Debian上Kubernetes安装的性能调优技巧

Debian上Kubernetes安装的性能调优技巧

一 基础系统与内核调优

• 关闭 Swap：Kubelet 默认要求关闭 Swap，避免内存回收抖动。执行：sudo swapoff -a 并注释 /etc/fstab 中的 swap 行。
• 加载内核模块与桥接转发：
  • 模块：sudo modprobe overlay & & sudo modprobe br_netfilter
  • 配置：/etc/modules-load.d/containerd.conf 写入 overlay、br_netfilter
• 网络内核参数（/etc/sysctl.d/99-kubernetes-k8s.conf）：
  • net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
  • net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
  • net.ipv4.ip_forward = 1
  • 使能：sudo sysctl --system
• 可选的系统级网络与文件句柄优化（按负载逐步启用）：
  • net.core.somaxconn = 65535、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
  • net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535、net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1、net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
  • vm.swappiness = 10（如已关闭 swap，此项影响有限）
  • fs.inotify.max_user_instances、fs.inotify.max_user_watches、fs.aio-max-nr 视监控/文件密集型负载调高

二 容器运行时与kubelet关键配置

• 容器运行时建议：Kubernetes 1.24+ 使用 containerd 作为容器运行时。
  • 安装：sudo apt update & & sudo apt install -y containerd
  • 启用：sudo systemctl enable --now containerd
• kubelet 建议：
  • 使用 systemd 作为 cgroup 驱动（与系统一致，减少兼容性问题）。
  • 合理设置每个节点可调度 Pod 数量（如通过 kubelet 配置或 kubeadm 的拓扑管理），避免端口/网络/内核资源耗尽。
  • 为 kubelet 设置 资源请求/限制，避免控制面组件被挤占。

三 网络性能优化

• CNI 插件选择：优先选择高性能、可扩展的 Calico/Cilium/Flannel 等方案，结合网络策略控制东西向流量。
• MTU 设置：确保节点网卡、容器网卡与 CNI 的 MTU 一致；常规 1500，开启 Jumbo Frame 时可用 9000，避免分片与性能劣化。
• 服务代理模式：将 kube-proxy 从 iptables 切换为 IPVS（大规模服务/连接时吞吐更高、延迟更低）。
• 连接跟踪与端口范围：在高并发短连接场景，适当调大 net.netfilter.nf_conntrack_max 与 net.ipv4.ip_local_port_range，并启用 net.ipv4.tcp_tw_reuse 等 TIME_WAIT 优化（需结合压测验证）。

四 调度与资源管理

• 资源配置：为所有工作负载设置 requests/limits，避免 OOM、CPU 抖动与“吵闹邻居”。
• 调度策略：合理使用 节点亲和性/反亲和性、污点与容忍、拓扑分散（如 PodAntiAffinity）提升关键业务的稳定性与资源利用率。
• 服务质量：对延迟敏感业务设置 Guaranteed QoS（requests == limits），对可压缩资源（CPU）使用 Burstable，避免滥用 BestEffort。
• 自动扩缩：结合 HPA/VPA（谨慎使用 VPA 的 inplace 更新策略），在保障稳定性的前提下提升资源弹性。

五 存储监控与后续验证

• 存储选择：优先 SSD/NVMe 等低时延介质；避免 NFS 等潜在高延迟后端对数据库/有状态服务的影响。
• 存储类与 QoS：为不同性能需求配置 StorageClass，必要时启用 Storage QoS 或 I/O 限流策略。
• 监控与日志：部署 Prometheus + Grafana 监控节点/Pod 指标，使用 EFK/ELK 聚合日志，结合 Metrics Server 启用 HPA。
• 上线前压测：对网络（如 iperf3）、存储（如 fio）、应用（如 wrk/ab）进行基准测试，验证 MTU、IPVS、内核参数、CNI 等调优效果并固化到清单/配置中。

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