一次K8S故障经验总结

## 1. 一次K8S测试环境故障处理过程: ##

1. 故障描述：

   51放假期间公司停电，关掉所有k8s测试机器，包括3台k8s master,5台k8s node，3台ceph机器。放假来电之后启动k8s机器和所有的ceph机器；
  开机之后，发现很多k8s服务无法启动，经过判断发现是ceph的存储问题。后续解决ceph存储osd节点down状态问题。但是发现依赖cephfs文件系统的pvc还是不能挂载。因为我们这个环境有两个storageClass，一个是RBD,一个是cephfs。 RBD是刚开始搭建的，因为是kubernetes集群默认提供的RBD控制器，所以配置简单，但是不支持多个主机同时读写的策略。cephfs文件系统的StorageClass可以支持多个主机同时读写，但是不足之处在于Kubernetes默认不支持cephfs存储控制器，所以需要用到第三方的cephfs控制器，才可以创建cephfs的StorageClass。最终也解决了cephfs文件系统的故障问题，K8S所有服务顺利启动，没有造成数据丢失；

2. 故障排查过程记录：

  2.1 确认ceph存储故障:

   启动k8s集群之后首先发现很多服务都没有自动启动成功，包括我们的一些公共组件，比如jenkins、prometheus、业务容器等。通过以下命令排查出存储故障：

kubectl describe pods -n kube-system jenkins-55c4dcb555-fwpcp
Events:
  Type     Reason       Age                    From                   Message
  ----     ------       ----                   ----                   -------
  Warning  FailedMount  12m (x257 over 11h)    kubelet, 10.83.32.233  Unable to mount volumes for pod "jenkins-55c4dcb555-fwpcp_kube-system(8b5cda6f-6ffe-11e9-974d-480fcf482f56)": timeout expired waiting for volumes to attach or mount for pod "kube-system"/"jenkins-55c4dcb555-fwpcp". list of unmounted volumes=[jenkins-home]. list of unattached volumes=[plugins tmp jenkins-config plugin-dir secrets-dir jenkins-home jenkins-token-vb27p]
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  然后我登录存储的管理机器（就是安装ceph-deploy)组件的机器，执行如下命令检查存储:

[root@k8sdemo-ceph1 ~]# ceph -s
    cluster 119b3a1c-17ad-43c8-9378-a625b8dd19d9
     health HEALTH_WARN
            clock skew detected on mon.k8sdemo-ceph2, mon.k8sdemo-ceph3
            too many PGs per OSD (1472 > max 300)
            mds k8sdemo-ceph1 is laggy
            Monitor clock skew detected
     monmap e2: 3 mons at {k8sdemo-ceph1=10.83.32.224:6789/0,k8sdemo-ceph2=10.83.32.225:6789/0,k8sdemo-ceph3=10.83.32.234:6789/0}
            election epoch 4792, quorum 0,1,2 k8sdemo-ceph1,k8sdemo-ceph2,k8sdemo-ceph3
      fsmap e1045: 1/1/1 up {0=k8sdemo-ceph1=up:active(laggy or crashed)}
     osdmap e311: 3 osds: 3 up, 3 in
            flags sortbitwise,require_jewel_osds
      pgmap v1226550: 1472 pgs, 5 pools, 119 GB data, 41716 objects
            376 GB used, 3433 GB / 3809 GB avail
                1472 active+clean
  client io 2457 B/s wr, 0 op/s rd, 0 op/s wr
[root@k8sdemo-ceph1 ~]#     #在故障的情况下，这里的osdmap 3 down,经过激活osd盘之后状态变成了up
[root@k8sdemo-ceph1 ~]# ceph osd tree
ID WEIGHT  TYPE NAME              UP/DOWN REWEIGHT PRIMARY-AFFINITY
-1 3.71986 root default
-2 1.52179     host k8sdemo-ceph1
 0 1.52179         osd.0               up  1.00000          1.00000
-3 1.52179     host k8sdemo-ceph2
 1 1.52179         osd.1               up  1.00000          1.00000
-4 0.67628     host k8sdemo-ceph3
 2 0.67628         osd.2               up  1.00000          1.00000
[root@k8sdemo-ceph1 ~]#   #在故障的情况下，这里的状态都是down，激活osd之后这里的状态都是up
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  遇到这种情况我的解决方法如下:

ceph-deploy osd activate k8sdemo-ceph1:/dev/sda4 k8sdemo-ceph2:/dev/sda4 k8sdemo-ceph3:/dev/sda4
#在安装有ceph-deploy管理机器上面执行
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  后续经过找一下ceph存储的牛人进行确认，因为我们的ceph版本是10.2.11,这个可能是一个BUG。就是重启之后OSD节点不会自动激活，需要手动激活。我们也可以采用启动自动执行激活命令的方式来实现自动激活。解决方案如下:

vim /etc/rc.d/rc.local
/usr/sbin/ceph-disk -v activate --mark-init systemd --mount /dev/sda4
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
#在每一台ceph OSD节点上面增加如上内容:
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  2.1 确认cephfs文件系统类型的StorageClass故障:
  当我解决了OSD节点故障之后，执行如下检查命令：

[root@k8sdemo-ceph1 ~]# ceph osd tree
ID WEIGHT  TYPE NAME              UP/DOWN REWEIGHT PRIMARY-AFFINITY
-1 3.71986 root default
-2 1.52179     host k8sdemo-ceph1
 0 1.52179         osd.0               up  1.00000          1.00000
-3 1.52179     host k8sdemo-ceph2
 1 1.52179         osd.1               up  1.00000          1.00000
-4 0.67628     host k8sdemo-ceph3
 2 0.67628         osd.2               up  1.00000          1.00000
 [root@k8sdemo-ceph1 ~]# ceph -s
     cluster 119b3a1c-17ad-43c8-9378-a625b8dd19d9
      health HEALTH_WARN
             clock skew detected on mon.k8sdemo-ceph2, mon.k8sdemo-ceph3
             too many PGs per OSD (1472 > max 300)
             mds k8sdemo-ceph1 is laggy
             Monitor clock skew detected
      monmap e2: 3 mons at {k8sdemo-ceph1=10.83.32.224:6789/0,k8sdemo-ceph2=10.83.32.225:6789/0,k8sdemo-ceph3=10.83.32.234:6789/0}
             election epoch 4792, quorum 0,1,2 k8sdemo-ceph1,k8sdemo-ceph2,k8sdemo-ceph3
       fsmap e1045: 1/1/1 up {0=k8sdemo-ceph1=up:active(laggy or crashed)}
      osdmap e311: 3 osds: 3 up, 3 in
             flags sortbitwise,require_jewel_osds
       pgmap v1226550: 1472 pgs, 5 pools, 119 GB data, 41716 objects
             376 GB used, 3433 GB / 3809 GB avail
                 1472 active+clean
   client io 2457 B/s wr, 0 op/s rd, 0 op/s wr
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  发现我们的ceph存储OSD节点状态已经是UP了。通过查看kubernetes里面的服务，大部分服务已经正常启动了。但是发现还有一部分服务没有正常启动。通过排查这些应用都是依赖于cephfs这个sc的.

[root@master-01 gitlab]# kubectl get sc
NAME                PROVISIONER         AGE
cephfs              ceph.com/cephfs     26d
dynamic (default)   kubernetes.io/rbd   31d
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  我们的k8s集群有两个sc，dynamic这个名称的RBD类型的ceph存储已经好了，但是cephfs这个名称的cephfs类型的存储还没有好。后面的排查思路是：

[root@master-01 cephfs_provisioner]# kubectl describe pvc -n kube-system claim2
Name:          claim2
Namespace:     kube-system
StorageClass:  cephfs
Status:        Pending
Volume:
Labels:        <none>
Annotations:   volume.beta.kubernetes.io/storage-class: cephfs
               volume.beta.kubernetes.io/storage-provisioner: ceph.com/cephfs
Finalizers:    [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity:
Access Modes:
Events:
  Type       Reason                Age               From                                                                                      Message
  ----       ------                ----              ----                                                                                      -------
  Normal     Provisioning          97s               ceph.com/cephfs_cephfs-provisioner-79d97b7bdf-rq8lm_58dc76ce-6dc4-11e9-8803-6e4d7afb9686  External provisioner is provisioning volume for claim "kube-system/claim2"
  Normal     ExternalProvisioning  1s (x9 over 97s)  persistentvolume-controller                                                               waiting for a volume to be created, either by external provisioner "ceph.com/cephfs" or manually created by system administrator
Mounted By:  test-pod2
[root@master-01 cephfs_provisioner]#
# 通过查看依赖于cephfs StorageClass的pvc，发现pv创建不成功，告警如上
[root@node-01 ~]# mount -t ceph 10.83.32.224:/ /mnt/cephfs -o name=admin,secret=AQDvBadczen5HRAAD9G3IIU4v9IUtQC6Qf0g5w==
mount: special device 10.83.32.224:/ does not exist
# 然后我不用k8s掉cephfs存储的接口，直接在一台虚拟机上面mount cephfs也是不成功，可以确认和k8s没有关系，就是cephfs的问题；
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1. 先把cephfs的第三方插件控制器的资源都重启一下:

[root@master-01 rbac]# pwd
/data/cephfs_provisioner/external-storage/ceph/cephfs/deploy/rbac
[root@master-01 rbac]# ll
total 24
-rw-r--r--. 1 root root 288 Apr  9 18:12 clusterrolebinding.yaml
-rw-r--r--  1 root root 743 May  6 11:07 clusterrole.yaml
-rw-r--r--. 1 root root 670 Apr  9 18:16 deployment.yaml
-rw-r--r--. 1 root root 268 Apr  9 18:12 rolebinding.yaml
-rw-r--r--. 1 root root 321 Apr  9 18:12 role.yaml
-rw-r--r--. 1 root root  98 Apr  9 18:12 serviceaccount.yaml
[root@master-01 rbac]# kubectl delete -f ./
[root@master-01 rbac]# kubectl create -f ./
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  发现问题依旧，说明不是第三方存储provisioner的问题。需要找cephfs端的问题；
2. 在ceph端另建一个cephfs文件系统进行测试:
  当我在ceph端另建一个cephfs文件系统的时候，还发生了一个小插曲。其实ceph官方文档中有说明不建议在ceph存储上面创建两个cephfs，容易造成数据丢失等问题；
为了测试，我还是建立一个cephfs2，操作命令如下:

ceph osd pool create fs_kube_data2 128      #创建第二个ceph数据卷
ceph osd pool create fs_kube_metadata2 128  #创建第二个ceph元数据卷
ceph fs flag set enable_multiple true       # 由于ceph不建议开启两个cephfs,所以需要开启运行多个cephfs的选项
ceph fs new cephfs2 fs_kube_metadata2 fs_kube_data2  #创建第二个cephfs文件系统，如果创建了第二个cephfs文件系统，还需要设置default的cephfs才可以别k8s调用
ceph fs set_default cephfs2  #设置刚才创建的cephfs2文件系统为默认的文件系统
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  然后我在测试k8s里面调用cephfs的接口创建pv和在虚拟机里面挂载cephfs都可以了

[root@node-01 ~]# mount -t ceph 10.83.32.224:/ /mnt/cephfs -o name=admin,secret=AQDvBadczen5HRAAD9G3IIU4v9IUtQC6Qf0g5w==  成功了
#挂载第一个cephfs文件系统异常，更改为第二个cephfs2文件系统之后再次挂载就成功了.这里的密钥是如何查出来的？
cd /etc/ceph/
#登录ceph的管理机器，然后进入到/etc/ceph目录
#查看 ceph.client.admin.keyring 文件内容
total 16
-rw------- 1 root root  129 May  6 14:40 ceph.client.admin.keyring
-rw-r--r-- 1 root root  286 May  6 14:40 ceph.conf
-rw-r--r-- 1 root root 3394 May  6 15:17 ceph-deploy-ceph.log
-rw-r--r-- 1 root root   92 Jul 10  2018 rbdmap
-rw------- 1 root root    0 Apr  5 15:37 tmp9rbpHS
[root@k8sdemo-ceph1 ceph]#
ceph-deploy --overwrite-conf admin node-01
#将密钥文件推送到节点1，然后在节点1的机器上面/etc/ceph目录下面就会有这些密钥文件
#然后就可以通过mount -t ceph mon服务器地址:/ mount_point -o name=用户名,secret=密钥文件内容
#也可以使用ceph-fuse -m 10.83.32.234:6789 /mnt  但是一定要安装ceph-fuse软件才可以 ；
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  通过这个步骤的验证可以确认，就是cephfs这个文件有问题，重新创建一个cephfs2的文件系统就没有问题了。但是因为我们的cephfs文件系统里面有数据，包括我们k8s的harbor存储都是运行在cephfs文件系统的sc上面。所以还是要解决cephfs这个名称的sc问题；

3. 找到解决方案彻底解决问题:

  最后经过高人的指点，原来是因为我们的mds服务没有启动成功的原因。mds服务没有启动成功的原因又是因为当初的OSD盘down的原因。但是修复了OSD盘之后为啥MDS服务不会自动启动就不知道啥原因了，可能也是ceph的一个BUG吧。

ceph mds stat
#此命令可以查出那台机器是mds元数据服务器，然后登录那台机器执行下面的命令
systemctl restart  ceph-mds@target
#重启所有服务cdph-mds,解决了问题
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  刚才我也说过ceph官方是建议一个ceph存储只能创建一个cephfs文件系统，所以我们刚才测试创建的第二个cephfs2文件系统，也给系统造成了比较多的报错，主要如下:

# cephfs状态异常：
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]# ceph -s
    cluster 119b3a1c-17ad-43c8-9378-a625b8dd19d9
     health HEALTH_ERR
            clock skew detected on mon.k8sdemo-ceph2
            too many PGs per OSD (1984 > max 300)
            mds rank 0 has failed
            mds cluster is degraded
            Monitor clock skew detected
     monmap e2: 3 mons at {k8sdemo-ceph1=10.83.32.224:6789/0,k8sdemo-ceph2=10.83.32.225:6789/0,k8sdemo-ceph3=10.83.32.234:6789/0}
            election epoch 4798, quorum 0,1,2 k8sdemo-ceph1,k8sdemo-ceph2,k8sdemo-ceph3
      fsmap e1056: cephfs-0/1/1 up cephfs2-1/1/1 up {[cephfs2:0]=k8sdemo-ceph1=up:active}, 1 failed
     osdmap e329: 3 osds: 3 up, 3 in
            flags sortbitwise,require_jewel_osds
      pgmap v1240137: 1984 pgs, 9 pools, 119 GB data, 41828 objects
            376 GB used, 3432 GB / 3809 GB avail
                1984 active+clean
  client io 1831 B/s wr, 0 op/s rd, 0 op/s wr
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]#
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]# ceph fs get cephfs
Filesystem 'cephfs' (1)
fs_name    cephfs
epoch    1049
flags    0
created    2019-04-09 15:58:55.124618
modified    2019-04-15 13:07:31.060391
tableserver    0
root    0
session_timeout    60
session_autoclose    300
max_file_size    1099511627776
last_failure    0
last_failure_osd_epoch    328
compat    compat={},rocompat={},incompat={1=base v0.20,2=client writeable ranges,3=default file layouts on dirs,4=dir inode in separate object,5=mds uses versioned encoding,6=dirfrag is stored in omap,8=file layout v2}
max_mds    1
in    0
up    {}
failed    0
damaged
stopped
data_pools    3
metadata_pool    4
inline_data    disabled
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]# ceph health
HEALTH_ERR clock skew detected on mon.k8sdemo-ceph2; too many PGs per OSD (1984 > max 300); mds rank 0 has failed; mds cluster is degraded; Monitor clock skew detected
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]#
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]# ceph mds stat
e1061: cephfs-1/1/1 up cephfs2-0/1/1 up {[cephfs:0]=k8sdemo-ceph1=up:active}, 1 failed
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]#
# 有多个状态输出命令包含了mds rank 0 has failed的报错，其实归根接地是因为我们创建了第二个cephfs2文件系统，删除掉这个cephfs2就没有问题了
ceph fs rm cephfs2 --yes-i-really-mean-it
#删除第二个cephfs2文件系统
[root@k8sdemo-ceph1 9.1_head]# ceph -s
    cluster 119b3a1c-17ad-43c8-9378-a625b8dd19d9
     health HEALTH_WARN
            clock skew detected on mon.k8sdemo-ceph2
            too many PGs per OSD (1984 > max 300)
            Monitor clock skew detected
     monmap e2: 3 mons at {k8sdemo-ceph1=10.83.32.224:6789/0,k8sdemo-ceph2=10.83.32.225:6789/0,k8sdemo-ceph3=10.83.32.234:6789/0}
            election epoch 4798, quorum 0,1,2 k8sdemo-ceph1,k8sdemo-ceph2,k8sdemo-ceph3
      fsmap e1062: 1/1/1 up {0=k8sdemo-ceph1=up:active}
     osdmap e331: 3 osds: 3 up, 3 in
            flags sortbitwise,require_jewel_osds
      pgmap v1242816: 1984 pgs, 9 pools, 119 GB data, 41816 objects
            376 GB used, 3432 GB / 3809 GB avail
                1984 active+clean
  client io 3723 B/s wr, 0 op/s rd, 2 op/s wr
#告警解除
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4. 总结的一些经验和技巧：

  4.1  pvc删除了，pv是好的，如何恢复pvc？

# 1.设置pv的数据回收策略是Retain，默认用helm安装的都是delete策略，pvc删除的话数据就会丢失；
kubectl patch pv pvc-24cdfbe7-6b3b-11e9-b64b-5065f3457c8c -p '{"spec": {"persistentVolumeReclaimPolicy": "Retain" }}'
2. 创建一个pvc的清单文件，引用pv的名字
[root@master-01 ~]# cat pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
 name: jenkins
 namespace: kube-system
spec:
 accessModes:
   - ReadWriteOnce
   # - ReadWriteMany
 storageClassName: dynamic
 volumeName: pvc-24cdfbe7-6b3b-11e9-b64b-5065f3457c8c
 resources:
   requests:
     storage: 8Gi
[root@master-01 ~]
#注意这里的pvc名字，命名空间,sc的名字，pv的名字，容量  这些都需要对应上那个丢失pvc的pv的值
# 3. 修改pv的状态
kubectl edit pv pvc-24cdfbe7-6b3b-11e9-b64b-5065f3457c8c  将以下内容给删除掉
   claimRef:
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    name: jenkins
    namespace: kube-system
    resourceVersion: "10532614"
    uid: 24cdfbe7-6b3b-11e9-b64b-5065f3457c8c
# 再次查看pv就是属于available状态，并且没有关联的pvc名字
4. kubectl apply -f pvc.yaml #重新建立同名的pvc
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  4.2  ceph存储端权限变更了，如何更新k8s里面的secrets

#1. 修改用户的权限
Ceph auth caps client.kube mon 'allow rwx' osd 'allow rw pool=fs_kube_data' mds 'allow rwp'
# 2. 查看密钥
[root@k8sdemo-ceph1 ceph]# ceph auth get-key client.admin | base64
QVFEdkJhZGN6ZW41SFJtestUQ5RzNJSVU0djlJVXRRQzZRZjBnNXc9PQ==
[root@k8sdemo-ceph1 ceph]#
# 3. 更新RBD StorageClass依赖的secret的key
[root@master-01 ceph]# cat ceph-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ceph-secret
  namespace: kube-system
data:
  key: QVFEdkJhZGN6ZW41SFJtestUQ5RzNJSVU0djlJVXRRQzZRZjBnNXc9PQ==
type: kubernetes.io/rbd
[root@master-01 ceph]# cat ceph-user-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ceph-user-secret
  namespace: kube-system
data:
  key: QVFDTks2ZGNjcEZoQmhtestWs4anVvbmVXZnZUeitvMytPbGZ6OFE9PQ==
type: kubernetes.io/rbd
# 4. 重建secret和sc
kubectl replace -f ceph-secret.yaml --force
kubectl replace -f ceph-user-secret.yaml --force
kubectl replace -f ceph-storageclass.yaml --force
# 5. 推送相关的密钥文件到k8s node节点
ceph-deploy --overwrite-conf admin node-01
scp -r ceph.client.kube.keyring root@node-01:/etc/ceph/
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  4.3  更新helm的时候，如果已经有PVC了，如何使用原有的PVC

# 修改jenkins helm value.yaml文件，
  existingClaim: "jenkins"
  ## jenkins data Persistent Volume Storage Class
  ## jenkins data Persistent Volume Storage Class
  ## If defined, storageClassName: <storageClass>
  ## If set to "-", storageClassName: "", which disables dynamic provisioning
  ## If undefined (the default) or set to null, no storageClassName spec is
  ##   set, choosing the default provisioner.  (gp2 on AWS, standard on
  ##   GKE, AWS & OpenStack)
  ##
  # storageClass: "dynamic"
 # 注释storageClass的值，开启existingClaim，将内容修改为现有的pvc jenkins
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  4.4  在k8s里面如何使用命令扩展？

# kubectl这个命令行工具非常重要，与之相关的命令也很多，我们也记不住那么多的命令，而且也会经常写错，所以命令自动补全是非常有必要的，kubectl命令行工具本身就支持complication，只需要简单的设置下就可以了。以下是linux系统的设置命令：
source <(kubectl completion bash)
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
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  4.5  还有一些个人的经验如下：

1. 有状态应用尽量不要放在K8S集群，比如RabbitMQ、Redis、Mysql等。因为这些应用是有状态应用，比如RabbitMQ有3个Pod，这3个Pod都需要有顺序的启动。只有按照顺序启动之后才能保持集群的状态。

2. 共享存储对于K8S集群至关重要，如果存储出现故障，所有依赖于存储的服务都无法正常启动。特别是一些公共组件肯定会依赖于共享存储，比如 jenkins prometheus监控  EFK日志平台  RabbitMQ、Redis、Mysql  GitLab等等。

3. Ceph存储的学习成本非常高，我们目前的能力只是能够搭建Ceph集群，一旦Ceph集群出现故障排查问题的能力远远不够；

4. 在K8S集群里面使用的PV有一个数据回收策略，默认是DELETE，一定要将这个策略调整成Retain.可以通过打补丁的方式完成：
   kubectl patch pv pvc-24cdfbe7-6b3b-11e9-b64b-5065f3457c8c -p ‘{“spec”: {“persistentVolumeReclaimPolicy”: “Retain” }}’

5. 在K8S集群关机和开机的过程中，有一个启动的优先顺序，应该按照启动顺序来启动服务器；我个人理解的顺序如下：

   启动：  ceph存储服务器—》K8S master节点—》K8S node节点；
   关机：  K8S node节点—》K8S master节点 ---》ceph存储服务器
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6. 自启动服务一定要检查完整，保证依赖的服务都可以开机自启动。目前我总结的开机自启动的服务包括：

k8s master节点:
kube-apiserver.service
kube-controller-manager.service
kube-proxy.service
kube-scheduler.service
k8s node节点：
kube-proxy.service
kubelet.service
docker.service
ceph节点：
ceph-mds@.service
ceph-mon@.service
ceph-osd@.service
[root@k8sdemo-ceph1 ~]# cat /etc/rc.d/rc.local
#!/bin/bash
touch /var/lock/subsys/local
ulimit -SHn 102400
echo "8192" > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb
/usr/sbin/ceph-disk -v activate --mark-init systemd --mount /dev/sda4
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1. 在做技术的过程中，一定要总结文档，只有总结了文档才可以形成知识共享和积累，对于后续的同样问题能够及时得到解决；并且再解决问题的过程中，建议多看官方文档和google搜索答案；