作者介紹

林偉壕，網(wǎng)易游戲資深運維工程師。現(xiàn)任職于網(wǎng)易游戲，從事游戲運維相關(guān)工作；曾就職于中國電信，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)維護、網(wǎng)絡(luò)安全防御等工作。深入研究Linux運維、虛擬化等，現(xiàn)致力于企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)安全防護自動化體系構(gòu)建。

相對物理環(huán)境，虛擬化環(huán)境更加錯綜復(fù)雜。之前弄KVM虛擬化時經(jīng)常遇到好多次莫名其妙的網(wǎng)絡(luò)故障，查出來的原因要么是操作系統(tǒng)內(nèi)核bug，要么是KVM與操作系統(tǒng)內(nèi)核版本不兼容，最后是通過升級操作系統(tǒng)內(nèi)核或者KVM版本修復(fù)了。沒想到，轉(zhuǎn)型到Docker后，又重蹈覆轍了。

本文將介紹一個困擾筆者近半年的虛擬化環(huán)境下的疑難故障，最后排查出來的故障原因和修復(fù)手段也讓人啼笑皆非。并非因為這個過程有多復(fù)雜，而是分享一個心理歷程，思考在遇到故障時如何兼顧業(yè)務(wù)和技術(shù)，如何正確使用搜索引擎。

故障現(xiàn)象

我們有一套高性能代理集群，之前內(nèi)測階段運行穩(wěn)定，結(jié)果等正式上線后不到半個月，提供代理服務(wù)的宿主突然接二連三死機，導(dǎo)致宿主上的所有服務(wù)全部中斷。

故障分析

故障時宿主直接死機，無法遠程登錄，機房現(xiàn)場敲鍵盤業(yè)務(wù)反應(yīng)。由于宿主syslog已接入ELK，所以我們采集了當(dāng)時死機前后的各種syslog。

報錯日志

通過查看死機宿主的syslog發(fā)現(xiàn)機器死機前有以下kernel報錯：

Nov 12 15:06:31 hello-worldkernel: [6373724.634681] BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereferenceat 0000000000000078
Nov 12 15:06:31 hello-world kernel: [6373724.634718] IP: []pick_next_task_fair+0x6b8/0x820
Nov 12 15:06:31 hello-world kernel: [6373724.634749] PGD 10561e4067 PUDffdb46067 PMD 0
Nov 12 15:06:31 hello-world kernel: [6373724.634780] Oops: 0000 [#1] SMP

顯示訪問了內(nèi)核空指針后觸發(fā)系統(tǒng)bug，然后引起一系列調(diào)用棧報錯，最后死機。

為進一步分析故障現(xiàn)象，首先需要理解這套高性能代理集群的架構(gòu)。

架構(gòu)介紹

單個節(jié)點，是在萬兆網(wǎng)卡的宿主機上跑Docker容器，然后在容器中跑Haproxy實例，每個節(jié)點、實例的配置信息、業(yè)務(wù)信息都托管在調(diào)度器上。

特別之處在于：宿主使用Linux Bridge直接給Docker容器配置IP地址，所有對外服務(wù)的IP，包括宿主自己的外網(wǎng)IP都綁在Linux Bridge上。

應(yīng)用介紹

每臺宿主的操作系統(tǒng)、硬件、Docker版本全部一致，其中操作系統(tǒng)和Docker版本如下：

[操作系統(tǒng)]

System : Linux
Kernel : 3.16.0-4-amd64
Version : 8.5
Arch : x86_64

[Docker版本]

Docker version 1.12.1, build 6b644ec

初步分析

該集群的宿主配置一致，故障現(xiàn)象也一致，疑點有三個：

1、Docker版本與宿主內(nèi)核版本不兼容

三臺宿主的環(huán)境本來一致，但1臺穩(wěn)定跑服務(wù)2個月才死機，1臺跑服務(wù)1個月后死機，另外1臺上線跑服務(wù)一周便會死機。
發(fā)現(xiàn)每臺宿主除了死機的異常日志，平時也有相同報錯日志：

time=”2016-09-07T20:22:19.450573015+08:00″level=warning msg=”Your kernel does not support cgroup memory limit”

time=”2016-09-07T20:22:19.450618295+08:00″ level=warningmsg=”Your kernel does not support cgroup cfs period”
time=”2016-09-07T20:22:19.450640785+08:00″ level=warningmsg=”Your kernel does not support cgroup cfs quotas”
time=”2016-09-07T20:22:19.450769672+08:00″ level=warningmsg=”mountpoint for pids not found”

根據(jù)上面提示，應(yīng)該是操作系統(tǒng)內(nèi)核版本對該版本的Docker不支持某些功能所導(dǎo)致。不過在搜索引擎上搜索這并不影響Docker的功能，更不加影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

比如：

time=”2017-01-19T18:16:30+08:00″level=error msg=”containerd: notify OOM events” error=”openmemory.oom_control: no such file or directory”

time=”2017-01-19T18:22:41.368392532+08:00″level=error msg=”Handler for POST /v1.23/containers/338016c68da6/stopreturned error: No such container:

338016c68da6″

是Docker 1.9以來就有的問題，1.12.3修復(fù)了。參考https://github.com/docker/docker/?issues/24211

比如Github上有人回復(fù)：

“I have been update my docker from 1.11.2 to 1.12.3, This issue is fixed.

BTW, this error message can be ignored, it should really just be a warning.”

但這里所說的都只是v1.12.2版本就能修復(fù)的問題，我們升級Docker版本后發(fā)現(xiàn)死機依舊。

于是，我們接著通過各種Google確認(rèn)了很多與我們存在相同故障現(xiàn)象的問題，初步確認(rèn)故障與Docker的相關(guān)性：

http://serverfault.com/questions/709926/bug-unable-to-handle-kernel-null-pointer-dereference-at-on-google-compute-eng

https://support.mayfirst.org/ticket/10872

又根據(jù)以下官方issue初步確認(rèn)Docker版本與系統(tǒng)內(nèi)核版本不兼容可引發(fā)宕機的關(guān)聯(lián)性：

https://github.com/docker/docker/issues/19910

接著，通過官方的changelog和issue確認(rèn)宿主所使用Docker版本與系統(tǒng)內(nèi)核版本不兼容問題：

https://github.com/docker/docker/blob/v1.12.2-rc1/CHANGELOG.md

出于嘗試心理，我們把Docker版本升級到1.12.2后，未出意外仍出現(xiàn)死機。

2.使用Linux bridge方式改造宿主網(wǎng)卡可能觸發(fā)bug

找了那臺宿主跑服務(wù)一周就會死機的宿主，停止運行Docker，只改造網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定跑了一周未發(fā)現(xiàn)異常。

3.使用pipework給Docker容器配置IP可能觸發(fā)bug

由于給容器分配IP時我們采用了開源的pipework腳本，因此懷疑pipework的工作原理存在bug，所以嘗試不使用pipework分配IP地址，發(fā)現(xiàn)宿主仍出現(xiàn)死機。

于是初步排查陷入困境，眼看著宿主每月至少死機一次，非常郁悶。

故障定位

因為還有線上業(yè)務(wù)在跑，所以沒有貿(mào)然升級所有宿主內(nèi)核，而是期望能通過升級Docker或者其它熱更新的方式修復(fù)問題。但是不斷的嘗試并沒有帶來理想中的效果。

直到有一天，在跟一位對Linux內(nèi)核頗有研究的老司機聊起這個問題時，他三下五除二，Google到了幾篇文章，然后提醒我們?nèi)绻沁@個 bug，那是在 Linux 3.18 內(nèi)核才能修復(fù)的。

參考：

• https://lists.gt.net/linux/kernel/2256803
• https://lkml.org/lkml/2014/2/15/217
• https://github.com/docker/docker/issues/21081
• https://github.com/torvalds/linux/commit/eeb61e53ea19be0c4015b00b2e8b3b2185436f2b

原因：

從sched: Fix race between task_group and sched_task_group的解析來看，就是parent 進程改變了它的task_group，還沒調(diào)用cgroup_post_fork()去同步給child，然后child還去訪問原來的cgroup就會null。

不過這個問題發(fā)生在比較低版本的Docker，基本是Docker 1.9以下，而我們用的是Docker1.11.1/1.12.1。所以盡管報錯現(xiàn)象比較相似，但我們還是沒有100%把握。

但是，這個提醒卻給我們打開了思路：去看內(nèi)核代碼，實在不行就下掉所有業(yè)務(wù)，然后全部升級操作系統(tǒng)內(nèi)核，保持一個月觀察期。

于是，我們開始啃Linux內(nèi)核代碼之路。先查看操作系統(tǒng)本地是否有源碼，沒有的話需要去Linux kernel官方網(wǎng)站搜索。

“`

apt-cache search linux-image-3.16.0-4-amd64

apt-get source linux-image-3.16.0-4-amd64

“`

下載了源碼包后，根據(jù)報錯syslog的內(nèi)容進行關(guān)鍵字匹配，發(fā)現(xiàn)了以下內(nèi)容。由于我們的機器是x86_64架構(gòu)，所以那些avr32/m32r之類的可以跳過不看。結(jié)果看下來，完全沒有可用信息。

/kernel/linux-3.16.39#grep -nri “unable to handle kernel NULL pointer dereference” *

arch/tile/mm/fault.c:530:????????????? pr_alert(“Unable to handlekernel NULL pointer dereference\n”);

arch/sparc/kernel/unaligned_32.c:221:??????????????? ? printk(KERN_ALERT “Unable to handle kernel NULL pointerdereference in mna handler”);

arch/sparc/mm/fault_32.c:44:??????? ???“Unable to handle kernel NULL pointer dereference\n”);

arch/m68k/mm/fault.c:47:?????????????????? pr_alert(“Unable tohandle kernel NULL pointer dereference”);

arch/ia64/mm/fault.c:292:??????????? printk(KERN_ALERT “Unable tohandle kernel NULL pointer dereference (address %016lx)\n”, address);

debian/patches/bugfix/all/mpi-fix-null-ptr-dereference-in-mpi_powm-ver-3.patch:20:BUG:unable to handle kernel NULL pointer dereference at?????????? (null)

最后，我們還是下線了所有業(yè)務(wù)，將操作系統(tǒng)內(nèi)核和Docker版本全部升級到最新版。這個過程有些艱難，當(dāng)初推廣這個系統(tǒng)時拉的廣告歷歷在目，現(xiàn)在下線業(yè)務(wù)，回爐重造，挺考驗勇氣和決心的。

故障處理

下面是整個故障處理過程中，我們進行的一些操作。

升級操作系統(tǒng)內(nèi)核

對于Docker 1.11.1與內(nèi)核4.9不兼容的問題，可以刪除原有的Docker配置，然后使用官方腳本重新安裝最新版本Docker

“`

/proxy/bin#ls /var/lib/dpkg/info/docker-engine.

docker-engine.conffiles? docker-engine.md5sums??? docker-engine.postrm???? docker-engine.prerm

docker-engine.list?????? docker-engine.postinst?? docker-engine.preinst

#Getthe latest Docker package.

$curl -fsSL https://get.docker.com/ | sh

#啟動

nohupdocker daemon -H tcp://0.0.0.0:2375 -H unix:///var/run/docker.sock-s=devicemapper&

“`

這里需要注意的是，Docker安裝方式在不同操作系統(tǒng)版本上不盡相同，甚至相同發(fā)行版上也有不同，比如原來我們使用以下方式安裝Docker：

“`

apt-get install docker-engine

“`

然后在早些時候，還有使用下面的安裝方式：

“`

apt-get install lxc-docker

“`

可能是基于原來安裝方式的千奇百怪導(dǎo)致問題叢出，所以Docker官方提供了一個腳本用于適配不同系統(tǒng)、不同發(fā)行版本Docker安裝的問題，這也是一個比較奇怪的地方，所以Docker生態(tài)還是蠻亂的。

驗證

16:44:15 up 28 days, 23:41,? 2 users,?load average: 0.10, 0.13, 0.15

docker????30320???? 1? 0 Jan11 ???????? 00:49:56 /usr/bin/docker daemon -p/var/run/docker.pid

Docker內(nèi)核升級到1.19，Linux內(nèi)核升級到3.19后，保持運行至今已經(jīng)2個月多了，都是ok的。

總結(jié)

這個故障的處理時間跨度很大，都快半年了，想起今年除夕夜收到服務(wù)器死機報警的情景，心里像打破五味瓶一樣五味雜陳。期間問過不少研究Docker和操作系統(tǒng)內(nèi)核的同事，往操作系統(tǒng)內(nèi)核版本等各個方向進行了測試，但總與正確答案背道而馳或差那么一點點。最后發(fā)現(xiàn)原來是處理得不夠徹底，比如升級不徹底，環(huán)境被污染；比如升級的版本不夠新，填的坑不夠厚。回顧了整個故障處理過程，總結(jié)下來大概如下：

回歸運維的本質(zhì)

運維要具有預(yù)見性、長期規(guī)劃，而不能僅僅滿足于眼前：

應(yīng)急預(yù)案：針對可能系統(tǒng)上線后可能發(fā)生的故障類型進行總結(jié)，并提供應(yīng)急預(yù)案。

搶通業(yè)務(wù)：優(yōu)先搶通業(yè)務(wù)，再處理故障。

應(yīng)用版本選擇等技術(shù)選型問題：在環(huán)境部署和應(yīng)用選型時需要特別注意各種版本，最好采用社區(qū)通用或者公司其他同學(xué)已經(jīng)測試或驗證可行的版本。

操作系統(tǒng)內(nèi)核：要合理升級內(nèi)核，只有定位到確定版本存在的問題，才能有針對性的升級內(nèi)核版本，不然一切徒勞。

在我們原來的設(shè)計中，不同用戶調(diào)度器針對同一個容器同時操作沒有加鎖機制，也沒有按照對源判斷原則，也曾出現(xiàn)過遷移失敗的情況。遷移時判斷遷往的目的地址是否就是本地地址，如果是本地地址應(yīng)該拒絕操作的。這個問題不知你是否覺得眼熟。我倒是發(fā)現(xiàn)，很多人程序開發(fā)過程中，就經(jīng)常不對輸入源或者操作的源狀態(tài)進行判斷，結(jié)果出現(xiàn)了各種bug。

Google的能力

在處理這個故障的過程中，會發(fā)現(xiàn)不同人使用Google搜出來的東西并不一樣，為什么呢？我覺得這就是搜索引擎槽點滿滿，或者說靈活之處。像這次的故障，我用Linux Docker Unable to handle kernel NULL pointer dereference去搜索，與別人用”Unable to handle kernel NULL pointer dereference”結(jié)果就不同。原因在于增加了””之后，搜索更加精確了。關(guān)于Google的正確打開方式，建議參考：

• • https://www.zhihu.com/question/20161362?rf=19798921

http://www.yunweipai.com/archives/18950.html

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/softidea/p/6930441.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一个疑难故障，坑了我半年青春-----知识就是生产力的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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