【七】Kubernetes 探针介绍 - 存活、就绪探针案例测试


一、探针概述

探针是有 kubelet 对容器执行的定期诊断,并不是由 Master 节点发起的探测,而是由每一个 Node 所在的 kubelet 进行探测,这样可以减轻 Master 节点系统负载压力。

kubelet 要执行诊断,kubelet 调用由容器实现的 Handler (处理程序)。一共有三种类型的处理程序:

  • ExecAction: 在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为 0 则认为诊断成功,非 0 都属于不成功。

  • TCPSocketAction: 对容器的 IP 地址上的指定端口执行 TCP 检查。如果端口打开,则诊断被认为是成功的。

  • HTTPGetAction: 对容器的 IP 地址上指定端口和路径执行 HTTP Get 请求。如果响应的状态码大于等于 200 且小于 400,则诊断被认为是成功的。

每次探测都将获得以下三种结果之一:

  • Success(成功):容器通过了诊断。
  • Failure(失败):容器未通过诊断。
  • Unknown(未知):诊断失败,因此不会采取任何行动。

两种探针方式:

liveness Probe:是一个存活探测器,会随着 Pod 生命周期一直循环检测。探测容器是否正在运行,如果存活探测失败,则 kubelet 会杀死容器,然后根据其容器的重启策略来对容器进行操作,默认为 Always,则 Pod 进行重启。

readiness Probe:是一个就绪探测器,检测 Pod 是否到达就绪状态,只有达到就绪状态了才可以对外提供服务,当一个 Pod 内的所有容器都准备好了,才能把这个 Pod 看作就绪了。

readiness Probe 应用场景:

就绪探针可以应用在 Service 后端的 Pod 探测上,在 Pod 还没有准备好的时候,会从 Service 的负载均衡器中剔除。

二、探针实例测试

2.1 就绪探针 - HTTP Get

readiness-httpget.yaml如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget   # Pod 名称
  namespace: test           # Pod 所在的命名空间
spec:
  containers:
  - name: readiness-httpget-container       # 容器名称
    image: hub.test.com/library/mynginx:v1  # 镜像地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent           # 镜像下载策略
    readinessProbe:             # 就绪探测
      httpGet:                  # 检测方案
        path: /index1.html      # 检测路径
        port: 80                # 检测端口
      initialDelaySeconds: 3    # 启动后多少秒开始第一次检测
      periodSeconds: 3          # 每次间隔检测时间

实际就是检测:http://localhost/index1.html,是否正常。

创建 Pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f readiness-httpget.yaml 
pod/readiness-httpget created

查看 Pod 状态

虽然已经 Running 了,但是还没就绪状态,因为我们这个容器没有index1.html这个页面。

查看该 Pod 的详细详细

[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod readiness-httpget -n test
...
Events:
  Type     Reason     Age                  From               Message
  ----     ------     ----                 ----               -------
  Normal   Scheduled  5m11s                default-scheduler  Successfully assigned test/readiness-httpget to k8s-node01
  Normal   Pulled     5m10s                kubelet            Container image "hub.test.com/library/mynginx:v1" already present on machine
  Normal   Created    5m10s                kubelet            Created container readiness-httpget-container
  Normal   Started    5m10s                kubelet            Started container readiness-httpget-container
  Warning  Unhealthy  8s (x100 over 5m5s)  kubelet            Readiness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404

提示就绪检测找不到该页面,返回状态码 404。

接下来进入该容器手动创建index1.html页面

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec readiness-httpget -n test -it -- /bin/bash
root@readiness-httpget:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@readiness-httpget:/usr/share/nginx/html# ls
50x.html  index.html
root@readiness-httpget:/usr/share/nginx/html# touch index1.html 
root@readiness-httpget:/usr/share/nginx/html# exit

再次查看 Pod 状态已经就绪状态了

2.2 存活探针 - exec

liveness-exec.yaml文件如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec       # Pod 名称
  namespace: test           # Pod 所在的命名空间
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container               # 容器名称
    image: hub.test.com/library/busybox:latest  # 镜像地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent               # 镜像下载策略
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/live; sleep 60; rm -rf /tmp/live; sleep 3600"]
    # 创建 live 文件,休眠60秒,删除 live 文件,再休眠 1 分钟。
    livenessProbe:              # 存活探测
      exec:                     # 检测方案
        command: ["test","-e","/tmp/live"]  # 检测该文件是否存在,返回值 0 成功,非 0 失败
      initialDelaySeconds: 3    # 启动后多少秒开始第一次检测
      periodSeconds: 3          # 每次间隔检测时间

创建 Pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f liveness-exec.yaml 
pod/liveness-exec created

查看 Pod 状态,加上-w实时查看

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n test -w

从上图可以看到 RESTARTS 已经重启一次了,它会循环重启,因为重新创建 Pod 到时候 /tmp/live 就会被创建,但是 60 秒后又被删除。

2.3 存活探针 - HTTPGet

liveness-httpgat.yaml文件如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpgat    # Pod 名称
  namespace: test           # Pod 所在的命名空间
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpgat-container            # 容器名称
    image: hub.test.com/library/mynginx:v1      # 镜像地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent               # 镜像下载策略
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:              # 存活探测
      httpGet:                  # 检测方案
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 3    # 启动后多少秒开始第一次检测
      periodSeconds: 3          # 每次间隔检测时间
      timeoutSeconds: 10        # 探测的超时时间

创建 Pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f liveness-httpget.yaml 
pod/liveness-httpgat created

查看 Pod 状态,此时是正常的

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n test
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
hpa-nginx-deploy-9f8676f85-5fk6c   1/1     Running   0          12m
liveness-httpgat                   1/1     Running   0          30s

现在将 nginx 容器里面的 index.html 文件给删除

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec liveness-httpgat -n test -it -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html

重启次数变为 1 ,由于 liveness没有检测到 index.html 文件,则会删掉主容器,主容器一旦被删除 Pod 也会进行重启。

2.4 存活探针 - TCP

liveness-tcp.yaml文件如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-tcp        # Pod 名称
  namespace: test           # Pod 所在的命名空间
spec:
  containers:
  - name: liveness-tcp-container                # 容器名称
    image: hub.test.com/library/mynginx:v1      # 镜像地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent               # 镜像下载策略
    livenessProbe:                # 存活探测
      tcpSocket:                  # 检测方案
        port: 8080                # 检测端口
      initialDelaySeconds: 3      # 启动后多少秒开始第一次检测
      periodSeconds: 3            # 每次间隔检测时间

创建 Pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f liveness-tcp.yaml 
pod/liveness-tcp created

查看 Pod 状态,此时由于 nginx 端口为 80,所以检测不到 8080 端口,会一直重启。

2.5 就绪探针+存活探针 - HTTPGet

live-readi-httpgat.yaml文件如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: live-readi-httpgat    # Pod 名称
  namespace: test             # Pod 所在的命名空间
spec:
  containers:
  - name: live-readi-httpgat-container          # 容器名称
    image: hub.test.com/library/mynginx:v1      # 镜像地址
    imagePullPolicy: IfNotPresent               # 镜像下载策略
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80         # 容器端口
    readinessProbe:             # 就绪探测
      httpGet:                  # 检测方案
        path: /index1.html      # 检测路径
        port: 80                # 检测端口
      initialDelaySeconds: 3    
      periodSeconds: 3          
    livenessProbe:              # 存活探测
      httpGet:                  # 检测方案
        port: http              # 检测协议
        path: /index.html       # 检测路径
      initialDelaySeconds: 3    # 启动后多少秒开始第一次检测
      periodSeconds: 3          # 每次间隔检测时间
      timeoutSeconds: 10        # 探测的超时时间

创建 Pod

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f live-read-httpget.yaml 
pod/live-readi-httpgat created

查看 Pod 状态

虽然是 Running 状态,但是还没 Read,因为就绪探针没有检测到index1.html这个文件存在。

进入容器手动创建测试

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec live-readi-httpgat -n test -it -- /bin/bash
root@live-readi-httpgat:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@live-readi-httpgat:/usr/share/nginx/html# touch index1.html

再次查看 Pod 状态,现在已经就绪状态

我们再测试liveness探针,删除 index.html 文件

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec live-readi-httpgat -n test -it -- rm -rf /usr/share/nginx/html/index.html

可以看到 Pod 重启 1 次,又回到未就绪状态了,因为重启完后默认是没有index1.html 文件的

三、配置补充

使用启动探测器保护慢启动容器

有时候,会有一些现有的应用程序在启动时需要较多的初始化时间。 要不影响对引起探测死锁的快速响应,这种情况下,设置存活探测参数是要技巧的。 技巧就是使用一个命令来设置启动探测,针对HTTP 或者 TCP 检测,可以通过设置 failureThreshold * periodSeconds 参数来保证有足够长的时间应对糟糕情况下的启动时间。

实例:

startupProbe:
  httpGet:
    path: /test
    port: liveness-port
  failureThreshold: 30
  periodSeconds: 10

应用程序可以有最多 5 分钟(30 * 10 = 300s) 的时间来完成它的启动。

还有很多配置字段,可以使用这些字段精确的控制存活和就绪检测的行为:

  • initialDelaySeconds:容器启动后要等待多少秒后存活和就绪探测器才被初始化,默认是 0 秒,最小值是 0。
  • periodSeconds:执行探测的时间间隔(单位是秒)。默认是 10 秒。最小值是 1。
  • timeoutSeconds:探测的超时后等待多少秒。默认值是 1 秒。最小值是 1。
  • successThreshold:探测器在失败后,被视为成功的最小连续成功数。默认值是 1。 存活和启动探测的这个值必须是 1。最小值是 1。
  • failureThreshold:当探测失败时,Kubernetes 的重试次数。 存活探测情况下的放弃就意味着重新启动容器。 就绪探测情况下的放弃 Pod 会被打上未就绪的标签。默认值是 3。最小值是 1。

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