【K8S系列】第九讲：Kubernetes 之探针

目录

一、探针是什么

二、探针类型 

2.1 livenessProbe

2.1.1 容器重启策略 

2.2 readinessProbe

2.3  startupProbe

2.4 总结

2.5 探针示例

2.6 配置字段介绍

三、探测机制

3.1 HTTP GET探针

3.2 TCP套接字探针

3.3 Exec探针

Tips

---

 

一、探针是什么

探针:是由 kubelet 对容器执行的定期诊断

要执行诊断，则需kubelet 调用由容器实现的 Handler。探针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。
• CPSocketAction：对指定端口上的容器的 IP 地址进行 TCP 检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的。
• HTTPGetAction：对指定的端口和路径上的容器的 IP 地址执行 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。

和微服务的心跳检测类似，每隔一段时间，检测这个容器是否还正常工作，检测状态分为三种,每次检测，都会得到其中一种：

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

k8s会根据检测到的不同状态，对容器进行不同的处理

二、探针类型 

探针主要有以下三种类型：

• livenessProbe 
• readinessProbe
• startupProbe

2.1 livenessProbe

livenessProbe：存活性探针

指检测容器是否正在运行。

1. 如果存活探测失败，则 kubelet 会杀死容器（需要注意：杀死的是container不是pod），并且容器将受到其重启策略（Always,OnFailure,Never）的影响。
2. 如果容器不提供存活探针，则默认状态为 Success。

2.1.1 容器重启策略 

PodSpec 中有一个 restartPolicy 字段，其值可以设置为

1. Always
2. OnFailure
3. Never

默认为 Always

Always：表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启

OnFailure：表示只有Pod以非0退出码退出才重启

Nerver：表示不再重启该Pod

restartPolicy 适用于 Pod 中的所有容器。

restartPolicy 仅指通过同一节点上的 kubelet 重新启动容器。

失败的容器由 kubelet 以五分钟为上限的指数退避延迟（10秒，20秒，40秒…）重新启动，并在成功执行十分钟后重置。

如 Pod 官方文档中所说，一旦pod绑定到一个节点，Pod 将永远不会重新绑定到另一个节点。

2.2 readinessProbe

readinessProbe：就绪性探针

指示容器是否准备好服务请求【对外接受请求访问】。

1. 如果就绪探测失败，端点控制器将从与 Pod 匹配的所有 Service 的端点中删除该 Pod 的 IP 地址IP:Port。
2. 初始延迟之前的就绪状态默认为 Failure。
3. 如果容器不提供就绪探针，则默认状态为 Success。  

用于判断容器内的程序是否存活，如果不满足健康条件，那么会自动从Service的 EndPoint 列表中去除该pod的 IP:Port

2.3  startupProbe

startupProbe：启动探针，k8s1.16新增加的一种类型

指检测容器中的应用是否已经启动。

1. 如果提供了启动探测(startup probe)，则禁用所有其他探测，直到它成功为止。
2. 如果启动探测失败，kubelet 将杀死容器，容器服从其重启策略进行重启。
3. 如果容器没有提供启动探测，则默认状态为成功Success。

主要解决在慢启动程序或复杂程序中readinessProbe、livenessProbe探针无法较好的判断程序是否启动、是否存活。

引入startupProbe探针是为readinessProbe、livenessProbe探针服务。

执行顺序：

1. 如果三个探针同时存在，则先执行startupProbe探针，其他两个探针将会被暂时禁用，直到startupProbe一次探测成功，其他2个探针才启动
2. 如果startupProbe探测失败，kubelet 将杀死容器，并根据restartPolicy重启策略来判断容器是否要进行重启操作。

2.4 总结

1. 就绪探针与存活探针之间的重要区别：如果容器未通过准备检查，则不会被终止或重新启动。
2. 存活探针：通过杀死异常的容器，并用新的正常容器替代他们来保持Pod正常工作
3. 就绪探针：确保只有准备好处理请求的Pod才可以接收探针请求

2.5 探针示例

探针资源 yml 中的常用的配置，如下。可根据具体的需求去设置

spec:
	containers:
		# 就绪探针
		readinessProbe:
			# 检测方式
			httpGet: 
			# 超时时间
			timeoutSeconds: 
			# 延迟时间
			initialDelaySeconds:
			# 失败次数限制
			failureThreshold:
			# 每多少秒检测一次
			periodSeconds:
		# 存活探针
		livenessProbe:
            # 检测方式
			httpGet: 
			# 超时时间
			timeoutSeconds: 
			# 延迟时间
			initialDelaySeconds:
			# 失败次数限制
			failureThreshold:
			# 每多少秒检测一次
			periodSeconds:

2.6 配置字段介绍

这些字段可以精确的控制存活和就绪检测

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：探测的超时时间

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。 

 在 httpGet 上配置额外的字段： 

host：连接使用的主机名，默认是 Pod 的 IP。也可以在 HTTP 头中设置 “Host” 来代替。

 scheme ：用于设置连接主机的方式（HTTP 还是 HTTPS）。

默认是 HTTP。

path：访问 HTTP 服务的路径。 

httpHeaders：请求中自定义的 HTTP 头。HTTP 头字段允许重复。 

port：访问容器的端口号或者端口名。如果数字必须在 1 ～ 65535 之间。 

三、探测机制

探测机制有三种：

• HTTP GET探针
• TCP套接字探针
• Exec探针

就绪探针/存活探针，都有这三种探测机制。

3.1 HTTP GET探针

该探针，是针对容器的IP地址(或者是指定的端口和地址)执行HTTP GET请求，状态码：

1. 如果返回状态码是2xx或者3xx,则探测成功。
2. 如果服务器返回错误的状态码或者根本没有反应，那么认定探测失败，容器会被重新启动。

3.2 TCP套接字探针

TCP套接字探针：尝试与容器指定的端口建立连接，

1. 如果连接成功，则探测成功，
2. 如果连接失败，则认定为探测失败，容器将被重新启动。

3.3 Exec探针

Exec探针：在容器内执行任意命令，并检查命令的退出状态码，

1. 如果返回的状态码为0，则探测成功，
2. 如果返回状态码不为0，则探测失败，容器将被重新启动。

Tips:

如果是java应用，建议用HTTP GET探针、不推荐使用Exec探针，因为java应用程序会消耗大量的计算资源