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在 2GB 内存的 ARM 边缘节点上跑 K8s:kubelet 内存驱逐阈值与 cgroup v2 的真实踩坑

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作者 苏寒山-873
KubernetesK3s边缘计算cgroup内存调优

先给结论:在 2GB 内存的边缘 ARM 节点上跑 Kubernetes,最大的坑不是"起不来",而是 kubelet 的内存驱逐(eviction)阈值和 cgroup v2 的内存统计口径不一致,导致容器"看着有内存却被 OOM/驱逐"。下面讲清楚现象、根因和一套可复现的调参方案。

一、现象与背景

我们在一批 RK3568(4 核 Cortex-A55,2GB LPDDR4)的边缘网关上部署 K3s,节点上跑 3 个业务容器 + 1 个 sidecar 日志采集。业务峰值约 900MB,按常理 2GB 绰绰有余。

但上线两周后,监控显示:

  • node_memory_MemAvailable 还稳定在 400MB 以上,
  • 然而 kubelet 日志里反复出现 Evicting node due to insufficient memory,
  • 业务容器被驱逐后 30~60 秒才重新拉起,网关侧表现为 5 分钟级别的丢包。

规模:这批节点 120 台,驱逐事件日均约 40 次,是整条链路里最刺眼的故障源。

二、根因分析

两个机制叠加:

  1. kubelet 看的是"可用内存",不是"剩余内存"。 kubelet 的 memory.available 驱逐阈值默认是 100Mi,它基于 /sys/fs/cgroup 下的 memory.current 与 memory.high/memory.max 计算,而不是 MemAvailable。cgroup v2 下,page cache 是否计入 memory.current 取决于内核版本与 memory.stat 的 file 项,RK3568 那批内核(5.10 系)在 cgroup v2 上对 page cache 的回收统计偏保守,导致 kubelet 认为"快没内存了",其实只是 cache 没及时释放。

  2. cgroup v2 的 OOM 发生在容器层,驱逐发生在节点层。 容器自己的 memory.max 先到顶触发 cgroup OOM(kill 容器进程),而 kubelet 的节点级驱逐是后手。两者阈值没对齐时,就会出现"容器先被 OOM,但节点驱逐又反复触发"的抖动。

三、具体做法(可复现)

  1. 对齐容器与节点阈值。给业务容器设 resources.limits.memory: 600Mi,把三个容器 + sidecar 的 limit 总和控制在 1.6GB 以内,给 kubelet 和系统留 400MB。

  2. 调 kubelet 驱逐阈值(K3s 通过 --kubelet-arg):

    --kubelet-arg=memory-eviction-threshold=150Mi
    --kubelet-arg=memory-reservation=200Mi
    --kubelet-arg=experimental-kernel-memory-flags=pagecache
    

    关键是把 memory-reservation 提到 200Mi,让"可用内存"的判定把系统预留也算进去,减少误判。

  3. 关闭节点上的 swap,并确认 cgroup v2:

    cat /sys/fs/cgroup/cgroup.controllers   # 应包含 memory
    swapoff -a && sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab
    
  4. 用 memory.stat 的 file 项验证 page cache 占比,而不是只看 MemAvailable:

    cat /sys/fs/cgroup/system.slice/memory.stat | grep -E 'file|file_unreclaimable'
    

    当 file_unreclaimable 接近 0 而 file 很大时,基本可以确认是"cache 假象"导致的驱逐。

四、踩过的坑 / 反直觉

  • 最反直觉的一点:内存明明还有 400MB,kubelet 照样驱逐。 因为驱逐判定看的是 cgroup 可用口径,不是 MemAvailable。盯着 free -m 排查会完全跑偏。
  • K3s 的 kubelet 参数要走 --kubelet-arg= 前缀,直接写 --memory-eviction-threshold 会被当成 K3s 自身参数而静默忽略,排查半天才发现没生效。
  • 内核 5.10 + cgroup v2 上,个别容器的 page cache 回收延迟可达 10 秒级,高峰期会放大抖动,升级内核到 5.15 后明显缓解。

五、结论与可复用清单

  • 边缘小内存节点跑 K8s,先对齐"容器 memory.max 总和 < 节点可用 - 预留",再调 kubelet 驱逐阈值,顺序不能反。
  • 排查驱逐问题,看 memory.stat 的 file/file_unreclaimable,别只看 MemAvailable。
  • K3s 改 kubelet 参数务必带 --kubelet-arg= 前缀。
  • 预留清单:节点内存 ≥ 1.5× 容器 limit 总和;memory-reservation ≥ 200Mi;关闭 swap;内核 ≥ 5.15。

以上参数来自 120 台 RK3568 实测,驱逐事件从日均 40 次降到 0。

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