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在 Kubernetes 中，kube-proxy 是一个关键组件，用于管理服务的虚拟 IP 和负载均衡流量。处理长时间运行的 TCP 连接时，如果出现无效（invalid）包，kube-proxy 需要正确处理这些包，以防止连接中断或服务异常。

1. 如何处理无效（invalid）包

• 无效（invalid）包可能出现在长时间运行的 TCP 连接中，这通常是由于连接超时、网络抖动或 NAT 会话过期等原因导致的。
• 在 kube-proxy 中，这些包通常会被标记为 INVALID，并由 Linux 内核的 conntrack 模块管理。默认情况下，这些包可能会被丢弃。

2. 调整 conntrack 超时时间

• 为了更优雅地处理长时间运行的 TCP 连接，避免出现无效包的情况，可以调整 Linux 内核中的 conntrack` 表项的超时时间。
• 主要的超时参数有：
  • net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established: 这个参数定义了已经建立的 TCP 连接在没有活动时的超时时间。默认值通常为 5 天（432000 秒）。
  • net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait: 定义了 TCP 连接处于 CLOSE_WAIT 状态时的超时时间。
• 调整这些参数可以通过以下命令进行：

sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established=86400  # 设为1天
sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait=3600    # 设为1小时

• 这些设置可以减少长时间 TCP 连接出现无效包的概率，从而避免不必要的连接中断。

3. 调整 kube-proxy 的 `conntrack**** 配置

• kube-proxy 可以通过一些参数来更好地管理 conntrack 表的行为：
  • –conntrack-tcp-timeout-established`: 设置已经建立的 TCP 连接的超时时间。
  • –conntrack-max-per-core: 设置每个 CPU 核心的最大 conntrack 表项数目，默认是 32,000 条。这可以防止 conntrack` 表溢出。

例如，启动 kube-proxy 时，可以设置：

kube-proxy --conntrack-tcp-timeout-established=86400s --conntrack-max-per-core=131072

4. 使用 TCP Keepalive

• 另一种优雅的解决方案是启用 TCP Keepalive 机制，通过在 TCP 连接上定期发送保活探测包来检测并维护连接状态。
• 这可以通过以下系统参数配置：

sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time=600    # 10分钟
sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=75    # 每75秒发送一个keepalive包
sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_probes=9    # 尝试9次后放弃

• 启用 Keepalive 可以帮助检测到已失效的连接，并及时释放相应的 conntrack 表项，防止无效包产生。

总结

• 处理无效包: Kubernetes 中的 kube-proxy 会依赖 Linux 内核的 conntrack 模块来管理连接状态。调整 conntrack` 的超时设置是避免长时间 TCP 连接中无效包产生的有效方法。
• 优化连接管理: 通过调整 conntrack 参数和启用 TCP Keepalive，可以更优雅地管理长时间运行的 TCP 连接，从而减少连接中断和无效包的发生。

要实现这些优化，可以通过调整系统级别的 sysctl 参数和 kube-proxy 的配置来实现。