Kubernetes ist das Rückgrat von containerisierten Anwendungen und sorgt für Skalierbarkeit, hohe Verfügbarkeit und Automatisierung.
Probleme mit Kubernetes-Clustern können jedoch zu Pod-Ausfällen, Nichtverfügbarkeit von Knoten und Unterbrechungen von Diensten führen und so den Geschäftsbetrieb beeinträchtigen.
In diesem Leitfaden führen wir Sie Schritt für Schritt durch Techniken zur Fehlerbehebung, um Cluster-Fehler zu diagnostizieren und zu beheben und eine stabile und effiziente Kubernetes-Umgebung zu gewährleisten.
Was sind die Ursachen für Kubernetes-Cluster-Probleme?
Mehrere Faktoren können zu Ausfällen von Kubernetes-Clustern führen, darunter:
Node Failures – Ein oder mehrere Nodes befinden sich im NotReady-Status, was die Verteilung der Arbeitslast beeinträchtigt.
Pod-Planungsfehler – Kubernetes kann den Knoten aufgrund von Ressourcenbeschränkungen keine Pods zuweisen.
Netzwerkprobleme – Cluster-Komponenten können aufgrund von falsch konfigurierten Netzwerkrichtlinien nicht kommunizieren.
API-Server unerreichbar – Die Kubernetes-API ist nicht erreichbar, wodurch kubectl-Befehle nicht funktionieren.
Storage & Volume Mount Errors – Persistent Storage Claims fallen aus oder sind nicht erreichbar.
Falsch konfigurierte Cluster-Komponenten – Probleme in etcd, kubelet oder kube-proxy können die Cluster-Funktionalität beeinträchtigen.
Die Identifizierung der Grundursache ist entscheidend für die Wiederherstellung der Gesundheit des Kubernetes-Clusters.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Behebung von Kubernetes-Cluster-Problemen
Schritt 1: Überprüfen des Zustands von Cluster und Knoten
Wenn der Cluster nicht reagiert oder sich ungewöhnlich verhält, überprüfen Sie zunächst den Knotenstatus.
Überprüfen Sie den allgemeinen Zustand des Clusters:
bash
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kubectl cluster-info
kubectl get componentstatuses
Alle Knoten auflisten und ihren Status überprüfen:
bash
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kubectl get nodes -o wide
Wenn sich ein Knoten in einem NotReady-Zustand befindet, prüfen Sie die Kubelet-Protokolle:
bash
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journalctl -u kubelet -n 50
Maßnahme: Wenn die Knoten NotReady sind, starten Sie kubelet neu und stellen Sie sicher, dass genügend CPU/RAM-Ressourcen verfügbar sind.
Schritt 2: Fehlerbehebung bei Pod-Ausfällen und Zeitplanungsproblemen
Wenn Pods im Status „Pending“ oder „CrashLoopBackOff“ feststecken, prüfen Sie den Grund dafür.
Alle Pods und deren Status auflisten:
bash
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kubectl get pods –all-namespaces
Beschreiben Sie fehlgeschlagene Pods, um Fehlermeldungen zu überprüfen:
bash
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kubectl describe pod <pod_name>
Betrachten Sie Protokolle für bestimmte Pods:
bash
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kubectl logs <pod_name> –previous
Maßnahme: Wenn Pods stecken bleiben, stellen Sie sicher, dass genügend Ressourcen auf den Knoten vorhanden sind und keine Konflikte in den YAML-Konfigurationen bestehen.
Schritt 3: Überprüfen der Verfügbarkeit des Kubernetes-API-Servers
Wenn die kubectl-Befehle nicht reagieren, ist der Kubernetes-API-Server möglicherweise nicht verfügbar.
Prüfen Sie die API-Server-Protokolle:
bash
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journalctl -u kube-apiserver -n 50
Stellen Sie sicher, dass der API-Server läuft:
bash
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systemctl status kube-apiserver
Starten Sie den API-Server bei Bedarf neu:
bash
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systemctl restart kube-apiserver
Maßnahme: Wenn API-Anforderungen fehlschlagen, prüfen Sie, ob die Zertifikate nicht übereinstimmen oder die Komponenten der Steuerungsebene falsch konfiguriert sind.
Schritt 4: Beheben von Netzwerkverbindungsproblemen
Wenn Pods oder Knoten nicht kommunizieren können, überprüfen Sie die Kubernetes-Netzwerkkomponenten.
Listen Sie alle Dienste und ihre Cluster-IPs auf:
bash
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kubectl get svc –all-namespaces
Prüfen Sie, ob CoreDNS ordnungsgemäß ausgeführt wird:
bash
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kubectl get pods -n kube-system | grep coredns
Starten Sie die Netzwerkkomponenten (Calico, Flannel oder Cilium) neu:
bash
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kubectl rollout restart daemonset -n kube-system calico-node
Maßnahme: Wenn das Clusternetzwerk falsch konfiguriert ist, starten Sie die CNI-Plugins neu und überprüfen Sie die Netzwerkrichtlinien.
Schritt 5: Fehler beim Einhängen von persistenten Speichern und Volumes beheben
Wenn Anwendungen nicht auf den Speicher zugreifen können, prüfen Sie, ob es Probleme mit Persistent Volume (PV) gibt.
Alle persistenten Volumes auflisten:
bash
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kubectl get pv
Überprüfen Sie persistente Volumenansprüche (PVCs):
bash
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kubectl get pvc –all-namespaces
Starten Sie den Speichertreiber (NFS, CSI oder iSCSI) neu:
bash
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systemctl restart nfs-kernel-server
Maßnahme: Wenn eine PV im Zustand „Beendigung“ feststeckt, löschen Sie sie manuell:
bash
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kubectl delete pv <pv_name> –force
Schritt 6: Überprüfen der Cluster-Konfiguration und der Zertifikate
Wenn der Cluster nach einer Aktualisierung ausfällt, prüfen Sie, ob die Konfiguration nicht übereinstimmt.
Überprüfen Sie die Clusterkonfiguration:
bash
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kubectl config Ansicht
Validierung der Zertifikate der Steuerungsebene:
bash
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ls -lh /etc/kubernetes/pki/
Abgelaufene Zertifikate erneuern:
bash
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kubeadm certs renew all
Maßnahme: Starten Sie die Komponenten der Steuerebene (etcd, Controller-Manager, Scheduler) neu, wenn die Zertifikatsprobleme weiterhin bestehen.
Best Practices zur Vermeidung von Kubernetes-Cluster-Ausfällen
Überwachung des Clusterzustands – Verwenden Sie Prometheus, Grafana oder Datadog für die Echtzeitüberwachung.
Auto-Scaling einrichten – Konfigurieren Sie horizontales Pod-Auto-Scaling (HPA) und Cluster-Auto-Scaler.
Regelmäßige Backups sicherstellen – Sichern Sie die etcd-Datenbank, um den Verlust des Cluster-Status zu vermeiden.
Regelmäßige Knotenwartung durchführen – Alte Knoten vor Upgrades entleeren:
bash
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kubectl drain <node_name> –ignore-daemonsets
Anwenden von Netzwerkrichtlinien – Verhindern Sie unautorisierten Zugriff und falsch konfigurierte Routen.
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