 之间相互访问

当然，以上每种情况还都分别包括本地访问和跨主机访问两种场景，并且一般情况下都是通过 Service 间接访问 Pod。

排查网络问题基本上也是从这几种情况出发，定位出具体的网络异常点，再进而寻找解决方法。网络异常可能的原因比较多，常见的有：

CNI 网络插件配置错误，导致多主机网络不通，比如

• • • IP 网段与现有网络冲突

    • 插件使用了底层网络不支持的协议

    • 忘记开启 IP 转发等

      • sysctl net.ipv4.ip_forward

      • sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables

 

Pod 网络路由丢失，比如

• • • kubenet 要求网络中有 podCIDR 到主机 IP 地址的路由，这些路由如果没有正确配置会导致 Pod 网络通信等问题

    • 在公有云平台上，kube-controller-manager 会自动为所有 Node 配置路由，但如果配置不当（如认证授权失败、超出配额等），也有可能导致无法配置路由

 

• 主机内或者云平台的安全组、防火墙或者安全策略等阻止了 Pod 网络，比如

  • 非 Kubernetes 管理的 iptables 规则禁止了 Pod 网络

  • 公有云平台的安全组禁止了 Pod 网络（注意 Pod 网络有可能与 Node 网络不在同一个网段）

  • 交换机或者路由器的 ACL 禁止了 Pod 网络

 

Flannel Pods 一直处于 Init:CrashLoopBackOff 状态

Flannel 网络插件非常容易部署，只要一条命令即可

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.ymlubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

然而，部署完成后，Flannel Pod 有可能会碰到初始化失败的错误

$ kubectl -n kube-system get pod
NAME                  READY     STATUS             RESTARTS   AGE
kube-flannel-ds-ckfdc  0/1   Init:CrashLoopBackOff   4         2m
kube-flannel-ds-jpp96  0/1   Init:CrashLoopBackOff   4         2m

查看日志会发现

$ kubectl -n kube-system logs kube-flannel-ds-jpp96 -c install-cni
cp: can't create '/etc/cni/net.d/10-flannel.conflist': Permission denied

这一般是由于 SELinux 开启导致的，关闭 SELinux 既可解决。有两种方法：

• 修改 /etc/selinux/config 文件方法：SELINUX=disabled

• 通过命令临时修改（重启会丢失）：setenforce 0

Pod 无法解析 DNS

如果 Node 上安装的 Docker 版本大于 1.12，那么 Docker 会把默认的 iptables FORWARD 策略改为 DROP。这会引发 Pod 网络访问的问题。解决方法则在每个 Node 上面运行 iptables -P FORWARD ACCEPT，比如

echo "ExecStartPost=/sbin/iptables -P FORWARD ACCEPT" >> /etc/systemd/system/docker.service.d/exec_start.conf
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

如果使用了 flannel/weave 网络插件，更新为最新版本也可以解决这个问题。

DNS 无法解析也有可能是 kube-dns 服务异常导致的，可以通过下面的命令来检查 kube-dns 是否处于正常运行状态

$ kubectl get pods --namespace=kube-system -l k8s-app=kube-dns
NAME               READY     STATUS    RESTARTS   AGE
...
kube-dns-v19-ezo1y  3/3       Running   0           1h
...

如果 kube-dns 处于 CrashLoopBackOff 状态，那么可以参考 Kube-dns/Dashboard CrashLoopBackOff 排错 来查看具体排错方法。

如果 kube-dns Pod 处于正常 Running 状态，则需要进一步检查是否正确配置了 kube-dns 服务：

$ kubectl get svc kube-dns --namespace=kube-system
NAME      CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kube-dns  10.0.0.10         53/UDP,53/TCP     1h

$ kubectl get ep kube-dns --namespace=kube-system
NAME       ENDPOINTS                       AGE
kube-dns   10.180.3.17:53,10.180.3.17:53    1h

如果 kube-dns service 不存在，或者 endpoints 列表为空，则说明 kube-dns service 配置错误，可以重新创建 kube-dns service，比如

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: kube-dns
 namespace: kube-system
 labels:
   k8s-app: kube-dns
   kubernetes.io/cluster-service: "true"
   kubernetes.io/name: "KubeDNS"
spec:
 selector:
   k8s-app: kube-dns
 clusterIP: 10.0.0.10
 ports:
 - name: dns
   port: 53
   protocol: UDP
 - name: dns-tcp
   port: 53
   protocol: TCP

Service 无法访问

访问 Service ClusterIP 失败时，可以首先确认是否有对应的 Endpoints

kubectl get endpoints 

如果该列表为空，则有可能是该 Service 的 LabelSelector 配置错误，可以用下面的方法确认一下

# 查询 Service 的 LabelSelector
kubectl get svc  -o jsonpath='{.spec.selector}'
# 查询匹配 LabelSelector 的 Pod
kubectl get pods -l key1=value1,key2=value2

如果 Endpoints 正常，可以进一步检查

• Pod 的 containerPort 与 Service 的 containerPort 是否对应

• 直接访问 podIP:containerPort 是否正常

再进一步，即使上述配置都正确无误，还有其他的原因会导致 Service 无法访问，比如

• Pod 内的容器有可能未正常运行或者没有监听在指定的 containerPort 上

• CNI 网络或主机路由异常也会导致类似的问题

• kube-proxy 服务有可能未启动或者未正确配置相应的 iptables 规则，比如正常情况下名为 hostnames的服务会配置以下 iptables 规则

$ iptables-save | grep hostnames
-A KUBE-SEP-57KPRZ3JQVENLNBR -s 10.244.3.6/32 -m comment --comment "default/hostnames:" -j MARK --set-xmark 0x00004000/0x00004000
-A KUBE-SEP-57KPRZ3JQVENLNBR -p tcp -m comment --comment "default/hostnames:" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.3.6:9376
-A KUBE-SEP-WNBA2IHDGP2BOBGZ -s 10.244.1.7/32 -m comment --comment "default/hostnames:" -j MARK --set-xmark 0x00004000/0x00004000
-A KUBE-SEP-WNBA2IHDGP2BOBGZ -p tcp -m comment --comment "default/hostnames:" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.1.7:9376
-A KUBE-SEP-X3P2623AGDH6CDF3 -s 10.244.2.3/32 -m comment --comment "default/hostnames:" -j MARK --set-xmark 0x00004000/0x00004000
-A KUBE-SEP-X3P2623AGDH6CDF3 -p tcp -m comment --comment "default/hostnames:" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.2.3:9376
-A KUBE-SERVICES -d 10.0.1.175/32 -p tcp -m comment --comment "default/hostnames: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-NWV5X2332I4OT4T3
-A KUBE-SVC-NWV5X2332I4OT4T3 -m comment --comment "default/hostnames:" -m statistic --mode random --probability 0.33332999982 -j KUBE-SEP-WNBA2IHDGP2BOBGZ
-A KUBE-SVC-NWV5X2332I4OT4T3 -m comment --comment "default/hostnames:" -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-X3P2623AGDH6CDF3
-A KUBE-SVC-NWV5X2332I4OT4T3 -m comment --comment "default/hostnames:" -j KUBE-SEP-57KPRZ3JQVENLNBR

Pod 无法通过 Service 访问自己

这通常是 hairpin 配置错误导致的，可以通过 Kubelet 的 --hairpin-mode 选项配置，可选参数包括 "promiscuous-bridge"、"hairpin-veth" 和 "none"（默认为"promiscuous-bridge"）。

对于 hairpin-veth 模式，可以通过以下命令来确认是否生效

$ for intf in /sys/devices/virtual/net/cbr0/brif/*; do cat $intf/hairpin_mode; done
1
1
1
1

而对于 promiscuous-bridge 模式，可以通过以下命令来确认是否生效

$ ifconfig cbr0 |grep PROMISC
UP BROADCAST RUNNING PROMISC MULTICAST  MTU:1460  Metric:1

无法访问 Kubernetes API

很多扩展服务需要访问 Kubernetes API 查询需要的数据（比如 kube-dns、Operator 等）。通常在 Kubernetes API 无法访问时，可以首先通过下面的命令验证 Kubernetes API 是正常的：

$ kubectl run curl  --image=appropriate/curl -i -t  --restart=Never --command -- sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ #
/ # KUBE_TOKEN=$(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token)
/ # curl -sSk -H "Authorization: Bearer $KUBE_TOKEN" https://$KUBERNETES_SERVICE_HOST:$KUBERNETES_SERVICE_PORT/api/v1/namespaces/default/pods
{
"kind": "PodList",
"apiVersion": "v1",
"metadata": {
  "selfLink": "/api/v1/namespaces/default/pods",
  "resourceVersion": "2285"
},
"items": [
 ...
]
}

如果出现超时错误，则需要进一步确认名为 kubernetes 的服务以及 endpoints 列表是正常的：

$ kubectl get service kubernetes
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1            443/TCP   25m
$ kubectl get endpoints kubernetes
NAME         ENDPOINTS          AGE
kubernetes   172.17.0.62:6443   25m

然后可以直接访问 endpoints 查看 kube-apiserver 是否可以正常访问。无法访问时通常说明 kube-apiserver 未正常启动，或者有防火墙规则阻止了访问。

但如果出现了 403 - Forbidden 错误，则说明 Kubernetes 集群开启了访问授权控制（如 RBAC），此时就需要给 Pod 所用的 ServiceAccount 创建角色和角色绑定授权访问所需要的资源。比如 CoreDNS 就需要创建以下 ServiceAccount 以及角色绑定：

# 1. service account
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
      kubernetes.io/cluster-service: "true"
      addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
---
# 2. cluster role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
  name: system:coredns
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - endpoints
  - services
  - pods
  - namespaces
  verbs:
  - list
  - watch
---
# 3. cluster role binding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
    addonmanager.kubernetes.io/mode: EnsureExists
  name: system:coredns
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: system:coredns
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: coredns
  namespace: kube-system
---
# 4. use created service account
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: coredns
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
    kubernetes.io/name: "CoreDNS"
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: coredns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: coredns
    spec:
      serviceAccountName: coredns
      ...

原文链接：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/34558421

看到这里，相信很多小伙伴也已经了解了K8S常见的网络问题及排错方法，其实，对于任何一门技术点的学习，其理论基础的掌握是第一步，继而实践操作是第二步，然后再自我总结方可全面掌握，那么，今天民工哥给大家带来好书福利了，且看下面的精彩介绍。

 

送书福利：

今天给大家带来的是由马哥教育的创始人、CEO马哥亲自操刀撰写的又一巨作，渐进式讲解，手把手示范 ，大量实操案例，随时动手验证 是本书的特色。

本书致力于帮助容器编排技术的初级和中级用户循序渐进地理解与使用Kubernetes系统，因此本书的编写充分考虑到初学者进入新知识领域时的茫然，采用由浅入深、提纲挈领、再由点到面的方式讲解每一个知识细节。 

划重点：此次一共送出5本书，重点是好书+马哥亲笔签名。

 

送书规则：

1、仅限公众号读者参与，活动截止时间2019年1月17号12:30。

2、留言分享你在学习K8S中的趣事、踩过的坑或需要此书的理由，在精选留言中随机抽取2名留言最走心的读者各送一本。

3、在精选留言中随机抽取1名一直支持、关注公众号的读者各送出一本。

4、新规则：从点文章后面“好看”的读者中 [ 小技巧先加民工哥微信好友再点好看可以大大提高中奖率哦，一般人我不告诉他 ] 随机抽取2名名送出一本。

5、所有中奖者会在活动结束后【1月18号推文中】公布中奖者名单，请中奖者于一个工作日内加民工哥微信ken_chu1985，发送详细收货地址 [ 格式：姓名+联系方式+详细地址 ]，逾期视为放弃。

最后，没能获奖的小伙伴也不要灰心哦，《Kubernetes进阶实战》现已上架京东，扫描二维码即可享受8.2折价格购买！

 

- MORE | 往期精彩文章 -

• 中奖名单揭晓！究竟奖品花落谁家了？

• 安全预警｜超2亿份国内简历数据遭泄露

• 年底了，要慎重，这是一个不太好的信号..

• 一年没请假，请4天年假回家竟遭拒，领导的回复引众怒

• Linux：请允许我静静地后台运行

• 容器中的JVM资源该如何被安全的限制

• 尼玛，原来抢票还有这么多道道.....

 

如果你喜欢本文

请长按二维码关注民工哥技术之路

转发朋友圈，是对我最大的支持。

扫码加群交流

转载于:https://www.cnblogs.com/youkanyouxiao/p/10267067.html