Harvester项目中的IP地址耗尽问题分析与解决方案
问题背景
在Harvester v1.4.1版本中,用户报告了一个严重的网络问题:当Harvester集群节点重启后,10.52.x.x地址空间中的IP地址会被耗尽,导致容器工作负载无法正常调度。这个问题会直接影响生产环境的稳定性,造成服务中断。
问题现象
用户在使用Harvester集群时,如果执行关机再重启操作,集群节点会出现IP地址耗尽的情况。具体表现为:
- 工作负载无法正常调度
- 检查/var/lib/cni/networks目录会发现IP地址被锁定且未被释放
- 需要手动干预才能恢复服务
根本原因分析
经过技术团队深入调查,发现问题并非最初怀疑的iptables桥接转发内核参数设置导致。实际上,问题根源在于containerd和CNI组件在硬重启后无法正确协调现有的IP地址分配。
具体来说,当节点非正常关机或重启时,CNI插件未能正确清理之前分配的IP地址记录。这些"僵尸"IP地址仍然被系统视为已占用状态,导致新启动的容器无法获取可用IP地址。
解决方案
Harvester技术团队提供了两种解决方案:
1. 临时解决方案(手动干预)
对于已经出现问题的节点,可以执行以下步骤恢复:
- 停止RKE2服务
- 删除/var/lib/cni/networks/k8s-pod-network目录下的锁定文件
- 重新启动RKE2服务
2. 永久解决方案(系统修复)
技术团队通过PR #952在Harvester安装程序中增加了修复措施,确保在RKE2引导前清理残留的IP地址文件。具体实现是在系统初始化阶段自动清理CNI网络目录。
用户也可以通过添加以下cloud-init配置来自行修复:
name: "reset container dhcp leases"
stages:
initramfs:
- command:
- rm -rf /var/lib/cni/networks/k8s-pod-network
技术细节
这个问题与Kubernetes网络插件的工作机制密切相关。在正常情况下,CNI插件负责管理Pod网络和IP地址分配。当Pod被删除时,相应的IP地址应该被释放。但在非正常关机情况下,这一清理过程可能无法完成。
Harvester使用的RKE2发行版默认使用Canal网络插件,该插件将IP分配信息持久化存储在/var/lib/cni/networks目录中。系统重启时,如果这些文件未被正确清理,就会导致IP地址无法被重新分配。
验证情况
该修复已在Harvester v1.5-a1ce6a16-head版本中验证通过。测试团队在2节点QEMU/KVM环境中重现并确认了修复效果。测试方案包括模拟节点非正常重启场景,验证IP地址是否能被正确回收和重新分配。
总结
IP地址耗尽问题是容器化环境中常见的一类网络问题。Harvester团队通过深入分析问题根源,不仅提供了临时解决方案,还在系统层面实现了永久修复。这体现了Harvester项目对生产环境稳定性的重视,以及快速响应和解决用户问题的能力。
对于使用较旧版本的用户,建议尽快升级到包含此修复的版本,或者按照文中提供的方案进行配置调整,以避免潜在的生产环境中断风险。
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