1. 故障背景
单节点Kubernetes集群升级操作系统内核版本、NVIDIA驱动与CUDA后重启服务器，引发容器云管理界面访问异常。核心环境如下：
- 组件版本：
- Ubuntu 5.19.0-40-generic
- Kubernetes 1.21.5, Docker 27.5.1
- 网络插件：Flannel（Pod网段 10.233.64.0/18、Svc网段10.233.0.0/18）
- 域名解析：CoreDNS + NodeLocalDNS
- 代理模式：Kube-Proxy ipvs模式
- 关键现象：
Pod可互访Pod IP，宿主机可访问Service IP与Pod IP，但Pod内部访问Service IP超时（如 10.233.36.146:6379）。
2. 问题排查
阶段一：基础状态检查
（1）防火墙确认：ufw status 显示inactive（排除防火墙拦截）
（2）核心组件状态：
kubectl get pods -n=kube-system # 所有组件Running kubectl get pods -n=容器云核心组件-system # 发现apiserver报错
（3）日志线索定位：
kubectl logs -f -n=容器云核心组件-system apiserver-68654cdc5-gg88b
关键报错：
Error: failed to connect to redis service, please check redis status, error: dial tcp 10.233.36.146:6379: i/o timeout 2025/07/29 17:22:08 failed to connect to redis service, please check redis status, error: dial tcp 10.233.36.146:6379: i/o timeout
结论：DNS解析正常（域名→Service IP），但Service流量不通。
（4）排查redis服务运行情况：
kubectl get pods -n=容器云公共组件-system |grrp redis
Redis容器运行状态正常，容器日志也正常，将Redis Svc改成NodePort模式，通过本地Redis客户端工具也能正常连接Redis服务，说明Redis服务是正常的。
阶段二：网络分层验证
- 客户端: bubybox容器或者宿主机
- 服务端: 集群里正常运行的Nginx服务
| 测试类型 | 操作命令 | 结果 | 推断 |
|---|---|---|---|
| Pod→Pod IP | /* by yours.tools - online tools website : yours.tools/zh/htmlfromcsv.html */
kubectl exec -it busybox -- telnet <PodIP> 80 | ✅ 成功 | Flannel底层网络正常
|
| Pod→Service IP | /* by yours.tools - online tools website : yours.tools/zh/htmlfromcsv.html */
kubectl exec -it busybox -- telnet <SvcIP> 80 | ❌ 超时 | Service层异常 |
| 宿主机→Service | telnet <SvcIP> 80 | ✅ 成功 | kube-proxy规则对宿主机有效 |
关键矛盾点：
- IPVS规则存在（ipvsadm -Ln | grep <SvcIP> 显示正常DNAT）
- 但Pod流量无法穿透Service
注意： 如果使用的是iptables规则使用iptables-save | grep <service-name>命令排查Kube-Proxy组件是否生成了SvcIP转PodIP规则。
阶段三：抓包与内核层深挖
（1）抓包分析（Pod侧）
同时打开2个shell，都进入busybox容器内部，其中一个shell执行tcpdump命令进行抓包，另一个shell执行telnet nginx_svcIp（10.233.42.160） 80命令。
tcpdump -i any 'host 10.233.42.160 and tcp port 80' -w svc_capture.pcap
抓包结束后使用kubectl cp或者docker cp命令将抓的包拷贝到宿主机上再使用sftp工具下载到本地用wireshark分析，发现源地址到不了目标svcIP。
结论：
持续发送SYN包 → 零响应（无RST/SYN-ACK），排除目标拒绝，指向中间层拦截。
源地址：Pod IP 10.233.64.250（发送方）
目标地址：Service IP 10.233.42.160
行为：
- 发送端发起TCP SYN请求（序号1）
- 连续6次重传SYN包（序号2-7），时间间隔指数级增长（1s → 3s → 7s → 15s → 31s → 64s）
关键缺失：零响应：无SYN-ACK（目标端确认）、无RST（目标拒绝）
（2）抓包分析（服务器侧）
同时打开2个shell，一个直接在服务器上执行tcpdump命令进行抓包(直接抓nginx_podIP)，另一个进入busybox容器内部执行telnet nginx_svcIp（10.233.42.160） 80命令。
tcpdump -i any 'host 10.233.64.43 and tcp port 80' -w svc_capture.pcap
抓包结束后使用kubectl cp或者docker cp命令将抓的包拷贝到宿主机上再使用sftp工具下载到本地用wireshark分析，根据包信息可以看到pod访问svcIp时也进行了DNAT将svcIP转成podIp了（说明kube-proxy正常），但是源Pod访问不通目标Pod。
（3）内核参数致命错误
这时候怀疑是Conntrack问题，使用sysctl -p命令检查内核参数配置，发现参数加载报错。
这三个关键内核参数配置没有加载成功，主要是net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1。
net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1参数失效后果。
`net.bridge.bridge-nf-call-iptables=0` ↓ 网桥流量**绕过iptables规则** ↓ kube-proxy的IPVS DNAT规则**失效**
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
- 作用：控制通过 Linux 网桥的 IPv4 流量是否经过 iptables 规则链（如 FORWARD、INPUT）。
- 启用后（=1）：
- 桥接流量（如 Pod 间通信、Service IP 访问）会被提交到 iptables 规则处理。
- 这是 Kubernetes 的必需配置，确保 kube-proxy 的 Service 负载均衡规则（DNAT）能生效。
- 禁用后（=0）：
- 桥接流量绕过 iptables，导致 Service IP 的 DNAT 规则失效，Pod 访问 Service IP 必然失败。
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
- 作用：控制桥接的 IPv6 流量是否经过 ip6tables 规则链。
- 在 IPv6 环境中需启用，否则 IPv6 Service 无法正常工作。
net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1
作用：控制桥接的 ARP 流量是否经过 arptables 规则链。- 启用后可防止 ARP 欺骗，但对 Service IP 通信影响较小。
3. 解决方案：修复内核隔离
步骤一：动态加载模块
加载内核模块：
modprobe br_netfilter # 临时加载 modprobe nf_conntrack # 临时加载 echo "br_netfilter" >> /etc/modules-load.d/k8s.conf # 永久加载 echo "nf_conntrack" >> /etc/modules-load.d/k8s.conf # 永久加载
步骤二：永久固化配置内核参数配置（实际这些参数之前都有，只不过上面那三行加载失败了）
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1 net.ipv4.ip_forward = 1 EOF sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf #执行sysctl -p命令不报错
立即生效：Pod访问Service IP恢复
安装k8s集群建议内核参数配置：
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1 net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1 net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1 net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0 net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0 net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0 net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0 net.ipv6.conf.all.accept_redirects = 0 net.ipv6.conf.default.accept_redirects = 0 net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0 net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0 net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1 net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0 net.ipv4.conf.default.secure_redirects = 0 kernel.dmesg_restrict = 1 kernel.sysrq = 0 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 net.ipv4.ip_forward = 1 net.bridge.bridge-nf-call-arptables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 net.ipv4.ip_local_reserved_ports = 30000-32767 vm.max_map_count = 262144 vm.swappiness = 1 fs.inotify.max_user_instances = 524288modprobe br_netfilter：
- 作用：动态加载 br_netfilter 内核模块。
- 功能：该模块使网桥流量经过 Netfilter 框架（iptables/ip6tables），是 Kubernetes 等容器网络的基础。启用后，网桥（如 Docker 的 docker0 或 CNI 网桥）的流量会被 iptables 规则处理，确保 Service DNAT、NodePort 等生效。
- 场景：解决同节点 Pod 互访 Service IP 失败问题（因绕过 iptables 导致 DNAT 失效）。
modprobe ip_conntrack：
- 作用：加载 ip_conntrack 模块（新内核中名为 nf_conntrack）。
- 功能：实现连接跟踪（Connection Tracking），记录网络连接状态（如 TCP/UDP 会话），是 NAT 和有状态防火墙的核心依赖。例如，Kubernetes Service 的 SNAT/DNAT 依赖此模块。
- 注意：新版本内核中该模块已更名为 nf_conntrack，但 modprobe ip_conntrack 会自动加载新模块。
sysctl -p：
- 作用：重新加载 /etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/*.conf 中的内核参数配置。
- 功能：使修改的 net.bridge.bridge-nf-call-iptables、net.ipv4.ip_forward 等参数立即生效。
步骤三：残余问题
向量数据库仍异常 → 定位到冗余iptables规则拦截：
iptables -t filter -L KUBE-EXTERNAL-SERVICES --line-numbers iptables -t filter -D KUBE-EXTERNAL-SERVICES <行号> # 删除冲突规则
最终状态：所有服务连通性恢复。
4. 总结
| 故障根因 | 防御措施 |
|---|---|
| 内核升级后模块未加载 | 将 br_netfilter、nf_conntrack 加入 /etc/modules-load.d/k8s.conf |
| 桥接流量隔离 | 部署前验证 sysctl net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1 |
| iptables规则残留 | 定期审计 iptables-save | grep KUBE- 清理无效规则 |
| 核心启示：升级后需全链路测试网络，重点检查 内核参数 → 网桥 → kube-proxy 链条
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