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<title>node controller 源码分析 · 田飞雨</title>
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<ul class="summary">
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</li>
<li class="divider"></li>
<li class="chapter " data-level="1.1" data-path="../">
<a href="../">
<b>1.1.</b>
Introduction
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2" data-path="./">
<a href="./">
<b>1.2.</b>
kubernetes
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.2.1" data-path="kube_apiserver.html">
<a href="kube_apiserver.html">
<b>1.2.1.</b>
kube-apiserver 的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.2" data-path="apiserver_bootstrap_controller.html">
<a href="apiserver_bootstrap_controller.html">
<b>1.2.2.</b>
kube-apiserver 中 apiserver service 的实现
</a>
</li>
<li class="chapter active" data-level="1.2.3" data-path="nodelifecycle_controller.html">
<a href="nodelifecycle_controller.html">
<b>1.2.3.</b>
node controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.4" data-path="job_controller.html">
<a href="job_controller.html">
<b>1.2.4.</b>
job controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.5" data-path="garbagecollector_controller.html">
<a href="garbagecollector_controller.html">
<b>1.2.5.</b>
garbage collector controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.6" data-path="daemonset_controller.html">
<a href="daemonset_controller.html">
<b>1.2.6.</b>
daemonset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.7" data-path="statefulset_controller.html">
<a href="statefulset_controller.html">
<b>1.2.7.</b>
statefulset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.8" data-path="deployment_controller.html">
<a href="deployment_controller.html">
<b>1.2.8.</b>
deployment controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.9" data-path="replicaset_controller.html">
<a href="replicaset_controller.html">
<b>1.2.9.</b>
replicaset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.10" data-path="kube_scheduler_process.html">
<a href="kube_scheduler_process.html">
<b>1.2.10.</b>
kube-scheduler 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.11" data-path="kube_scheduler_algorithm.html">
<a href="kube_scheduler_algorithm.html">
<b>1.2.11.</b>
kube-scheduler predicates 与 priorities 调度算法源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.12" data-path="kube_scheduler_preempt.html">
<a href="kube_scheduler_preempt.html">
<b>1.2.12.</b>
kube-scheduler 优先级与抢占机制源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.13" data-path="k8s_service_theory.html">
<a href="k8s_service_theory.html">
<b>1.2.13.</b>
kubernetes service 原理解析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.14" data-path="kube_proxy_process.html">
<a href="kube_proxy_process.html">
<b>1.2.14.</b>
kube-proxy 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.15" data-path="kube_proxy_iptables.html">
<a href="kube_proxy_iptables.html">
<b>1.2.15.</b>
kube-proxy iptables 模式源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.16" data-path="kube_proxy_ipvs.html">
<a href="kube_proxy_ipvs.html">
<b>1.2.16.</b>
kube-proxy ipvs 模式源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.17" data-path="kubelet-modules.html">
<a href="kubelet-modules.html">
<b>1.2.17.</b>
kubelet 架构浅析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.18" data-path="kubelet_init.html">
<a href="kubelet_init.html">
<b>1.2.18.</b>
kubelet 启动流程分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.19" data-path="kubelet_create_pod.html">
<a href="kubelet_create_pod.html">
<b>1.2.19.</b>
kubelet 创建 pod 的流程
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.20" data-path="node_status.html">
<a href="node_status.html">
<b>1.2.20.</b>
kubelet 状态上报的方式
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.21" data-path="k8s_events.html">
<a href="k8s_events.html">
<b>1.2.21.</b>
kubelet 中事件处理机制
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.22" data-path="kubelet_status_manager.html">
<a href="kubelet_status_manager.html">
<b>1.2.22.</b>
kubelet statusManager 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.23" data-path="kubelet_qos.html">
<a href="kubelet_qos.html">
<b>1.2.23.</b>
kubernetes 中 Qos 的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.24" data-path="kubelet_garbage_collect.html">
<a href="kubelet_garbage_collect.html">
<b>1.2.24.</b>
kubelet 中垃圾回收机制的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.25" data-path="k8s_evicted.html">
<a href="k8s_evicted.html">
<b>1.2.25.</b>
kubernetes 中 Evicted pod 是如何产生的
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.26" data-path="kubernetes_descheduler.html">
<a href="kubernetes_descheduler.html">
<b>1.2.26.</b>
Kubernetes 中 Descheduler 组件的使用与扩展
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.3" data-path="../knative/">
<a href="../knative/">
<b>1.3.</b>
knative
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.3.1" data-path="../knative/deploy_with_minkube.html">
<a href="../knative/deploy_with_minkube.html">
<b>1.3.1.</b>
在 minkube 上部署 knative
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.3.2" data-path="../knative/knative_serving.html">
<a href="../knative/knative_serving.html">
<b>1.3.2.</b>
knative serving 组件分析
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.4" data-path="../cgroup/">
<a href="../cgroup/">
<b>1.4.</b>
cgroup
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.4.1" data-path="../cgroup/blkio_cgroup.html">
<a href="../cgroup/blkio_cgroup.html">
<b>1.4.1.</b>
blkio cgroup
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.4.2" data-path="../cgroup/pid_cgroup.html">
<a href="../cgroup/pid_cgroup.html">
<b>1.4.2.</b>
pid cgroup
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5" data-path="../go/">
<a href="../go/">
<b>1.5.</b>
go
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.5.1" data-path="../go/func_return_value_or_pointer.html">
<a href="../go/func_return_value_or_pointer.html">
<b>1.5.1.</b>
golang 中函数使用值返回与指针返回的区别，底层原理分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5.2" data-path="../go/golang_bootstrap.html">
<a href="../go/golang_bootstrap.html">
<b>1.5.2.</b>
Golang 程序启动流程分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5.3" data-path="../go/golang_gpm.html">
<a href="../go/golang_gpm.html">
<b>1.5.3.</b>
Golang GPM 模型剖析
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="divider"></li>
<li>
<a href="https://www.gitbook.com" target="blank" class="gitbook-link">
本书使用 GitBook 发布
</a>
</li>
</ul>
</nav>
</div>
<div class="book-body">
<div class="body-inner">
<div class="book-header" role="navigation">
<!-- Title -->
<h1>
<i class="fa fa-circle-o-notch fa-spin"></i>
<a href=".." >node controller 源码分析</a>
</h1>
</div>
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<div class="page-inner">
<div id="book-search-results">
<div class="search-noresults">
<section class="normal markdown-section">
<ul>
<li><a href="#nodelifecyclecontroller-的功能">NodeLifecycleController 的功能</a><ul>
<li><a href="#taint-的作用">taint 的作用</a></li>
<li><a href="#nodelifecyclecontroller-中的-feature-gates">NodeLifecycleController 中的 feature-gates</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="#nodelifecyclecontroller-源码分析">NodeLifecycleController 源码分析</a><ul>
<li><a href="#startnodelifecyclecontroller">startNodeLifecycleController</a></li>
<li><a href="#newnodelifecyclecontroller">NewNodeLifecycleController</a></li>
<li><a href="#run">Run</a></li>
<li><a href="#nctaintmanagerrun">nc.taintManager.Run</a><ul>
<li><a href="#tcworker">tc.worker</a><ul>
<li><a href="#tchandlenodeupdate">tc.handleNodeUpdate</a></li>
<li><a href="#tchandlepodupdate">tc.handlePodUpdate</a></li>
<li><a href="#tcprocesspodonnode">tc.processPodOnNode</a></li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li><a href="#ncdonodeprocessingpassworker">nc.doNodeProcessingPassWorker</a></li>
<li><a href="#ncdonoexecutetaintingpass">nc.doNoExecuteTaintingPass</a></li>
<li><a href="#ncdoevictionpass">nc.doEvictionPass</a></li>
<li><a href="#ncmonitornodehealth">nc.monitorNodeHealth</a><ul>
<li><a href="#nctryupdatenodehealth">nc.tryUpdateNodeHealth</a></li>
<li><a href="#nchandledisruption">nc.handleDisruption</a><ul>
<li><a href="#nccomputezonestatefunc">nc.computeZoneStateFunc</a></li>
<li><a href="#ncsetlimiterinzone">nc.setLimiterInZone</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="#小结">小结</a></li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li><a href="#总结">总结</a></li>
</ul>
<p>在早期的版本中 NodeController 只有一种，v1.16 版本中 NodeController 已经分为了 NodeIpamController 与 NodeLifecycleController，本文主要介绍 NodeLifecycleController。</p>
<h3 id="nodelifecyclecontroller-的功能"><a name="nodelifecyclecontroller-的功能" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#nodelifecyclecontroller-的功能"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>NodeLifecycleController 的功能</h3>
<p>NodeLifecycleController 主要功能是定期监控 node 的状态并根据 node 的 condition 添加对应的 taint 标签或者直接驱逐 node 上的 pod。</p>
<h4 id="taint-的作用"><a name="taint-的作用" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#taint-的作用"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>taint 的作用</h4>
<p>在介绍 NodeLifecycleController 的源码前有必要先介绍一下 taint 的作用，因为 NodeLifecycleController 功能最终的结果有很大一部分都体现在 node taint 上。 </p>
<p>taint 使用效果(Effect):</p>
<ul>
<li><code>PreferNoSchedule</code>：调度器尽量避免把 pod 调度到具有该污点的节点上，如果不能避免(如其他节点资源不足)，pod 也能调度到这个污点节点上，已存在于此节点上的 pod 不会被驱逐；</li>
<li><code>NoSchedule</code>：不容忍该污点的 pod 不会被调度到该节点上，通过 kubelet 管理的 pod(static pod)不受限制，之前没有设置污点的 pod 如果已运行在此节点(有污点的节点)上，可以继续运行；</li>
<li><code>NoExecute</code>：不容忍该污点的 pod 不会被调度到该节点上，同时会将已调度到该节点上但不容忍 node 污点的 pod 驱逐掉；</li>
</ul>
<h4 id="nodelifecyclecontroller-中的-feature-gates"><a name="nodelifecyclecontroller-中的-feature-gates" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#nodelifecyclecontroller-中的-feature-gates"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>NodeLifecycleController 中的 feature-gates</h4>
<p>在 NodeLifecycleController 用到了多个 feature-gates，此处先进行解释下：</p>
<ul>
<li><code>NodeDisruptionExclusion</code>：该特性在 v1.16 引入，Alpha 版本，默认为 false，其功能是当 node 存在 <code>node.kubernetes.io/exclude-disruption</code> 标签时，当 node 网络中断时其节点上的 pod 不会被驱逐掉；</li>
<li><code>LegacyNodeRoleBehavior</code>：该特性在 v1.16 中引入，Alpha 版本且默认为 true，在创建 load balancers 以及中断处理时不会忽略具有 <code>node-role.kubernetes.io/master</code> label 的 node，该功能在 v1.19 中将被移除；</li>
<li><code>TaintBasedEvictions</code>：该特性从 v1.13 开始为 Beta 版本，默认为 true。其功能是当 node 处于 <code>NodeNotReady</code>、<code>NodeUnreachable</code> 状态时为 node 添加对应的 taint，<code>TaintBasedEvictions</code> 添加的 taint effect 为 <code>NoExecute</code>，即会驱逐 node 上对应的 pod；</li>
<li><code>TaintNodesByCondition</code>：该特性从 v1.12 开始为 Beta 版本，默认为 true，v1.17 为 GA 版本。其功能是基于节点状态添加 taint，当节点处于 <code>NetworkUnavailable</code>、<code>MemoryPressure</code>、<code>PIDPressure</code>、<code>DiskPressure</code> 状态时会添加对应的 taint，<code>TaintNodesByCondition</code> 添加的 taint effect 仅为<code>NoSchedule</code>，即仅仅不会让新创建的 pod 调度到该 node 上； </li>
<li><code>NodeLease</code>：该特性在 v1.12 引入，v 1.14 为 Beta 版本且默认启用，v 1.17 GA，主要功能是减少 node 的心跳请求以减轻 apiserver 的负担； </li>
</ul>
<h3 id="nodelifecyclecontroller-源码分析"><a name="nodelifecyclecontroller-源码分析" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#nodelifecyclecontroller-源码分析"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>NodeLifecycleController 源码分析</h3>
<blockquote>
<p>kubernetes 版本：v1.16</p>
</blockquote>
<h4 id="startnodelifecyclecontroller"><a name="startnodelifecyclecontroller" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#startnodelifecyclecontroller"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>startNodeLifecycleController</h4>
<p>首先还是看 NodeLifecycleController 的启动方法 <code>startNodeLifecycleController</code>，在 <code>startNodeLifecycleController</code> 中主要调用了 <code>lifecyclecontroller.NewNodeLifecycleController</code> 对 lifecycleController 进行初始化，在该方法中传入了组件的多个参数以及 <code>TaintBasedEvictions</code> 和 <code>TaintNodesByCondition</code> 两个 feature-gates，然后调用了 <code>lifecycleController.Run</code> 启动 lifecycleController，可以看到 NodeLifecycleController 主要监听 lease、pods、nodes、daemonSets 四种对象。</p>
<p>其中在启动时指定的几个参数默认值分别为：</p>
<ul>
<li><code>NodeMonitorPeriod</code>：通过<code>--node-monitor-period</code> 设置，默认为 5s，表示在 NodeController 中同步NodeStatus 的周期；</li>
<li><code>NodeStartupGracePeriod</code>：<code>--node-startup-grace-period</code> 默认 60s，在 node 启动完成前标记节点为unhealthy 的允许无响应时间；</li>
<li><code>NodeMonitorGracePeriod</code>：通过<code>--node-monitor-grace-period</code> 设置，默认 40s，表示在标记某个 node为 unhealthy 前，允许 40s 内该 node 无响应；</li>
<li><code>PodEvictionTimeout</code>：通过<code>--pod-eviction-timeout</code> 设置，默认 5 分钟，表示在强制删除 node 上的 pod 时，容忍 pod 时间；</li>
<li><code>NodeEvictionRate</code>：通过<code>--node-eviction-rate</code>设置， 默认 0.1，表示当集群下某个 zone 为 unhealthy 时，每秒应该剔除的 node 数量，默认即每 10s 剔除1个 node；</li>
<li><code>SecondaryNodeEvictionRate</code>：通过 <code>--secondary-node-eviction-rate</code>设置，默认为 0.01，表示如果某个 zone 下的 unhealthy 节点的百分比超过 <code>--unhealthy-zone-threshold</code> （默认为 0.55）时，驱逐速率将会减小，如果集群较小（小于等于 <code>--large-cluster-size-threshold</code> 个 节点 - 默认为 50），驱逐操作将会停止，否则驱逐速率将降为每秒 <code>--secondary-node-eviction-rate</code> 个（默认为 0.01）；</li>
<li><code>LargeClusterSizeThreshold</code>：通过<code>--large-cluster-size-threshold</code> 设置，默认为 50，当该 zone 的节点超过该阈值时，则认为该 zone 是一个大集群；</li>
<li><code>UnhealthyZoneThreshold</code>：通过<code>--unhealthy-zone-threshold</code> 设置，默认为 0.55，不健康 zone 阈值，会影响什么时候开启二级驱赶速率，即当该 zone 中节点宕机数目超过 55%，认为该 zone 不健康；</li>
<li><code>EnableTaintManager</code>：<code>--enable-taint-manager</code> 默认为 true，Beta feature，如果为 true，则表示NodeController 将会启动 TaintManager，当已经调度到该 node 上的 pod 不能容忍 node 的 taint 时，由 TaintManager 负责驱逐此类 pod，若不开启该特性则已调度到该 node 上的 pod 会继续存在；</li>
<li><code>TaintBasedEvictions</code> ：默认为 true；</li>
<li><code>TaintNodesByCondition</code> ：默认为 true；</li>
</ul>
<p><code>k8s.io/kubernetes/cmd/kube-controller-manager/app/core.go:163</code></p>
<pre class="language-"><code>func startNodeLifecycleController(ctx ControllerContext) (http.Handler, bool, error) {
lifecycleController, err := lifecyclecontroller.NewNodeLifecycleController(
ctx.InformerFactory.Coordination().V1beta1().Leases(),
ctx.InformerFactory.Core().V1().Pods(),
ctx.InformerFactory.Core().V1().Nodes(),
ctx.InformerFactory.Apps().V1().DaemonSets(),
ctx.ClientBuilder.ClientOrDie("node-controller"),
ctx.ComponentConfig.KubeCloudShared.NodeMonitorPeriod.Duration,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.NodeStartupGracePeriod.Duration,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.NodeMonitorGracePeriod.Duration,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.PodEvictionTimeout.Duration,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.NodeEvictionRate,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.SecondaryNodeEvictionRate,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.LargeClusterSizeThreshold,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.UnhealthyZoneThreshold,
ctx.ComponentConfig.NodeLifecycleController.EnableTaintManager,
utilfeature.DefaultFeatureGate.Enabled(features.TaintBasedEvictions),
utilfeature.DefaultFeatureGate.Enabled(features.TaintNodesByCondition),
)
if err != nil {
return nil, true, err
}
go lifecycleController.Run(ctx.Stop)
return nil, true, nil
}
</code></pre><h4 id="newnodelifecyclecontroller"><a name="newnodelifecyclecontroller" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#newnodelifecyclecontroller"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>NewNodeLifecycleController</h4>
<p>首先有必要说明一下 NodeLifecycleController 对象中部分字段的意义，其结构体如下所示：</p>
<pre class="language-"><code>type Controller struct {
taintManager *scheduler.NoExecuteTaintManager
podInformerSynced cache.InformerSynced
kubeClient clientset.Interface
now func() metav1.Time
// 计算 zone 下 node 驱逐速率
enterPartialDisruptionFunc func(nodeNum int) float32
enterFullDisruptionFunc func(nodeNum int) float32
// 计算 zone 状态
computeZoneStateFunc func(nodeConditions []*v1.NodeCondition) (int, ZoneState)
// 用来记录NodeController observed节点的集合
knownNodeSet map[string]*v1.Node
// 记录 node 最近一次状态的集合
nodeHealthMap map[string]*nodeHealthData
evictorLock sync.Mutex
// 需要驱逐节点上 pod 的 node 队列
zonePodEvictor map[string]*scheduler.RateLimitedTimedQueue
// 需要打 taint 标签的 node 队列
zoneNoExecuteTainter map[string]*scheduler.RateLimitedTimedQueue
// 将 node 划分为不同的 zone
zoneStates map[string]ZoneState
daemonSetStore appsv1listers.DaemonSetLister
daemonSetInformerSynced cache.InformerSynced
leaseLister coordlisters.LeaseLister
leaseInformerSynced cache.InformerSynced
nodeLister corelisters.NodeLister
nodeInformerSynced cache.InformerSynced
getPodsAssignedToNode func(nodeName string) ([]v1.Pod, error)
recorder record.EventRecorder
// kube-controller-manager 启动时指定的几个参数
nodeMonitorPeriod time.Duration
nodeStartupGracePeriod time.Duration
nodeMonitorGracePeriod time.Duration
podEvictionTimeout time.Duration
evictionLimiterQPS float32
secondaryEvictionLimiterQPS float32
largeClusterThreshold int32