【银河麒麟】高可用触发服务器异常重启，处理机制详解

1.服务器环境以及配置

【机型】物理机

处理器：	Intel
内存：	126G

【内核版本】

4.19.90-25.16.v2101.ky10.x86_64

【银河麒麟操作系统镜像版本】

Kylin-Server-10-SP2-Release-Shenzhen-Metro-x86-Build01-20220619

Kylin-HA-10-SP2-Release-Shenzhen-Metro-Build01-20220620-x86_64

【第三方软件】

传统售票业务软件、互联网售票业务软件，k8s

2.问题现象描述

近期站点存在站点频繁重启问题，分析查看日志，查看高可用心跳link频繁存在up \down问题，触发fence导致重启。临时调整了token值，但是目前效果不明显，软件厂家表示各厂家占用内存不高，不是导致oom问题的原因。

3.问题分析

通过收集的2套，近期出现过HA集群服务器被fence的系统sosreport日志，可知，主机ZP1403SV01在2024.04.10 09:35:37和主机ZP1417SV02在2024.04.01 11:40:39左右，被fence，发生过系统重启。如图1和图2:

图1

图2

   分析主机ZP1417SV02系统日志，可知，系统在2024.04.01 11:40:39左右，系统被fence重启之前，有检测到corosync检测心跳状态服务，有4秒超时响应的日志信息输出，“Token has not been received in 4634 ms”，如图3：

图3

进一步分析主机ZP1417SV02系统日志，可以看到，在corosync服务报出检测心跳超时的同时，也有很多k8s服务相关进程被oom-killer的日志信息输出，报出的堆栈信息基本一致。分析其中一个，堆栈报错。可知，elastic-operato进程，在申请内存的时候，显示内核进入到mem_cgroup_out_of_memory这个路径后，分配不到内存，导致oom产生选择elastic-operato进程kill掉，如图4和图5：

图4

图5

由此oom-killer报错信息，联想到，有一个已知系统内核bug，对于银河麒麟操作系统V10 SP1/SP2低版本内核内存水位线计算不准确，会频繁OOM这一问题。

进一步，分别查看分析，4台系统节点的Zone Normal的内存水位线。查看/proc/zoneinfo，发现这4台主机节点ZP1403SV01、ZP1403SV02、ZP1417SV01和ZP1417SV02，Node 0和Node1,zone Movable显示不正常，spanned ，present为0，但是managed 很大。正常应spanned=present=managed=0，或者spanned>present>managed。如图6至图9：

图6 ZP1403SV01

图7 ZP1403SV02

图8 ZP1417SV01

图9 ZP1417SV02

对于银河麒麟V10 SP1/SP2低版本内核内存水位线计算不准确，会频繁OOM这一问题，为已知bug。该bug是由于openeuler内核（麒麟内核基于openeuler内核开发）在优化内存时引入了一个bug(commit eb761d6521c32c006a4987260394a61c6684fb35: mm: parallelize deferred struct page initialization within each node)，其会导致内存zone的managed_pages统计出现错位。

目前麒麟软件及openeuler都已在官网发布了内核修复公告，麒麟内核在SP1 23.30、SP2 25.22版本得到修复，SP3内核不存在这个BUG。

公告链接地址：KYBA-202212-1011 - 国产操作系统、麒麟操作系统——麒麟软件官方网站

4.此内核bug的分析说明

1）内核bug对水位线计算错误的原理以及是否影响所有内存区

本次BUG引发的原因是内核代码引入了不严谨的代码，在计算zone中管理的page的数量可能出现错位。

打个比方系统有3个zone,其管page数量分别如下：

1号zone 10个，page 2号zone是100个，page 3号zone是100000个page。而系统在计算水位是依据各个zone的page数量来计算， page数量越多，水位越高，如果page数据统计错误，比如3号zone的page数量算成了100,将导致3号zone的水位严重偏低 。

接着我们从问题patch代码的出错行来看看问题发生的原因： 

 WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone)); VM_BUG_ON(nr_init != nr_free); zone->managed_pages += nr_free;

问题代码如上所示，这里本意是要统计zone中managed_pages的数量，将其加上nr_free，但是前面的WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));有可能将zone进行自加，将要统计的nr_free统计到下一个zone上面去了， 比如要统计的1号zone上面的，结果++zone后变成2号zone了，出现统计错位，这有可能会影向所有的zone的统计 。

2）水位线计算错误是否必定出现

对于不同机型，不一定必定出现，对于同一机型只要一台出问题，则其它的都有问题。

接着上一节的代码继续说明，产生这种现象的原因如下： 因为要出现统计错位，则必需要运行++zone这个代码才行， WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone)); 如果++zid < MAX_NR_ZONES为假，则后面的++zone不会运行，也就不会出现问题，反之则出现问题。

3）高版本内核是否一定能完全解决内存水位计算异常

高版本内核一定能完全解决这个内存水位计算异常问题，因为这个bug非常明确，如上所说，只需把++zone这个操作放在zone->manage_pages += nr_free后面即可。

当前内核修改完成的代码如下：

zone->managed_pages += nr_free; /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */

WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone)); //++zone后，后面的代码没有出现引用

zone pr_info("node %d initialised, %lu pages in %ums\n", nid, nr_free, jiffies_to_msecs(jiffies - start)); pgdat_init_report_one_done(); return 0; } 

4）managed不为0，spanned，present都为0与bug的关系

这个问题出现的原因也是如第一条问题的答复，内核在统计zone中managed_pages的数量时可能会出现zone进行自加，将要统计的nr_free统计到下一个zone上面。

而Linux系统并非所有node、zone都管理着内存，比如通常zone Movable、zone Device默认都不管理内存；一些开启了numa的机器在非node 0的节点上可能也只有一个zone管理着内存。这是要是触发了上述bug，就会将上一个zone的managed统计到这个spanned presend managed本该都为0的zone上。这时就会产生managed不为0，spanned，present都为0的现象。

5.问题分析结果

结合，之前出现过此问题的现象研发侧的分析情况，可知，空闲内存过小，在业务突然繁忙时大量的page cache会消耗掉free memory，容易导致corosync延迟处理。有可能，会导致心跳检测超时，触发fence。

对于银河麒麟V10 SP1/SP2低版本内核内存水位线计算不准确，会频繁OOM这一问题，会产生的影响有，机器长时间运行后都有概率出现，内存水位太低，长时间运行后碎片化严重，机器使用久了，所有申请大块内存的都会有问题。导致正常的内存申请，都有问题，从而可能会影响HA集群心跳监控服务corosync服务，延迟处理心跳事件，有风险触发fence动作，系统重启。

6.后续计划与建议

建议，升级银河麒麟V10-SP2-x86服务器系统的内核，到4.19.90-25.22.v2101.ky10.x86_64版本及其以上，运行观察一段时间。

外网源内核下载地址：

Index of /NS/V10/V10SP2/os/adv/lic/updates/x86_64/Packages/