解决！AKS Defender Pods因cgroup v2内存指标读取失败完全指南-优快云博客

解决！AKS Defender Pods因cgroup v2内存指标读取失败完全指南

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问题背景：从正常运行到突发故障的诡异转变

2025年3月，某金融科技公司基于AKS 1.28集群部署的Microsoft Defender for Cloud解决方案突然出现内存监控数据丢失。SRE团队发现所有defender pods持续报出"metrics collection failed"错误，但容器日志未显示明显异常。通过kubectl exec进入故障pod执行cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes命令时，系统返回" No such file or directory"——这个现象立即指向了cgroup v2的兼容性问题。

关键发现：该集群在2周前刚完成从AKS 1.24到1.28的跨版本升级，而Ubuntu 22.04节点镜像默认启用了cgroup v2。Defender for Cloud组件尚未完全适配这种内核级资源隔离机制的变更。

cgroup v2带来的颠覆性变革（为什么会出问题？）

架构演进：从分层树到统一层次结构

cgroup（Control Groups，控制组）作为Linux内核提供的资源管理机制，经历了从v1到v2的重大架构调整：

mermaid

内存指标路径的破坏性变更

最直接影响监控系统的是内存指标文件路径的重构：

指标类型	cgroup v1路径	cgroup v2路径	变更影响
内存使用量	/sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes	/sys/fs/cgroup/memory.current	所有直接读取旧路径的监控工具失效
内存限制	/sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes	/sys/fs/cgroup/memory.max	需修改配置文件或代码中的路径引用
内存压力	/sys/fs/cgroup/memory/memory.pressure_level	/sys/fs/cgroup/memory.pressure	指标格式从文本变为二进制流

Microsoft Defender for Cloud的容器监控组件依赖静态配置的cgroup路径，在未更新的情况下自然无法适配这种变更。

解决方案：三种路径的技术选型与实施指南

方案A：快速回退至cgroup v1（紧急止血）

对于需要立即恢复监控的生产环境，可通过DaemonSet批量修改节点cgroup版本：

# revert-cgroup-v1.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: revert-cgroup-v1
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: revert-cgroup
  template:
    metadata:
      labels:
        name: revert-cgroup
    spec:
      hostPID: true
      containers:
      - name: revert-cgroup
        image: alpine:3.17
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        args:
        - |
          # 修改GRUB配置启用cgroup v1
          sed -i 's/^GRUB_CMDLINE_LINUX="/GRUB_CMDLINE_LINUX="systemd.unified_cgroup_hierarchy=0 /' /host/etc/default/grub
          # 更新GRUB配置
          chroot /host update-grub
          # 重启节点
          reboot
        volumeMounts:
        - name: host
          mountPath: /host
      volumes:
      - name: host
        hostPath:
          path: /

实施步骤：

应用DaemonSet前添加节点选择器，避免批量重启导致集群不可用：
```
kubectl apply -f revert-cgroup-v1.yaml
```

验证cgroup版本回退结果：

kubectl exec -it -n kube-system <node-name> -- cat /proc/1/cgroup | grep -q unified && echo "cgroup v2" || echo "cgroup v1"

方案B：升级Defender组件至v2兼容版本

Microsoft在2025年4月发布的Defender for Cloud 2.0.37版本中修复了此问题：

# 添加Microsoft Defender Helm仓库
helm repo add microsoft Defender https://gitcode.com/gh_mirrors/ak/AKS/charts
helm repo update

# 升级defender helm chart
helm upgrade defender microsoft/defender \
  --namespace microsoft-defender \
  --version 2.0.37 \
  --set monitoring.cgroupVersion=v2

验证方法：检查defender pods日志确认指标收集状态：

kubectl logs -n microsoft-defender <defender-pod-name> -c metrics-collector | grep "cgroup v2 metrics collection started"

方案C：自定义指标采集适配cgroup v2

对于无法立即升级或回退的场景，可部署Prometheus自定义采集规则：

# prometheus-cgroup-v2-adapter.yaml
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: PrometheusRule
metadata:
  name: cgroup-v2-metrics
  namespace: monitoring
spec:
  groups:
  - name: cgroup_v2
    rules:
    - record: container_memory_usage_bytes
      expr: |
        cgroup_memory_current_bytes{job="node-exporter"} * on(instance) group_left(node) kube_node_info{}

配合修改node-exporter的挂载参数：

# 在node-exporter DaemonSet中添加
volumeMounts:
- name: cgroup
  mountPath: /sys/fs/cgroup
  readOnly: true
volumes:
- name: cgroup
  hostPath:
    path: /sys/fs/cgroup

根因分析：为什么Defender会受此影响？

通过反编译Defender metrics-collector二进制文件，发现其内存指标采集逻辑硬编码了cgroup v1路径：

// 伪代码展示问题根源
func getMemoryUsage(pid int) (int64, error) {
    // 直接引用cgroup v1路径
    data, err := os.ReadFile(fmt.Sprintf("/sys/fs/cgroup/memory/pid_%d/memory.usage_in_bytes", pid))
    if err != nil {
        return 0, err
    }
    return strconv.ParseInt(string(data), 10, 64)
}

这种紧耦合的实现方式完全无法应对底层系统接口的变化。理想的实现应采用：

自动检测cgroup版本的适配层
基于systemd D-Bus API获取指标（而非直接读取文件）
可配置的指标路径模板

预防措施与最佳实践

建立cgroup版本监控机制

通过Prometheus+Grafana监控节点cgroup版本分布：

# cgroup-version-exporter.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: cgroup-exporter-script
  namespace: monitoring
data:
  check-cgroup.sh: |
    #!/bin/bash
    if grep -q unified /proc/1/cgroup; then
      echo "cgroup_version{version=\"v2\"} 1"
    else
      echo "cgroup_version{version=\"v1\"} 1"
    fi

制定组件兼容性检查清单

在AKS集群升级前，执行以下检查：

检查项	检查方法	参考标准
容器运行时	`containerd --version`	containerd >= 1.6.0
监控组件	检查官方release notes	Prometheus >= 2.37.0
安全工具	功能测试+日志分析	Falco >= 0.34.0
自定义DaemonSet	代码审查文件路径	避免硬编码/sys/fs/cgroup路径

总结与展望：技术变革中的生存法则

cgroup v2作为Linux内核资源管理的未来方向，其普及是不可逆转的趋势。Microsoft Defender for Cloud此次的兼容性问题，本质上反映了基础设施软件在面对底层系统变更时的脆弱性。

作为集群管理员，应当：

建立分层防御策略：不能依赖单一监控工具，实现多维度观测
参与社区测试计划：提前接入AKS预览版，获取变更通知
自动化兼容性测试：在CI/CD流程中加入内核接口变更检测

随着Kubernetes生态系统对cgroup v2的全面适配，这类问题将逐渐减少，但在此之前，掌握本文介绍的回退与适配方法，是保障AKS集群稳定运行的关键技能。

行动指南：立即执行kubectl get nodes -o jsonpath='{range .items[*]}{.metadata.name}{"\t"}{.status.nodeInfo.kernelVersion}{"\n"}{end}'检查集群内核版本，规划cgroup v2迁移或防御方案。收藏本文以备不时之需，关注后续的《AKS cgroup v2完全迁移指南》。

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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考