概要
Atlantis(Terraformのplan/applyを行うツール)を再起動するたびに、復旧に約30分かかっていました。これが月に約100回発生していたため、毎月50時間以上のエンジニアリング時間がブロックされ、オンコール担当者に確実にページが飛んでいました。原因は、PersistentVolume(PV)上のファイル数が数百万に達した際に、Kubernetesの安全なデフォルト設定がボトルネックになっていたことです。1行の変更で直し、年間で約600時間を取り戻せました。ここでその調査と修正の経緯を紹介します。
不思議に遅い再起動
私たちはGitLabのMerge Request(MR)で多数のTerraformプロジェクトを管理しており、Atlantisがplanとapplyとロックを担当しています。AtlantisはKubernetes上の単一インスタンスのStatefulSetとして動き、リポジトリ状態はPersistentVolume(PV)に保持します。プロジェクトのオン/オフボードやTerraformで使う認証情報の更新時にAtlantisを再起動して新しい設定を反映する必要があり、これが30分かかることがありました。
遅い再起動は、Atlantisが使う永続ストレージのinodes不足で再起動してボリュームをリサイズしたときに顕著になりました。inodesはディスク上の各ファイル・ディレクトリエントリで消費され、ファイルシステム作成時のパラメータで決まります。我々のKubernetesプラットフォームが提供するCeph実装ではmkfsにフラグを渡す方法を提供しておらず、デフォルト値に依存していました。ファイルシステムを拡張してinodesを増やす必要があり、PVを再作成するにはPodの再起動が必要でした。
アラートのウィンドウを延ばすことも検討しましたが、それは単に問題を隠して実際の障害への対応を遅らせるだけです。そこで、なぜそんなに時間がかかるのかを掘り下げて調べることにしました。
挙動の確認
Secretsの反映のためにAtlantisをローリング再起動する際、私たちは次のコマンドを実行していました:
kubectl rollout restart statefulset atlantis
既存のPodはグレースフルに終了し、新しいPodが立ち上がります。新しいPodはすぐに現れるように見えますが、状態は次のようになります:
$ kubectl get pod atlantis-0
atlantis-0 0/1 Init:0/1 0 30m
まずPodのイベントを確認します。Initコンテナの実行を待っているので、イベントログに何かヒントがあるはずです:
$ kubectl events --for=pod/atlantis-0
LAST SEEN TYPE REASON OBJECT MESSAGE
30m Normal Killing Pod/atlantis-0 Stopping container atlantis-server
30m Normal Scheduled Pod/atlantis-0 Successfully assigned atlantis/atlantis-0 to 36com1167.cfops.net
22s Normal Pulling Pod/atlantis-0 Pulling image "oci.example.com/git-sync/master:v4.1.0"
22s Normal Pulled Pod/atlantis-0 Successfully pulled image "oci.example.com/git-sync/master:v4.1.0" in 632ms ...
スケジューリングからイメージプル開始までの間に長い遅延があり、Kubernetesのイベントだけでは原因が分かりませんでした。
深掘り(kubeletログ)
ノード上でPodの作成やPVのマウントなどを担当するkubeletはsystemdサービスとして動いており、ログはKibanaで参照できます。Podがスケジュールされたノード名と関連オブジェクトを使ってログをフィルタすると、AtlantisのPVがマウントされる様子やSecretボリュームのマウントは問題なく行われているのが見えました。しかし、ログに大きな空白(遅延)があります。
kubeletログの一部は次の通りです:
[operation_generator.go:664] "MountVolume.MountDevice succeeded for volume \"pvc-94b75052-8d70-4c67-993a-9238613f3b99\" ..." pod="atlantis/atlantis-0"
[pod_workers.go:1298] "Error syncing pod, skipping" err="unmounted volumes=[atlantis-storage], unattached volumes=[], failed to process volumes=[]: context deadline exceeded" pod="atlantis/atlantis-0"
[util.go:30] "No sandbox for pod can be found. Need to start a new one" pod="atlantis/atlantis-0"
これらのメッセージが数回ループした後で、ようやくPodが正常に起動しました。kubeletは他の準備が整っていると判断しているように見えますが、何かがタイムアウトしてPodが起動されていませんでした。
決め手(PVのログ)
最後に残った手掛かりはPVそのものです。PV名をKibanaで検索すると、すぐに次のログが目に入りました:
[volume_linux.go:49] Setting volume ownership for /state/var/lib/kubelet/pods/.../volumes/kubernetes.io~csi/pvc-94b75052-.../mount and fsGroup set. If the volume has a lot of files then setting volume ownership could be slow, see https:
冒頭でinodesが尽きたことを述べましたが、つまりPV上に大量のファイルがありました。PVをマウントすると、kubeletはfsGroupが設定されている場合にファイルシステム全体を再帰的に走査してchgrp -Rのようにグループ権限を再設定していました。ファイル・フォルダが大量にあるとこれは非常に時間がかかります。
Podのspec.securityContextには fsGroup: 1 が含まれていました。これはGID 1で実行されるプロセスがボリュームのファイルにアクセスできるようにするためです。Atlantisは非rootユーザーで動作するため、この設定がないとPVを読んだり書いたりできません。Kubernetesはこの要件を満たすために、PVをマウントするたびにファイルシステム全体の所有権を再帰的に更新していました。
修正
解決は単純でした。Kubernetes v1.20以降、pod.spec.securityContext に fsGroupChangePolicy というフィールドが追加されています。このフィールドのデフォルトは Always で、今回見たような挙動になります。もう一つの値 OnRootMismatch は、PVのルートディレクトリに正しい権限がない場合のみ変更を行います。
PV上のファイル生成方法が明確でない場合は fsGroupChangePolicy: OnRootMismatch を安易に設定しないよう注意が必要です。私たちはPV内でグループが変更されるべき要因がないことを確認した上で、次のように設定しました:
spec:
template:
spec:
securityContext:
fsGroupChangePolicy: OnRootMismatch
この変更により、Atlantisの再起動時間は約30分から約30秒に短縮しました。
教訓と提言
- Kubernetesのデフォルトは小規模なボリューム向けには安全で妥当ですが、データが増えるとボトルネックになります。
- 大きなPVを扱うワークロードでは、再帰的なパーミッション変更(fsGroupやfsGroupChangePolicy関連)が再起動時間を食っていないか確認してください。
fsGroupChangePolicy は v1.20 から利用可能です。必要に応じて OnRootMismatch を検討してください。
すべての修正が大がかりである必要はなく、多くの場合「なぜシステムがそう振る舞うのか?」と問うことが重要です。
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