Kubernetes调整Node节点快速驱逐pod的时间

在高可用的k8s集群中，当Node节点挂掉，kubelet无法提供工作的时候，pod将会自动调度到其他的节点上去，而调度到节点上的时间需要我们慎重考量，因为它决定了生产的稳定性、可靠性，更快的迁移可以减少我们业务的影响性，但是有可能会对集群造成一定的压力，从而造成集群崩溃。

Kubelet 状态更新的基本流程：

1.kubelet 自身会定期更新状态到 apiserver，通过参数--node-status-update-frequency指定上报频率，默认是 10s 上报一次。
2.kube-controller-manager 会每隔--node-monitor-period时间去检查 kubelet 的状态，默认是 5s。
3.当 node 失联一段时间后，kubernetes 判定 node 为 notready 状态，这段时长通过--node-monitor-grace-period参数配置，默认 40s。
4.当 node 失联一段时间后，kubernetes 判定 node 为 unhealthy 状态，这段时长通过--node-startup-grace-period参数配置，默认 1m0s。
5.当 node 失联一段时间后，kubernetes 开始删除原 node 上的 pod，这段时长是通过--pod-eviction-timeout参数配置，默认 5m0s。

kube-controller-manager 和 kubelet 是异步工作的，这意味着延迟可能包括任何的网络延迟、apiserver 的延迟、etcd 延迟，一个节点上的负载引起的延迟等等。因此，如果--node-status-update-frequency设置为5s，那么实际上 etcd 中的数据变化会需要 6-7s，甚至更长时间。

配置

对于这些参数的配置，需要根据不通的集群规模场景来进行配置。

社区默认的配置

参数	值
–node-status-update-frequency	10s
–node-monitor-period	5s
–node-monitor-grace-period	40s
–pod-eviction-timeout	5m

快速更新和快速响应

参数	值
–node-status-update-frequency	4s
–node-monitor-period	2s
–node-monitor-grace-period	20s
–pod-eviction-timeout	30s

在这种情况下，Pod 将在 50s 被驱逐，因为该节点在 20s 后被视为Down掉了，--pod-eviction-timeout在 30s 之后发生，但是，这种情况会给 etcd 产生很大的开销，因为每个节点都会尝试每 2s 更新一次状态。

如果环境有1000个节点，那么每分钟将有15000次节点更新操作，这可能需要大型 etcd 容器甚至是 etcd 的专用节点。

如果计算尝试次数，则除法将给出5，但实际上每次尝试的 nodeStatusUpdateRetry 尝试将从3到5。由于所有组件的延迟，尝试总次数将在15到25之间变化。

中等更新和平均响应

参数	值
–node-status-update-frequency	20s
–node-monitor-period	5s
–node-monitor-grace-period	2m
–pod-eviction-timeout	1m

这种场景下会 20s 更新一次 node 状态，controller manager 认为 node 状态不正常之前，会有 2m60⁄205=30 次的 node 状态更新，Node 状态为 down 之后 1m，就会触发驱逐操作。

如果有 1000 个节点，1分钟之内就会有 60s/20s*1000=3000 次的节点状态更新操作。

低更新和慢响应

参数	值
–node-status-update-frequency	1m
–node-monitor-period	5s
–node-monitor-grace-period	5m
–pod-eviction-timeout	1m

Kubelet 将会 1m 更新一次节点的状态，在认为不健康之后会有 5m/1m*5=25 次重试更新的机会。Node为不健康的时候，1m 之后 pod开始被驱逐。

可以有不同的组合，例如快速更新和慢反应以满足特定情况。

也会有特殊情况，例如使用statefulset部署的有状态应用宿主机宕机后应用高可用问题，参考文档 https://www.infoq.cn/article/aMsCvWzhR1It5CxpDWXK

参考文档：

https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray/blob/master/docs/kubernetes-reliability.md

https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/design-proposals/node/kubelet-eviction.md

https://www.qikqiak.com/post/kubelet-sync-node-status/

https://www.infoq.cn/article/aMsCvWzhR1It5CxpDWXK