容器网段空间耗尽如何继续扩容(VPC网络模式)
注意：以下内容仅针对使用 “VPC Route”模式的集群
概述
一个集群中最大的节点数量由容器网段的大小和每个节点上最大 Pod 数量所决定，例如：
- 容器网段选择 172.16.0.0/16，每个节点最大 Pod 数量为 256，则一个集群中最多只能有 256 个节点；
- 容器网段选择 192.168.0.0/22，每个节点最大 Pod 数量为 128，则一个集群中最多只能有 8 个节点；
在某些情况下，由于用户创建的集群时，选择的容器网段过小或者每个节点上最大的容器数量过大，在后续对集群进行扩容时，节点数量超过了集群中最大的节点数量。由于 kube-controller-manager 无法为这些扩容的节点分配Pod 的网段，会导致节点状态 notReady。
注意：在 2021-3-11 之前，controller manager 采用二进制方式部署，按照老版本解决办法。2021-3-11 之后的新建的集群，controller manager 采用静态 Pod 方式部署，按照新版本解决办法。
master 二进制部署集群解决方法
在 2021-3-11 之前，controller manager 采用二进制方式部署。
此时只有容器网络 V1 架构，不排除个人手动升级到 V2 架构的情况。请自行确认当前使用的容器网络版本。对应的方法为检查集群中是否有 cce-cni-node-agent 对象，如果有该对象，则使用的容器网络版本是 v1。
$ kubectl -n kube-system get cm cce-cni-node-agent
NAME DATA AGE
cce-cni-node-agent 1 125d第一步
修改集群中 master 节点上 cce-network-operator 的配置，需要修改的字段是 cluster-pool-ipv4-mask-size。由于修改目的是让集群中可以容纳更多节点，也就是让节点上最大的 Pod 数量变小，我们需要修改 cluster-pool-ipv4-mask-size 值使其变大。
如果是多副本的 master，需要逐一修改各 master 节点上的配置。
注意: 不能修改 cluster-pool-ipv4-mask-size 比当前值更小，否则会造成网段冲突导致网络不通
第二步
从集群中移出节点再加入，包括的方法有两种：
- 从 CCE 产品 console 界面上选择“移出节点”或“删除节点”, 之后再“移入节点”或“添加节点”。
- 执行
kubectl delete node <nodeName>从 k8s 集群中删除节点。执行kubectl get pods --all-namespaces=true -o wide | grep <nodeName>确保该节点上没有 Pod 之后，在节点上重启 kubelet 将节点重新加入到 k8s 集群。
注意：不论哪种方式将节点从集群中删除，都会导致移出的节点上的所有 Pod 漂移。对于承载了线上服务的节点，需要谨慎操作。
实际案例
问题场景
目前有一个集群的容器网段是 172.26.0.0/22，kube-controller-manager 配置中 --node-cidr-mask-size=24。也就是说，集群中最多容纳 4 个节点，每个节点上最大 Pod 数量是 256。
集群中已经有 4 个节点了，如果再扩容节点将会导致新扩容的节点不可用。
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
10.0.5.3 Ready <none> 119m v1.13.10
10.0.5.4 Ready <none> 117m v1.13.10
10.0.5.5 Ready <none> 20m v1.13.10
10.0.5.6 Ready <none> 118m v1.13.10
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 172.26.2.0/24
PodCIDR: 172.26.1.0/24
PodCIDR: 172.26.3.0/24
PodCIDR: 172.26.0.0/24修改步骤
第一步
在 master 上执行 vim /etc/systemd/system/kube-controller.service 查看 kube-controller-manager 配置：
[Unit]
Description=Kubernetes Controller Manager
After=network.target
After=kube-apiserver.service
[Service]
ExecStart=/opt/kube/bin/kube-controller-manager \
--allocate-node-cidrs=true \
--cloud-config=/etc/kubernetes/cloud.config \
--cluster-cidr=172.26.0.0/22 \
--node-cidr-mask-size=24 \ #修改这里
.......
--kubeconfig=/etc/kubernetes/controller-manager.conf \
--leader-elect=true \
--logtostderr=true \
--master=https://100.64.230.195:6443 \
--v=6
Restart=always
Type=simple
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target修改 --node-cidr-mask-size 值从 24 变更为 26。这样修改后，集群中最多可以容纳 16 个节点，每个节点上最大 Pod 数量则减少为 64。
依次在每个 master 节点修改配置后执行以下命令重启 kube-controller-manager。
systemctl daemon-reload
systemctl restart kube-controller.service第二步
执行 kubectl delete node 10.0.5.4，此时集群状态中已经没有 10.0.5.4 节点:
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
10.0.5.3 Ready <none> 132m v1.13.10
10.0.5.5 Ready <none> 33m v1.13.10
10.0.5.6 Ready <none> 132m v1.13.10
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 172.26.2.0/24
PodCIDR: 172.26.3.0/24
PodCIDR: 172.26.0.0/24执行 kubectl get pods --all-namespaces=true -o wide | grep <nodeName> 确保 10.0.5.4 上没有 Pod。
在 10.0.5.4 节点上执行 systemctl restart kubelet.service 重启 kubelet，此时集群状态中表明 10.0.5.4 节点又被加入并且容器网段变为了 172.26.1.0/26:
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
10.0.5.3 Ready <none> 138m v1.13.10
10.0.5.4 Ready <none> 3m55s v1.13.10
10.0.5.5 Ready <none> 40m v1.13.10
10.0.5.6 Ready <none> 138m v1.13.10
[root@instance-rhkiutp6-3 ~]# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 172.26.2.0/24
PodCIDR: 172.26.1.0/26
PodCIDR: 172.26.3.0/24
PodCIDR: 172.26.0.0/24每移入移出一个已有节点将会创造出 3 个节点的扩容空间。例如现在可以给集群继续扩容 3 台节点，分配的 PodCIDR 将会是 172.26.1.64/26、 172.26.1.128/26 以及 172.26.1.192/26。
用户继续执行以上步骤移入移出所有节点，以创造更多的扩容空间。
注意：PodCIDR 掩码不同的节点理论上可以存在于同一集群中，但还是建议用户将所有节点移入移出一遍，让节点拥有相同掩码的 PodCIDR。
master 采用静态Pod部署方式解决办法
在 2021-3-11 之后，controller manager 采用静态 Pod 方式部署，修改对应的配置文件即可完成 Pod 更新。
容器网络分为 V1 和 V2 架构。请自行确认当前使用的容器网络版本。对应的方法为检查集群中是否有 cce-cni-node-agent 对象，如果有该对象，则使用的容器网络版本是 v1。
$ kubectl -n kube-system get cm cce-cni-node-agent
NAME DATA AGE
cce-cni-node-agent 1 125d第一步 修改配置
修改集群中 master 节点上 kube-controller-manager 的配置，需要修改的字段是 --node-cidr-mask-size。
由于修改目的是让集群中可以容纳更多节点，也就是让节点上最大的 Pod 数量变小，我们需要修改 --node-cidr-mask-size 值使其变大。
如果是多副本的 master，需要逐一修改各 master 节点上的配置。
｜ 注意: 不能修改 node-cidr-mask-size 比当前值更小，否则会造成网段冲突导致网络不通
第二步 修改网络组件
容器网络分 V1 和 V2 架构分别对应不同的修改方法。请自行确认当前使用的容器网络版本。对应的方法为检查集群中是否有 cce-cni-node-agent 对象，如果有该对象，则使用的容器网络版本是 v1。
$ kubectl -n kube-system get cm cce-cni-node-agent
NAME DATA AGE
cce-cni-node-agent 1 125d对于容器网络 V1 架构，v1 直接用node spec里的podcidr，并不需要进行修改。
对于容器网络 V2 架构，需要修改 cce-network-v2-config，对应的字段是 cluster-pool-ipv4-mask-size。之后重启对应的组件 cce-network-operator 和 cce-network-agent，以确保对应的配置生效。
第三步 重新移出移入节点
从集群中移出节点再加入，包括的方法有两种：
- 从 CCE 产品 console 界面上选择“移出节点”或“删除节点”, 之后再“移入节点”或“添加节点”。
- 执行
kubectl delete node <nodeName>从 k8s 集群中删除节点。执行kubectl get pods --all-namespaces=true -o wide | grep <nodeName>确保该节点上没有 Pod 之后，在节点上重启kubelet将节点重新加入到 k8s 集群。 注意：不论哪种方式将节点从集群中删除，都会导致移出的节点上的所有 Pod 漂移。对于承载了线上服务的节点，需要谨慎操作。
实际案例
问题场景
目前有一个集群的容器网段是 172.16.0.0/24 ，kube-controller-manager 配置中 node-cidr-mask-size=24 。也就是说，集群中最多容纳 256 个节点，每个节点上最大 Pod 数量是 256。现在需要将可容纳节点个数提升到 1024 个。
[root@root ~]# kubectl get no
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.1.4 Ready <none> 42m v1.24.4
192.168.1.5 Ready <none> 35m v1.24.4
root@root:~# kubectl describe node | grep -i podcidr
root@root:~# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 10.0.1.0/24
PodCIDRs: 10.0.1.0/24
PodCIDR: 10.0.0.0/24
PodCIDRs: 10.0.0.0/24修改步骤
第一步 修改配置
查看 cnode-cidr-mask-size 配置：
[root@root manifests]# kubectl get po kube-controller-manager-192.168.1.4 -n kube-system -o yaml | grep node-cidr-mask-size
- --node-cidr-mask-size=24修改 cluster-pool-ipv4-mask-size 值从 24 变更为 26。这样修改后，集群中最多可以容纳 1024 个节点，每个节点上最大 Pod 数量则减少为 64。
修改 kube-controller-manager 参数 node-cidr-mask-size=26 ：
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
annotations:
scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ""
creationTimestamp: null
labels:
component: kube-controller-manager
tier: control-plane
name: kube-controller-manager
namespace: kube-system
spec:
containers:
- command:
- kube-controller-manager
- --cluster-cidr=172.16.0.0/16
- --feature-gates=MixedProtocolLBService=true
- --master=https://192.168.1.4:6443
- --node-cidr-mask-size=26
……这里 kube-controller-manager 是通过静态方式部署的。对于静态Pod，kubelet 会监视定义文件的变化。当保存并关闭编辑器后，kubelet 将检测到文件已更改，并自动根据更新后的定义文件删除旧的 Pod 并启动新的 Pod 。
第二步 修改网络组件
这里使用的 V2 网络架构，需要修改 cce-network-v2-config 的 cluster-pool-ipv4-mask-size 字段。
kubectl edit cm cce-network-v2-config -n kube-system
apiVersion: v1
data:
cced: |
annotate-k8s-node: true
api-rate-limit:
bcecloud/apis/v1/AttachENI: rate-limit:5/1s,rate-burst:5,max-wait-duration:30s,parallel-requests:5,log:true
bcecloud/apis/v1/BatchAddPrivateIP: rate-limit:5/1s,rate-burst:10,max-wait-duration:15s,parallel-requests:5,log:true
bcecloud/apis/v1/BatchDeletePrivateIP: rate-limit:5/1s,rate-burst:10,max-wait-duration:15s,parallel-requests:5,log:true
bcecloud/apis/v1/CreateENI: rate-limit:5/1s,rate-burst:5,max-wait-duration:30s,parallel-requests:5,log:true
bcecloud/apis/v1/DescribeSubnet: rate-limit:5/1s,rate-burst:5,max-wait-duration:30s,parallel-requests:5
bcecloud/apis/v1/StatENI: rate-limit:10/1s,rate-burst:15,max-wait-duration:30s,parallel-requests:10
auto-create-network-resource-set-resource: true
bbcEndpoint: bbc.gz.baidubce.com
bccEndpoint: bcc.gz.baidubce.com
bce-cloud-access-key: ""
bce-cloud-country: cn
bce-cloud-host: cce-gateway.gz.baidubce.com
bce-cloud-region: gz
bce-cloud-secure-key: ""
bce-cloud-vpc-id: vpc-2f5wibbx4js7
cce-cluster-id: cce-clboj6fa
cce-endpoint-gc-interval: 30s
cluster-pool-ipv4-cidr:
- 172.16.0.0/16
cluster-pool-ipv4-mask-size: 26重启对应的组件cce-network-operator 和 cce-network-agent 以确保对应的配置生效。
kubectl rollout restart deployment cce-network-operator -n kube-system
kubectl rollout restart daemonset cce-network-agent -n kube-system第三步 重新移出移入节点
执行 kubectl delete 指令，删除对应的节点。
kubectl delete node 192.168.1.4查看集群状态，确保此时集群状态中已经没有 192.168.1.4 节点:
[root@root ~]# kubectl get no
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.1.5 Ready <none> 47m v1.24.4
root@root:~# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 10.0.1.0/24
PodCIDRs: 10.0.1.0/24确保 192.168.1.4 上没有 Pod。如果有 Pod 残留会导致重新加入 Node 后 Pod CIDR 不变。执行以下命令进行查看。
kubectl get pods --all-namespaces=true -o wide | grep <nodeName>在 192.168.1.2节点上执行 systemctl restart kubelet.service 重启 kubelet，此时集群状态中表明 192.168.1.2 节点又被加入并且容器网段变为了 172.26.1.0/26:
[root@root ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.1.4 Ready <none> 11m v1.24.4
192.168.1.5 Ready <none> 102m v1.24.4
[root@root-3 ~]# kubectl describe node | grep -i podcidr
PodCIDR: 10.0.0.0/26
PodCIDRs: 10.0.0.0/26
PodCIDR: 10.0.1.0/24
PodCIDRs: 10.0.1.0/24用户继续执行以上步骤移入移出所有节点，可以创造更多的扩容空间。
注意：PodCIDR 掩码不同的节点理论上可以存在于同一集群中，但还是建议用户将所有节点移入移出一遍，让节点拥有相同掩码的 PodCIDR。