1 sysctl参数
1.1 参数调优实践
# Kubernetes Settings
vm.max_map_count = 262144
kernel.softlockup_panic = 1
kernel.softlockup_all_cpu_backtrace = 1
net.ipv4.ip_local_reserved_ports = 30000-32767
# Increase the number of connections
net.core.somaxconn = 32768
# Maximum Socket Receive Buffer
net.core.rmem_max = 16777216
# Maximum Socket Send Buffer
net.core.wmem_max = 16777216
# Increase the maximum total buffer-space allocatable
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
# Increase the number of outstanding syn requests allowed
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8096
# For persistent HTTP connections
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
# Allow to reuse TIME_WAIT sockets for new connections
# when it is safe from protocol viewpoint
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# Max number of packets that can be queued on interface input
# If kernel is receiving packets faster than can be processed
# this queue increases
net.core.netdev_max_backlog = 16384
# Increase size of file handles and inode cache
fs.file-max = 2097152
# Max number of inotify instances and watches for a user
# Since dockerd runs as a single user, the default instances value of 128 per user is too low
# e.g. uses of inotify: nginx ingress controller, kubectl logs -f
fs.inotify.max_user_instances = 8192
fs.inotify.max_user_watches = 524288
# Additional sysctl flags that kubelet expects
vm.overcommit_memory = 1
kernel.panic = 10
kernel.panic_on_oops = 1
# Prevent docker from changing iptables: https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/40182
net.ipv4.ip_forward=1如果是 AWS，额外增加如下：
# AWS settings
# Issue #23395
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1=0
如果启用了 IPv6，额外增加如下：
# Enable IPv6 forwarding for network plugins that don't do it themselves
net.ipv6.conf.all.forwarding=11.2 参数解释
| 分类 | 内核参数 | 说明 | 参考链接 |
|---|---|---|---|
| Kubernetes | vm.max_map_count = 262144 |
限制一个进程可以拥有的VMA(虚拟内存区域)的数量， 一个更大的值对于 elasticsearch、mongo 或其他 mmap 用户来说非常有用 |
ES Configuration |
| Kubernetes | kernel.softlockup_panic = 1 |
用于解决 K8S 内核软锁相关 bug | root cause kernel soft lockups · Issue #37853 · kubernetes/kubernetes (github.com) |
| Kubernetes | kernel.softlockup_all_cpu_backtrace = 1 |
用于解决 K8S 内核软锁相关 bug | root cause kernel soft lockups · Issue #37853 · kubernetes/kubernetes (github.com) |
| Kubernetes | net.ipv4.ip_local_reserved_ports = 30000-32767 |
默认 K8S Nodport 端口 | service-node-port-range and ip_local_port_range collision · Issue #6342 · kubernetes/kops (github.com) |
| 网络 | net.core.somaxconn = 32768 |
表示socket监听（listen）的backlog上限。什么是backlog？backlog就是socket的监听队列，当一个请求（request）尚未被处理或建立时，他会进入backlog。 增加连接数. |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.core.rmem_max = 16777216 |
接收套接字缓冲区大小的最大值(以字节为单位)。 最大化 Socket Receive Buffer |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.core.wmem_max = 16777216 |
发送套接字缓冲区大小的最大值(以字节为单位)。 最大化 Socket Send Buffer |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 16777216 net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216 |
增加总的可分配的 buffer 空间的最大值 | Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8096 |
表示那些尚未收到客户端确认信息的连接（SYN消息）队列的长度，默认为1024 增加未完成的syn请求的数量 |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0 |
持久化 HTTP 连接 | Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 |
表示允许重用TIME_WAIT状态的套接字用于新的TCP连接,默认为0，表示关闭。 允许在协议安全的情况下重用TIME_WAIT 套接字用于新的连接 |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.core.netdev_max_backlog = 16384 |
当网卡接收数据包的速度大于内核处理的速度时，会有一个队列保存这些数据包。这个参数表示该队列的最大值 如果内核接收数据包的速度超过了可以处理的速度，这个队列就会增加 |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 文件系统 | fs.file-max = 2097152 |
该参数决定了系统中所允许的文件句柄最大数目，文件句柄设置代表linux系统中可以打开的文件的数量。 增加文件句柄和inode缓存的大小 |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 文件系统 | fs.inotify.max_user_instances = 8192 fs.inotify.max_user_watches = 524288 |
一个用户的inotify实例和watch的最大数量 由于dockerd作为单个用户运行，每个用户的默认实例值128太低了 例如使用inotify: nginx ingress controller, kubectl logs -f |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| kubelet | vm.overcommit_memory = 1 |
对内存分配的一种策略 =1， 表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何 |
Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| kubelet | kernel.panic = 10 |
panic错误中自动重启，等待时间为10秒 | Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| kubelet | kernel.panic_on_oops = 1 |
在Oops发生时会进行panic()操作 | Image: We should tweak our sysctls · Issue #261 · kubernetes-retired/kube-deploy (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.ip_forward=1 |
启用ip转发 另外也防止docker改变iptables |
Upgrading docker 1.13 on nodes causes outbound container traffic to stop working · Issue #40182 · kubernetes/kubernetes (github.com) |
| 网络 | net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1=0 |
修复 AWS arp_cache: neighbor table overflow! 报错 |
arp_cache: neighbor table overflow! · Issue #4533 · kubernetes/kops (github.com) |
2 K8s Node参数调优
2.1 核心参数
控制可以为 K8S Node 调度的最大 pod 数量的两个参数:
-
podsPerCore maxPods
当两个参数都被设置时，其中较小的值限制了节点上的 pod 数量。超过这些值可导致：
- CPU 使用率增加。
- 减慢 pod 调度的速度。
- 根据节点中的内存数量，可能出现内存耗尽的问题。
- 耗尽 IP 地址池。
- 资源过量使用，导致用户应用程序性能变差。
在 Kubernetes 中，包含单个容器的 pod 实际使用两个容器。第二个容器用来在实际容器启动前设置联网(pause)。因此，运行 10 个 pod 的系统实际上会运行 20 个容器。
podsPerCore 根据节点中的处理器内核数来设置节点可运行的 pod 数量。例如：在一个有 4 个处理器内核的节点上将 podsPerCore 设为 10 ，则该节点上允许的最大 pod 数量为 40。
kubeletConfig:
podsPerCore: 10将 podsPerCore 设置为 0 可禁用这个限制。默认为 0。podsPerCore 不能超过 maxPods。
maxPods 把节点可以运行的 pod 数量设置为一个固定值，而不需要考虑节点的属性。
kubeletConfig:
maxPods: 250
3 K8s ApiServer调优
kube-apiserver 推荐优化的参数如下：
-
--default-watch-cache-size：默认值 100；用于 List-Watch 的缓存池；建议 1000 或更多； -
--delete-collection-workers：默认值 1；用于提升 namesapce 清理速度，有利于多租户场景；建议 10； -
--event-ttl: 默认值 1h0m0s；用于控制保留 events 的时长；集群 events 较多时建议 30m，以避免 etcd 增长过快； -
--max-mutating-requests-inflight: 默认值 200；用于 write 请求的访问频率限制；建议 800 或更高； -
--max-requests-inflight: 默认值 400；用于 read 请求的访问频率限制；建议 1600 或更高； -
--watch-cache-sizes: 系统根据环境启发式的设定；用于 pods/nodes/endpoints 等核心资源，其他资源参考 default-watch-cache-size 的设定； K8s v1.19 开始，该参数为动态设定，建议使用该版本。
4 大型集群 CIDR 配置最佳实践
4.1 CIDR 配置
在安装大型集群或将现有的集群扩展到较大规模时，在安装集群设置集群网络 cidr 时，如果集群的节点数超过 500 个，则可能无法使用常用的集群网络 cidr /14（这里假设的是一个 Node 的 hostPrefix 是 /23，那么理论上机器超过 512 台，集群网络 IP 就不够用了）。在这种情况下，必须将其设置为 /12 或 /10，以支持超过 500 个节点的环境。
4.2 详细说明
前提：Overlay 网络
- 假定 1 个 Node 上 hostPrefix 是
/24，那么这台机器理论上有 254 个 pod IP。- 集群网络 cidr 是
/21, 理论上集群最多 8 台机器； - 集群网络 cidr 是
/20, 16 台； - …
-
/18, 64 台； -
/17, 128 台； -
/16, 256 台； -
/15, 512 台；
- 集群网络 cidr 是
- 假定 1 个 Node 上 hostPrefix 是
/23，那么这台机器理论上有 510 个 pod IP。- 集群网络 cidr 是
/20, 理论上集群最多 8 台机器； - 集群网络 cidr 是
/19, 16 台； - …
-
/17, 64 台； -
/16, 128 台； -
/15, 256 台； -
/14, 512 台；（出于谨慎，如果集群规模超过 500 台，建议将其设置为/12或/10）。
- 集群网络 cidr 是