# Pod 排错

本章介绍 Pod 运行异常的排错方法。

一般来说，无论 Pod 处于什么异常状态，都可以执行以下命令来查看 Pod 的状态

* `kubectl get pod <pod-name> -o yaml` 查看 Pod 的配置是否正确
* `kubectl describe pod <pod-name>` 查看 Pod 的事件
* `kubectl logs <pod-name> [-c <container-name>]` 查看容器日志

这些事件和日志通常都会有助于排查 Pod 发生的问题。

## Pod 一直处于 Pending 状态

Pending 说明 Pod 还没有调度到某个 Node 上面。可以通过 `kubectl describe pod <pod-name>` 命令查看到当前 Pod 的事件，进而判断为什么没有调度。如

```bash
$ kubectl describe pod mypod
...
Events:
  Type     Reason            Age                From               Message
  ----     ------            ----               ----               -------
  Warning  FailedScheduling  12s (x6 over 27s)  default-scheduler  0/4 nodes are available: 2 Insufficient cpu.
```

可能的原因包括

* 资源不足，集群内所有的 Node 都不满足该 Pod 请求的 CPU、内存、GPU 或者临时存储空间等资源。解决方法是删除集群内不用的 Pod 或者增加新的 Node。
* HostPort 端口已被占用，通常推荐使用 Service 对外开放服务端口

## Pod 一直处于 Waiting 或 ContainerCreating 状态

首先还是通过 `kubectl describe pod <pod-name>` 命令查看到当前 Pod 的事件

```bash
$ kubectl -n kube-system describe pod nginx-pod
Events:
  Type     Reason                 Age               From               Message
  ----     ------                 ----              ----               -------
  Normal   Scheduled              1m                default-scheduler  Successfully assigned nginx-pod to node1
  Normal   SuccessfulMountVolume  1m                kubelet, gpu13     MountVolume.SetUp succeeded for volume "config-volume"
  Normal   SuccessfulMountVolume  1m                kubelet, gpu13     MountVolume.SetUp succeeded for volume "coredns-token-sxdmc"
  Warning  FailedSync             2s (x4 over 46s)  kubelet, gpu13     Error syncing pod
  Normal   SandboxChanged         1s (x4 over 46s)  kubelet, gpu13     Pod sandbox changed, it will be killed and re-created.
```

可以发现，该 Pod 的 Sandbox 容器无法正常启动，具体原因需要查看 Kubelet 日志：

```bash
$ journalctl -u kubelet
...
Mar 14 04:22:04 node1 kubelet[29801]: E0314 04:22:04.649912   29801 cni.go:294] Error adding network: failed to set bridge addr: "cni0" already has an IP address different from 10.244.4.1/24
Mar 14 04:22:04 node1 kubelet[29801]: E0314 04:22:04.649941   29801 cni.go:243] Error while adding to cni network: failed to set bridge addr: "cni0" already has an IP address different from 10.244.4.1/24
Mar 14 04:22:04 node1 kubelet[29801]: W0314 04:22:04.891337   29801 cni.go:258] CNI failed to retrieve network namespace path: Cannot find network namespace for the terminated container "c4fd616cde0e7052c240173541b8543f746e75c17744872aa04fe06f52b5141c"
Mar 14 04:22:05 node1 kubelet[29801]: E0314 04:22:05.965801   29801 remote_runtime.go:91] RunPodSandbox from runtime service failed: rpc error: code = 2 desc = NetworkPlugin cni failed to set up pod "nginx-pod" network: failed to set bridge addr: "cni0" already has an IP address different from 10.244.4.1/24
```

发现是 cni0 网桥配置了一个不同网段的 IP 地址导致，删除该网桥（网络插件会自动重新创建）即可修复

```bash
$ ip link set cni0 down
$ brctl delbr cni0
```

除了以上错误，其他可能的原因还有

* 镜像拉取失败，比如
  * 配置了错误的镜像
  * Kubelet 无法访问镜像（国内环境访问 `gcr.io` 需要特殊处理）
  * 私有镜像的密钥配置错误
  * 镜像太大，拉取超时（可以适当调整 kubelet 的 `--image-pull-progress-deadline` 和 `--runtime-request-timeout` 选项）
* CNI 网络错误，一般需要检查 CNI 网络插件的配置，比如
  * 无法配置 Pod 网络
  * 无法分配 IP 地址
* 容器无法启动，需要检查是否打包了正确的镜像或者是否配置了正确的容器参数

## Pod 处于 ImagePullBackOff 状态

这通常是镜像名称配置错误或者私有镜像的密钥配置错误导致。这种情况可以使用 `docker pull <image>` 来验证镜像是否可以正常拉取。

```bash
$ kubectl describe pod mypod
...
Events:
  Type     Reason                 Age                From                                Message
  ----     ------                 ----               ----                                -------
  Normal   Scheduled              36s                default-scheduler                   Successfully assigned sh to k8s-agentpool1-38622806-0
  Normal   SuccessfulMountVolume  35s                kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-n4pn6"
  Normal   Pulling                17s (x2 over 33s)  kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  pulling image "a1pine"
  Warning  Failed                 14s (x2 over 29s)  kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  Failed to pull image "a1pine": rpc error: code = Unknown desc = Error response from daemon: repository a1pine not found: does not exist or no pull access
  Warning  Failed                 14s (x2 over 29s)  kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  Error: ErrImagePull
  Normal   SandboxChanged         4s (x7 over 28s)   kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  Pod sandbox changed, it will be killed and re-created.
  Normal   BackOff                4s (x5 over 25s)   kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  Back-off pulling image "a1pine"
  Warning  Failed                 1s (x6 over 25s)   kubelet, k8s-agentpool1-38622806-0  Error: ImagePullBackOff
```

如果是私有镜像，需要首先创建一个 docker-registry 类型的 Secret

```bash
kubectl create secret docker-registry my-secret --docker-server=DOCKER_REGISTRY_SERVER --docker-username=DOCKER_USER --docker-password=DOCKER_PASSWORD --docker-email=DOCKER_EMAIL
```

然后在容器中引用这个 Secret

```yaml
spec:
  containers:
  - name: private-reg-container
    image: <your-private-image>
  imagePullSecrets:
  - name: my-secret
```

## Pod 一直处于 CrashLoopBackOff 状态

CrashLoopBackOff 状态说明容器曾经启动了，但又异常退出了。此时 Pod 的 RestartCounts 通常是大于 0 的，可以先查看一下容器的日志

```bash
kubectl describe pod <pod-name>
kubectl logs <pod-name>
kubectl logs --previous <pod-name>
```

这里可以发现一些容器退出的原因，比如

* 容器进程退出
* 健康检查失败退出
* OOMKilled

```bash
$ kubectl describe pod mypod
...
Containers:
  sh:
    Container ID:  docker://3f7a2ee0e7e0e16c22090a25f9b6e42b5c06ec049405bc34d3aa183060eb4906
    Image:         alpine
    Image ID:      docker-pullable://alpine@sha256:7b848083f93822dd21b0a2f14a110bd99f6efb4b838d499df6d04a49d0debf8b
    Port:          <none>
    Host Port:     <none>
    State:          Terminated
      Reason:       OOMKilled
      Exit Code:    2
    Last State:     Terminated
      Reason:       OOMKilled
      Exit Code:    2
    Ready:          False
    Restart Count:  3
    Limits:
      cpu:     1
      memory:  1G
    Requests:
      cpu:        100m
      memory:     500M
...
```

如果此时如果还未发现线索，还可以到容器内执行命令来进一步查看退出原因

```bash
kubectl exec cassandra -- cat /var/log/cassandra/system.log
```

如果还是没有线索，那就需要 SSH 登录该 Pod 所在的 Node 上，查看 Kubelet 或者 Docker 的日志进一步排查了

```bash
# Query Node
kubectl get pod <pod-name> -o wide

# SSH to Node
ssh <username>@<node-name>
```

## Pod 处于 Error 状态

通常处于 Error 状态说明 Pod 启动过程中发生了错误。常见的原因包括

* 依赖的 ConfigMap、Secret 或者 PV 等不存在
* 请求的资源超过了管理员设置的限制，比如超过了 LimitRange 等
* 违反集群的安全策略，比如违反了 PodSecurityPolicy 等
* 容器无权操作集群内的资源，比如开启 RBAC 后，需要为 ServiceAccount 配置角色绑定

## Pod 处于 Terminating 或 Unknown 状态

从 v1.5 开始，Kubernetes 不会因为 Node 失联而删除其上正在运行的 Pod，而是将其标记为 Terminating 或 Unknown 状态。想要删除这些状态的 Pod 有三种方法：

* 从集群中删除该 Node。使用公有云时，kube-controller-manager 会在 VM 删除后自动删除对应的 Node。而在物理机部署的集群中，需要管理员手动删除 Node（如 `kubectl delete node <node-name>`。
* Node 恢复正常。Kubelet 会重新跟 kube-apiserver 通信确认这些 Pod 的期待状态，进而再决定删除或者继续运行这些 Pod。
* 用户强制删除。用户可以执行 `kubectl delete pods <pod> --grace-period=0 --force` 强制删除 Pod。除非明确知道 Pod 的确处于停止状态（比如 Node 所在 VM 或物理机已经关机），否则不建议使用该方法。特别是 StatefulSet 管理的 Pod，强制删除容易导致脑裂或者数据丢失等问题。

如果 Kubelet 是以 Docker 容器的形式运行的，此时 kubelet 日志中可能会发现[如下的错误](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/51835)：

```javascript
{"log":"I0926 19:59:07.162477   54420 kubelet.go:1894] SyncLoop (DELETE, \"api\"): \"billcenter-737844550-26z3w_meipu(30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c)\"\n","stream":"stderr","time":"2017-09-26T11:59:07.162748656Z"}
{"log":"I0926 19:59:39.977126   54420 reconciler.go:186] operationExecutor.UnmountVolume started for volume \"default-token-6tpnm\" (UniqueName: \"kubernetes.io/secret/30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c-default-token-6tpnm\") pod \"30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c\" (UID: \"30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c\") \n","stream":"stderr","time":"2017-09-26T11:59:39.977438174Z"}
{"log":"E0926 19:59:39.977461   54420 nestedpendingoperations.go:262] Operation for \"\\\"kubernetes.io/secret/30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c-default-token-6tpnm\\\" (\\\"30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c\\\")\" failed. No retries permitted until 2017-09-26 19:59:41.977419403 +0800 CST (durationBeforeRetry 2s). Error: UnmountVolume.TearDown failed for volume \"default-token-6tpnm\" (UniqueName: \"kubernetes.io/secret/30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c-default-token-6tpnm\") pod \"30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c\" (UID: \"30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c\") : remove /var/lib/kubelet/pods/30f3ffec-a29f-11e7-b693-246e9607517c/volumes/kubernetes.io~secret/default-token-6tpnm: device or resource busy\n","stream":"stderr","time":"2017-09-26T11:59:39.977728079Z"}
```

如果是这种情况，则需要给 kubelet 容器设置 `--containerized` 参数并传入以下的存储卷

```bash
# 以使用 calico 网络插件为例
      -v /:/rootfs:ro,shared \
      -v /sys:/sys:ro \
      -v /dev:/dev:rw \
      -v /var/log:/var/log:rw \
      -v /run/calico/:/run/calico/:rw \
      -v /run/docker/:/run/docker/:rw \
      -v /run/docker.sock:/run/docker.sock:rw \
      -v /usr/lib/os-release:/etc/os-release \
      -v /usr/share/ca-certificates/:/etc/ssl/certs \
      -v /var/lib/docker/:/var/lib/docker:rw,shared \
      -v /var/lib/kubelet/:/var/lib/kubelet:rw,shared \
      -v /etc/kubernetes/ssl/:/etc/kubernetes/ssl/ \
      -v /etc/kubernetes/config/:/etc/kubernetes/config/ \
      -v /etc/cni/net.d/:/etc/cni/net.d/ \
      -v /opt/cni/bin/:/opt/cni/bin/ \
```

处于 `Terminating` 状态的 Pod 在 Kubelet 恢复正常运行后一般会自动删除。但有时也会出现无法删除的情况，并且通过 `kubectl delete pods <pod> --grace-period=0 --force` 也无法强制删除。此时一般是由于 `finalizers` 导致的，通过 `kubectl edit` 将 finalizers 删除即可解决。

```yaml
"finalizers": [
  "foregroundDeletion"
]
```

## Pod 行为异常

这里所说的行为异常是指 Pod 没有按预期的行为执行，比如没有运行 podSpec 里面设置的命令行参数。这一般是 podSpec yaml 文件内容有误，可以尝试使用 `--validate` 参数重建容器，比如

```bash
kubectl delete pod mypod
kubectl create --validate -f mypod.yaml
```

也可以查看创建后的 podSpec 是否是对的，比如

```bash
kubectl get pod mypod -o yaml
```

## 修改静态 Pod 的 Manifest 后未自动重建

Kubelet 使用 inotify 机制检测 `/etc/kubernetes/manifests` 目录（可通过 Kubelet 的 `--pod-manifest-path` 选项指定）中静态 Pod 的变化，并在文件发生变化后重新创建相应的 Pod。但有时也会发生修改静态 Pod 的 Manifest 后未自动创建新 Pod 的情景，此时一个简单的修复方法是重启 Kubelet。

## Nginx 启动失败

Nginx 启动失败，错误消息是 `nginx: [emerg] socket() [::]:8000 failed (97: Address family not supported by protocol)`。这是由于服务器未开启 IPv6 导致的，解决方法有两种：

* 第一种方法，服务器开启 IPv6；
* 或者，第二种方法，删除或者注释掉 `/etc/nginx/conf.d/default.conf` 文件中的 `listen [::]:80 default_server;`。

## Namespace 一直处于 terminating 状态

Namespace 一直处于 terminating 状态，一般有两种原因：

* Namespace 中还有资源正在删除中
* Namespace 的 Finalizer 未正常清理

对第一个问题，可以执行下面的命令来查询所有的资源

```bash
kubectl api-resources --verbs=list --namespaced -o name | xargs -n 1 kubectl get --show-kind --ignore-not-found -n $NAMESPACE
```

而第二个问题则需要手动清理 Namespace 的 Finalizer 列表：

1\) 使用 kubectl patch：

```bash
kubectl patch --type json --patch='[ { "op": "remove", "path": "/metadata/finalizers" } ]' namespaces "<ns-to-delete>"
```

2\) 使用 kubectl proxy：

```bash
kubectl proxy &

NAMESPACE="<ns-to-delete>"
kubectl get namespaces $NAMESPACE -o json | jq '.metadata.finalizers=[]' | jq '.spec.finalizers=[]' > /tmp/ns.json
curl -k -H "Content-Type: application/json" -X PUT --data-binary @/tmp/ns.json http://127.0.0.1:8001/api/v1/namespaces/$NAMESPACE/finalize
```

3\) 使用 kubectl --raw：

```bash
NAMESPACE="<ns-to-delete>"
kubectl get namespaces $NAMESPACE -o json | jq '.metadata.finalizers=[]' | jq '.spec.finalizers=[]' | kubectl replace --raw /api/v1/namespaces/$NAMESPACE/finalize -f -
```

## Pod 排错图解

![img](https://1674448607-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-LDAOok5ngY4pc1lEDes-887967055%2Fuploads%2Fgit-blob-906c529b94010fc6afd688e54c3d21089d88c8ec%2Ff65ffe9f61de0f4a417f7a05306edd4c.png?alt=media)

(图片来自[A visual guide on troubleshooting Kubernetes deployments](https://learnk8s.io/troubleshooting-deployments)）

## 参考文档

* [Troubleshoot Applications](https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-cluster/debug-application/)
