사례4건

4건 중 1~4번째

1. IL-0204 Render 프랑크푸르트 클러스터에서 etcd 메모리 급증으로 컨트롤 플레인이 과부하에 걸렸고, 컨트롤 플레인 노드를 재부팅하자 그 위의 CoreDNS 가 다시 뜨지 못해 DNS 가 멈췄다.

   Render2024

   증상

   2022년 1월 Render 의 프랑크푸르트 Kubernetes 클러스터 하나에서 새 배포와 크론 잡 실행이 실패했다. etcd 메모리 급증으로 컨트롤 플레인이 과부하에 걸린 상태였다.

   컨트롤 플레인 무응답배포 실패DNS 조회 실패오류율 상승

   촉발

   etcd 메모리가 급증해 Kubernetes 컨트롤 플레인이 과부하에 걸렸다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   etcdCoreDNS쿠버네티스 API 서버

   기여 요인

   기본 설정 방치수동 조치 악화

   후속 조치

   • CoreDNS 를 컨트롤 플레인 노드가 아닌 데이터 플레인 노드에서 돌게 했다.
   • etcd 를 전용 노드에서 돌게 했다.

   교훈

   CoreDNS 는 API 서버가 내려가 있어도 메모리 캐시로 DNS 질의에 답할 수 있지만, 초기화할 때는 API 서버가 필요하다. CoreDNS 가 컨트롤 플레인 노드에 있었기 때문에, 컨트롤 플레인 장애 중에 노드를 재부팅하자 새 배포와 크론 잡만 실패하던 장애가 이미 돌던 서비스로 가는 요청까지 실패하는 장애로 커졌다. 핵심 문제는 데이터 플레인이 컨트롤 플레인에서 충분히 분리되어 있지 않았다는 점이다. 노드를 재부팅하지 않았더라도 etcd 메모리 급증만으로 CoreDNS 가 재시작될 수 있었다.

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2. IL-0194 kube-apiserver 재시작 뒤 Vector DaemonSet 의 파드 list 요청이 한꺼번에 몰려 etcd 메모리가 세 배 가까이 늘고 마스터 노드가 연쇄적으로 재시작했다.

   Palark2023

   증상

   일상적인 kube-apiserver 재시작 직후 etcd 메모리 사용량이 거의 세 배로 치솟았고, 그 여파로 모든 마스터 노드가 연쇄적으로 재시작했다. 고객사의 운영 클러스터였다.

   컨트롤 플레인 무응답데이터베이스 과부하

   촉발

   일상적인 kube-apiserver 재시작 뒤, Vector 로그 수집기 DaemonSet 의 파드 전부가 캐시를 다시 채우려고 한꺼번에 파드 list 요청을 보냈다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   etcd쿠버네티스 API 서버텔레메트리 에이전트

   기여 요인

   한계 미인지기본 설정 방치

   감지

   kube-apiserver 재시작 직후 마스터 노드 전체 메모리와 etcd 메모리 그래프가 치솟고 마스터 노드가 연쇄적으로 재시작하면서 알았다. 원인이 된 DaemonSet 은 감사 로그를 보고 찾았다.

   조치

   • limit-list-custom 이라는 PriorityLevelConfiguration 을 만들어 요청 대기열을 설정했다. 값은 문서의 표준 설정을 그대로 썼다.
   • 같은 이름의 FlowSchema 를 만들어, 이 DaemonSet 서비스 어카운트가 보내는 파드 list 와 get 요청을 그 대기열로 보냈다.

   후속 조치

   • 쿠버네티스 Rust 라이브러리에 resourceVersion 설정을 넣는 PR 을 냈다.
   • Vector 로그 수집기 쪽에 이 문제를 고치는 PR 을 열었다.
   • Cilium CNI 에서도 비슷한 문제를 찾아 같은 방법으로 해결했다.

   교훈

   etcd 는 필드 셀렉터와 레이블 셀렉터를 모르기 때문에, kube-apiserver 에는 가벼워 보이는, 필터를 건 list 요청도 etcd 에서는 그 종류의 객체 전체를 읽는 일이 된다. 데이터가 꼭 최신이어야 하는 컨트롤러가 아니라면 resourceVersion=0 으로 kube-apiserver 캐시에서 읽게 할 수 있다. 다만 kube-apiserver 가 여러 대면 인스턴스마다 다른 데이터를 받을 수 있다. 여러 파드가 한꺼번에 보내는 요청은 Priority and Fairness 로 대기열에 넣어 kube-apiserver 와 etcd 를 지킬 수 있다. 위험한 것은 파드 요청만이 아니어서 Cilium CNI 에서도 비슷한 문제가 나왔다.

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3. IL-0076 dex의 AuthRequest 리소스가 끝없이 쌓였고, 이를 치우려고 네임스페이스를 지우자 목록 조회 타임아웃과 재시도가 반복되며 쿠버네티스 마스터가 내려갔다

   Fullstaq2019

   증상

   dex의 AuthRequest 리소스가 엄청난 수로 쌓여 있었다. 발표자는 그 전부터 이미 징후가 있었다고 했다.

   컨트롤 플레인 무응답모니터링 중단

   촉발

   dex의 잘못된 기본값 때문에 AuthRequest 리소스가 쌓였다. 발표는 원인으로 지나치게 긴 TTL, 계속 새로고침되는 대시보드, 실제 보안 버그를 꼽았다. 그리고 쌓인 리소스를 치우려고 dex 네임스페이스를 지우자 마스터가 내려갔다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   쿠버네티스 API 서버etcd클러스터 인증 제공자

   기여 요인

   기본 설정 방치수동 조치 악화재시도 폭주디버그 접근 제한초기 신호 무시

   감지

   발표자는 그 전부터 이미 징후가 있었다고 했다. 마스터가 내려간 뒤에는 Slack에 경보가 많이 들어왔지만, 인증도 port-forward도 되지 않아 모니터링에는 들어갈 수 없었다.

   조치

   • kill-kube-ns 도구로 API를 직접 호출해 dex 네임스페이스에 남은 kubernetes finalizer를 지웠다.
   • dex를 적절한 기본값으로 설정해 새 네임스페이스에 다시 배포했다.

   교훈

   외부 도구의 기본값을 그대로 믿지 않는다. 목록 조회도 안 될 만큼 쌓인 리소스를 네임스페이스 삭제로 치우면 정리 루프가 타임아웃과 재시도를 반복해 마스터를 내릴 수 있다. 클러스터 인증이 클러스터 안에 있으면 클러스터가 죽었을 때 모니터링에도 들어갈 수 없다. API로 finalizer를 직접 지우는 방법은 발표자도 절대 하지 말라고 한 마지막 수단이다.

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4. IL-0075 클러스터가 EC2 인스턴스 약 290대로 커지자 노드마다 도는 Datadog 에이전트가 쿠버네티스 API 를 폴링하면서 API 서버가 CPU 와 메모리를 다 써 쿠버네티스 컨트롤 플레인을 쓸 수 없게 됐다.

   Civis Analytics2019

   증상

   스크립트 실행 기반을 쿠버네티스로 옮긴 Croquet 를 사내에 공개한 뒤, 개발자들은 kubectl 명령이 느리다고 했다. 사용자들은 노트북과 서비스가 가끔 시작되지 않는다고 알렸다.

   컨트롤 플레인 지연컨트롤 플레인 무응답지연 시간 증가오류율 상승DNS 조회 실패

   촉발

   자체 인프라 Bocce 에서 쿠버네티스로 옮긴 스크립트 실행 기반 Croquet 를 2018년 9월 사내에 공개했다. 대량의 스크립트가 몰리면서 클러스터가 EC2 인스턴스 약 290대로 커졌고, 노드마다 도는 Datadog 에이전트가 쿠버네티스 API 를 폴링하는 부하도 함께 늘었다.

   원인

   용량 한계

   구성 요소

   쿠버네티스 API 서버텔레메트리 에이전트etcd

   기여 요인

   한계 미인지미검증 가정모니터링 사각지대용량 계획 부재

   감지

   개발자들이 kubectl 명령이 느리다고 했고, 사용자들은 노트북과 서비스가 가끔 시작되지 않는다고 알렸다. 마스터 노드의 CPU 사용률이 높았고, 조사해 보니 API 서버 컨테이너 세 개가 CPU 를 꽉 채워 쓰고 있었다. 당시 팀이 볼 수 있던 지표는 마스터 노드 CPU 의 CloudWatch 지표와 Datadog 의 컨테이너별 CPU, 메모리 지표였다. API 요청 처리량과 5xx 오류율과 요청 지연은 볼 수 없었다.

   조치

   • 사내 사용자들을 예전 인프라로 되돌려 클러스터를 안정시켰다.
   • 마스터 노드를 m4.large 세 대에서 m4.4xlarge 세 대로 키웠다.
   • 노드마다 도는 Datadog 에이전트가 서비스 메타데이터를 얻으려고 API 서버를 폴링하지 않도록 Datadog 설정을 바꿨다.
   • 상태를 바꾸지 않는 요청의 max-requests-inflight 한도를 400 에서 1200 으로 올렸다.
   • etcd 의 EBS 볼륨을 20 GB 에서 100 GB 로 늘려 IOPS 를 100 에서 300 으로 올렸다.
   • 스크립트의 DNS 정책을 ClusterFirst 에서 Default 로 바꿔 DNS 타임아웃을 줄였다.

   후속 조치

   • Kops 가 안전한 이전을 지원하면 etcd 를 2.2.1 에서 3.x 로 올린다.
   • 스크립트가 클러스터 안의 다른 워크로드와 통신할 수 있도록 DNS 타임아웃 문제를 근본적으로 해결한다.

   교훈

   가장 큰 실수는 쿠버네티스가 모든 것을 알아서 해 준다고 가정한 것이었다. 쿠버네티스는 노드 5,000대와 파드 100,000개를 지원한다고 하지만, 그 규모에 이르려면 손봐야 할 설정이 많다. 클러스터에 넣는 서드파티 도구, 특히 DaemonSet 을 조심해야 한다. 많은 도구가 보통 규모에 맞춰 만들어졌고 큰 규모에서는 시험되지 않았다. 클러스터 상태를 watch 하는 서비스가 데이터를 지나치게 많이 가져가도록 설계되면 규모 문제가 생긴다. kube2iam 은 모든 파드의 메타데이터를 메모리에 들고 있다가 메모리가 바닥났고, Fluentd Kubernetes Metadata Filter 플러그인도 같은 문제가 있다. 대개 설정 하나로 고칠 수 있지만, 부하 테스트를 해 보기 전에는 잘 드러나지 않는다.

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원인별1