Kubernetes(k8s)中如何排查集群的高延迟问题？

简单回答：排查Kubernetes集群高延迟需检查节点网络、CNI插件、Service负载均衡、Pod资源限制及DNS解析。

延伸知识点：Service的负载均衡机制（IPVS vs iptables） Kubernetes Service通过kube-proxy实现负载均衡，默认使用iptables模式。当Service数量超过1,000时，iptables的线性规则匹配会导致延迟升高。此时应切换为IPVS模式：

1. IPVS基于内核哈希表，支持负载均衡算法（rr/wrr/lc等）
2. 修改kube-proxy配置： --proxy-mode=ipvs --ipvs-scheduler=rr (轮询)
3. 需确保节点加载ip_vs内核模块： lsmod | grep ip_vs
4. 性能对比：
   • 10,000个Service时，IPVS创建规则速度比iptables快36%
   • 并发请求处理能力提升2倍 切换后需监控延迟指标，结合EndpointSlices特性优化大规模服务发现。

1. 网络诊断: 检查节点间网络延迟（如Calico/Flannel CNI插件配置）、跨区通信带宽及服务间DNS解析效率，使用traceroute或kubectl exec执行容器内网络测试。
2. 资源瓶颈: 通过kubectl top监控节点/Pod的CPU/内存/磁盘IO，定位资源争用；检查内核参数（如net.core.somaxconn）及节点负载均衡策略。
3. 应用性能: 分析Pod日志及APM工具（如Prometheus）的延迟指标，排查数据库慢查询、代码级阻塞或线程池配置问题。
4. 存储延迟: 验证PV/PVC后端存储（如云盘/EBS）的IOPS及响应时间，检查StorageClass配置是否合理。
5. 控制平面健康: 检查kube-apiserver/etcd的请求延迟（etcdctl endpoint status），确保etcd集群无Leader选举波动或WAL日志堆积。
6. 分布式追踪: 集成Jaeger/SkyWalking跟踪跨服务调用链，定位特定微服务或Ingress Controller（如Nginx）的延迟热点。

1. 检查节点资源：

   • kubectl top nodes 查看CPU/内存使用
   • kubectl describe nodes 检查资源压力事件

2. 网络诊断：

   • kubectl get pods -n kube-system 验证CNI插件状态
   • 跨节点执行ping/curl测试Pod通信
   • 使用traceroute检查路由路径

3. 服务发现检查：

   • kubectl get endpoints 验证Service后端
   • nslookup <service> 测试DNS解析延迟

4. 存储性能：

   • kubectl describe pvc 检查存储卷状态
   • 节点执行iostat -dx 1监控磁盘IO

5. 应用层排查：

   • kubectl logs -f <pod> 查看应用日志
   • kubectl exec -it <pod> -- curl -v localhost 测试容器内延迟

6. 内核参数：

   • 检查dmesg输出
   • 验证net.ipv4.tcp_keepalive_time等网络参数

{"steps":[{"network_check":"检查节点间网络延迟，使用ping/traceroute确认跨节点通信质量，确认CNI插件（如Calico/Flannel）配置正常，排查Service或IngSErvice的iptables/IPVS规则是否异常。"},{"resource_usage":"通过kubectl top/node/pod分析CPU、内存、磁盘I/O瓶颈，检查节点负载是否过高，确认Pod资源请求/限制是否合理。"},{"apiserver_etcd":"排查kube-apiserver和etcd性能，通过日志及metrics（如etcd请求延迟）确认是否因高负载或存储延迟导致调度/响应变慢。"},{"workload_analysis":"检查Pod日志及性能分析（如pprof、jstack），确认应用自身是否存在GC频繁、线程阻塞或外部依赖（如数据库）延迟。"},{"component_logs":"检查kube-proxy、kubelet、CNI组件日志，排查网络策略、DNS解析、容器运行时（如Docker/containerd）异常。"},{"cluster_optimization":"启用HPA优化负载均衡，调整kube-apiserver的--max-requests-inflight，优化etcd磁盘性能，必要时升级节点规格或集群版本。"}],"prevention":"定期监控集群核心指标（Prometheus+Grafana），配置Pod反亲和性避免资源争抢，使用节点本地DNS缓存减少查询延迟。"}