사례17건

17건 중 12~16번째

1. IL-0012 CPU limit 과 커널 CFS 쿼터 버그로 파드가 과하게 스로틀링돼 헬스 체크가 실패하고 애플리케이션이 멈췄다

   Omio2020

   증상

   Omio 는 6개월 동안 원인을 알 수 없는 멈춤을 겪었다. 애플리케이션이 멈추거나 헬스 체크에 응답하지 않았고, 네트워크 연결이 끊겼다.

   CPU 스로틀링프로브 실패오류율 상승지연 시간 증가간헐적 타임아웃간헐적 연결 실패

   촉발

   쿠버네티스는 CPU limit 을 커널 CFS 의 쿼터로 구현한다. 주기는 100ms 이고, limit 2코어는 주기마다 CPU 시간 200ms 가 된다. 스레드 10개가 동시에 돌면 20ms 만에 쿼터를 다 쓰고, 남은 80ms 동안 파드의 모든 스레드가 멈춘다. 여기에 커널 CFS 스케줄러의 알려진 버그가 불필요한 스로틀링을 일으켜, 컨테이너가 허용된 쿼터를 다 쓰기도 전에 스로틀링됐다.

   원인

   소프트웨어 결함

   구성 요소

   컨테이너 CPU 한도리눅스 커널kubelet

   기여 요인

   한계 미인지모니터링 사각지대미패치 알려진 버그

   감지

   팀은 6개월 동안 애플리케이션이 멈추거나 헬스 체크에 응답하지 않는 현상을 겪었지만, 쿠버네티스가 cgroup 지표를 내보내지 않아 스로틀링을 바로 알아채지 못했다. 파드 안에서 /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.stat 의 nr_throttled 와 throttled_time 을 읽어 스로틀링 비율을 확인했다.

   조치

   • 버그를 고친 최신 커널이 모든 클러스터에 배포될 때까지 CPU limit 을 껐다.

   후속 조치

   • CFS 쿼터 버그를 고친 최신 커널을 모든 클러스터에 배포한다.
   • 사용률, 포화도, 오류를 보는 USE 지표와 함께 API 지연과 오류율을 지켜보며 결과가 기대한 대로인지 확인한다.

   교훈

   CFS 쿼터 버그가 고쳐지지 않은 커널을 쓴다면 쿠버네티스에서 CPU limit 을 없애거나 kubelet 에서 CFS 쿼터를 끄는 편이 낫다. CPU request 와 limit 은 설정이 비슷해 보여도 구현이 전혀 다르다. CPU 스로틀링은 쿠버네티스 기본 지표에 드러나지 않으므로 cpu.stat 을 직접 확인해야 한다. limit 을 끄면 최적화되지 않은 애플리케이션이 노드의 CPU 를 독차지할 수 있으니, JVM, Go, Node 런타임을 미리 튜닝해 둬야 한다.

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2. IL-0013 노드 RAM 을 절반으로 줄이자 conntrack 테이블이 가득 차 집계 서비스에 연결 리셋과 오류가 늘었다

   loveholidays2020

   증상

   서비스 구조를 바꾸고 노드 풀 크기를 조정하고 하위 서비스를 샤딩한 직후, 집계 서비스에 여러 연결 문제가 생기고 오류율이 올라갔다.

   연결 리셋오류율 상승간헐적 연결 실패

   촉발

   집계 서비스가 도는 노드의 RAM 을 절반으로 줄였고, 하위 서비스를 샤딩하면서 추적해야 할 연결 수는 두 배가 됐다. conntrack_max 는 노드 RAM 에 비례하므로 노드가 추적할 수 있는 연결 수는 줄고 추적할 연결은 늘었다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   conntrack 테이블kube-proxy노드 풀HAProxy

   기여 요인

   한계 미인지용량 계획 부재한계 경보 부재

   감지

   팀은 먼저 서비스의 연결 문제와 오류율 상승을 알아챘다. HAProxy 가 보고하는 연결 리셋 오류가 계속 늘었고, 팀은 node_nf_conntrack_entries 를 node_nf_conntrack_entries_limit 과 겹쳐 보고 일부 노드의 conntrack 테이블이 바닥난 것을 확인했다.

   조치

   • 집계 서비스를 RAM 이 더 큰 노드에 배치했다.
   • 노드 하나에 뜨는 집계 서비스 파드 수를 제한했다.

   후속 조치

   • conntrack 사용률이 75% 를 넘으면 경보가 가도록 Prometheus 쿼리 (node_nf_conntrack_entries / on (pod) node_nf_conntrack_entries_limit / on (pod) group_right kube_pod_info) > 0.75 로 경보 규칙을 만들었다.

   교훈

   쿠버네티스 노드의 conntrack_max 는 노드 RAM 에 비례해 정해진다. 부하가 큰 애플리케이션은 특히 작은 노드에서 conntrack_max 를 쉽게 넘겨 연결 리셋과 타임아웃을 일으킨다. 노드를 작게 바꾸면 추적할 수 있는 연결 수도 함께 줄어든다. conntrack 사용률은 지표로 보고 경보를 걸어 둬야 한다.

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3. IL-0062 GKE Ingress 뒤의 파드가 SIGTERM 을 받자마자 새 연결을 받지 않고 정상 종료해서 API 에 가끔 502 오류가 났다

   Ravelin2019

   증상

   Ravelin 이 API 계층을 기존 VM 에서 GKE 의 쿠버네티스 클러스터로 옮기고 Ingress 를 설정한 뒤, 통합 테스트가 가끔 502 오류를 받기 시작했다.

   간헐적 연결 실패오래된 엔드포인트 라우팅

   촉발

   파드가 종료될 때 SIGTERM 을 받자 새 연결을 받지 않는 정상 종료를 시작했지만, GKE Ingress 는 엔드포인트 변경을 늦게 반영해 그 파드로 계속 새 트래픽을 보냈다.

   원인

   소프트웨어 결함

   구성 요소

   인그레스 컨트롤러파드 종료 처리

   기여 요인

   미검증 가정

   감지

   Ingress 를 설정한 뒤 통합 테스트가 가끔 502 오류를 받는 것을 보고 알았다.

   교훈

   쿠버네티스에서 엔드포인트 제거와 SIGTERM 은 동시에 일어나므로, SIGTERM 을 받았다고 바로 새 연결을 거부하면 안 된다. Ingress 는 특히 엔드포인트 변경을 늦게 반영한다. 파드는 종료 유예 시간이 끝날 때까지 계속 요청을 처리해야 하고, 유예 시간은 로드 밸런서에 변경이 반영되는 시간보다 길어야 한다.

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4. IL-0011 HAProxy 인그레스 템플릿이 백엔드 파드를 IP 순으로 정렬해 일부 파드에 요청이 몰리고 인그레스 컨테이너가 OOMKilled 됐다

   Skyscanner2019

   증상

   어느 일요일, 클러스터 사용자 한 명이 지연 시간이 올라갔다며 쿠버네티스 업무 시간 외 지원 담당을 직접 호출했다. 특히 p90 과 최댓값 지연이 높았다.

   지연 시간 증가부하 불균형OOMKilled간헐적 연결 실패

   촉발

   HAProxy 인그레스 컨트롤러를 v0.6 으로 올렸다. v0.5 문서는 sort-backends 플래그의 기본값이 false 이고 백엔드 서버를 기본으로 무작위로 섞는다고 설명했다. 그러나 템플릿이 pod_ip:port 를 키로 하는 맵을 순회할 때 Go 의 text/template 이 키 순서대로 방문해, 파드는 늘 IP 오름차순으로 설정 파일에 들어갔다. 운영 클러스터처럼 변화가 잦은 곳에서는 설정이 자주 다시 쓰였고, HAProxy 가 무중단 리로드를 하지 못해 재시작하는 일이 잦았다. 그때마다 모든 HAProxy 인스턴스가 같은 목록의 처음부터 라운드 로빈을 시작했다.

   원인

   소프트웨어 결함

   구성 요소

   인그레스 컨트롤러HAProxy설정 템플릿

   기여 요인

   스테이징 불일치미검증 가정초기 신호 무시

   감지

   클러스터 사용자가 p90 과 최댓값 지연이 오른 것을 보고 업무 시간 외 쿠버네티스 지원 담당을 직접 호출했다. 그 전에도 한 사용자가 파드 사이 요청 분포가 고르지 않다고 알렸지만 팀은 우선순위를 낮게 두었다.

   조치

   • 내부 배포 도구 Slingshot 의 설정을 바꿔, 영향받은 서비스의 매니페스트가 파드 IP 대신 Service VIP 를 쓰게 했다.
   • 컨트롤러가 맵에 넣은 순서를 슬라이스에 보관하고 템플릿이 그 슬라이스를 순회하도록 컨트롤러 코드와 설정 템플릿을 패치했다.
   • 패치를 샌드박스 클러스터에서 테스트한 뒤 운영 클러스터에 배포했다.

   후속 조치

   • 컨트롤러 패치를 운영에서 돌리고, 백엔드 주소는 다시 파드 IP 를 기본으로 쓴다.
   • 업스트림 프로젝트에 GitHub 이슈와 PR 을 올려 문제를 알렸다.
   • 클러스터 컴포넌트를 바꿀 때는 구체적인 동작과 조건을 염두에 두고 테스트한다.

   교훈

   클러스터 컴포넌트를 바꿀 때는 특정 동작과 조건을 염두에 두고 테스트해야 한다. 팀은 백엔드 목록이 정렬되면 hot-podding 이 생긴다는 것을 이미 알았지만, 새 플래그가 기대대로 동작하는지 충분히 테스트하지 않았다. 같은 키워드라도 언어의 한 곳에서 동작하는 방식이 다른 곳에서도 같으리라고 기대하면 안 된다. Go 의 range 와 text/template 의 range 는 맵을 순회하는 순서가 달랐다. 쿠버네티스 클러스터의 작은 컴포넌트 하나만 바꿔도 클러스터 사용자와 고객에게 큰 피해를 줄 수 있다.

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5. IL-0064 CPU 를 많이 쓰는 파드가 Google Cloud 노드 하나에 몰려 노드가 커널 패닉으로 죽었고, 다시 배치된 파드가 다음 노드를 또 죽이며 웹사이트와 API 가 멈췄다.

   Moonlight2019

   증상

   1월 18일 금요일, Moonlight API 가 가끔 오류를 냈다. 처음 오류는 Redis 데이터베이스와 연결이 안 되는 문제로 보였다. Moonlight API 는 인증된 요청마다 Redis 에서 세션을 확인한다.

   오류율 상승간헐적 연결 실패노드 NotReady서비스 중단노드 CPU 고부하

   촉발

   쿠버네티스 스케줄러가 CPU 를 많이 쓰는 파드 여러 개를 같은 노드에 배치했다. 이 파드들이 노드 CPU 를 100% 쓰자 노드 VM 이 커널 패닉으로 죽었다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   파드 스케줄링과 배치리눅스 커널데이터베이스

   기여 요인

   단일 장애점미검증 가정자동화 증폭

   감지

   API 오류가 가끔 나면서 문제가 드러났다. 쿠버네티스 모니터링이 일부 노드와 파드가 응답하지 않는다고 보고했다. 노드가 CPU 100% 상태에서 커널 패닉으로 죽는다는 패턴은 Google Cloud 지원팀이 찾아냈다.

   조치

   • 주요 배포 전부에 안티 어피니티 규칙을 넣어 파드를 여러 노드에 흩어 놓았다.

   후속 조치

   • Google Cloud 지원팀과 함께 노드 커널 패닉의 근본 원인을 찾아 고친다.

   교훈

   복제본을 세 개 두어도 스케줄러가 한 노드에 몰아 놓으면 그 노드가 단일 장애점이 된다. 사용자에게 응답하는 서비스에는 안티 어피니티 규칙을 넣어 파드를 여러 노드에 나눠 놓아야 한다. 팀은 처음에 클라우드 업체의 네트워크 장애를 원인으로 짐작했지만 실제 원인은 노드의 CPU 포화와 커널 패닉이었다.

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원인별6