不背锅运维：k8s探针实战

重启策略

Always：当容器终止退出，总是重启容器，默认策略
OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器
Never：当容器终止退出，从不重启容器

查看pod的重启策略

# 查看pod，以yaml格式输出
kubectl get pods test-pod1 -o yaml

# 找到restartPolicy字段，就是重启策略
restartPolicy: Always

健康检查有以下3种类型：

健康检查是检查容器里面的服务是否正常

livenessProbe（存活探测）：如果检查失败，将杀死容器，根据pod的restartPolicy来操作。
readinessProbe（就绪探测）：如果检查失败，k8s会把Pod从service endpoints中剔除
startupProbe（启动探测）：检查成功才由存活检查接手，用于保护慢启动容器

支持以下三种检查方法：

httpGet：发起HTTP请求，返回200-400范围状态码为成功。
exec：执行Shell命令返回状态码是0为成功。
tcpSocket：发起TCP Socket建立成功。

案例实战

livenessProbe（存活探针）：使用exec的方式（执行Shell命令返回状态码是0则为成功）

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - ls
            - /opt/goweb-demo/runserver
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

periodSeconds 字段指定了 kubelet 应该每 5 秒执行一次存活探测，initialDelaySeconds 字段告诉 kubelet 在执行第一次探测前应该等待 5 秒，kubelet 在容器内执行命令 ls /opt/goweb-demo/runserver 来进行探测。如果命令执行成功并且返回值为 0，kubelet 就会认为这个容器是健康存活的。如果这个命令返回非 0 值，kubelet 会杀死这个容器并重新启动它。

验证存活检查的效果

# 查看某个pod的里的容器，
kubectl get pods goweb-demo-686967fd56-556m9 -n test-a -o jsonpath={.spec.containers[*].name}

# 进入某个pod里的容器
kubectl exec -it goweb-demo-686967fd56-556m9 -c goweb-demo -n test-a -- bash

# 进入容器后，手动删除掉runserver可执行文件，模拟故障
rm -rf /opt/goweb-demo/runserver

# 查看Pod详情（在输出结果的最下面，有信息显示存活探针失败了，这个失败的容器被杀死并且被重建了。）
kubectl describe pod goweb-demo-686967fd56-556m9 -n test-a

Events:
  Type     Reason     Age                   From     Message
  ----     ------     ----                  ----     -------
  Warning  Unhealthy  177m (x6 over 3h59m)  kubelet  Liveness probe failed: ls: cannot access '/opt/goweb-demo/runserver': No such file or directory

# 一旦失败的容器恢复为运行状态，RESTARTS 计数器就会增加 1
tantianran@test-b-k8s-master:~$ kubectl get pods -n test-a
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS      AGE
goweb-demo-686967fd56-556m9   1/1     Running   1 (22s ago)   13m # RESTARTS字段加1，
goweb-demo-686967fd56-8hzjb   1/1     Running   0             13m
...

livenessProbe（存活探针）：使用 httpGet 请求的方式检查uri path是否正常

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /login
            port: 8090
            httpHeaders:
            - name: Custom-Header
              value: Awesome
          initialDelaySeconds: 3
          periodSeconds: 3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

在这个配置文件中，你可以看到 Pod 也只有一个容器。 periodSeconds 字段指定了 kubelet 每隔 3 秒执行一次存活探测。 initialDelaySeconds 字段告诉 kubelet 在执行第一次探测前应该等待 3 秒。 kubelet 会向容器内运行的服务（服务在监听 8090 端口）发送一个 HTTP GET 请求来执行探测。如果服务器上 /login 路径下的处理程序返回成功代码，则 kubelet 认为容器是健康存活的。如果处理程序返回失败代码，则 kubelet 会杀死这个容器并将其重启。返回大于或等于 200 并且小于 400 的任何代码都表示成功，其它返回代码都表示失败。

验证效果

# 进入容器删除静态文件，模拟故障
kubectl exec -it goweb-demo-586ff85ddb-4646k -c goweb-demo -n test-a -- bash
rm -rf login.html 

# 查看pod的log
kubectl logs goweb-demo-586ff85ddb-4646k -n test-a

2023/01/12 06:45:19 [Recovery] 2023/01/12 - 06:45:19 panic recovered:
GET /login HTTP/1.1
Host: 10.244.222.5:8090
Connection: close
Accept: */*
Connection: close
Custom-Header: Awesome
User-Agent: kube-probe/1.25


html/template: "login.html" is undefined
/root/my-work-space/pkg/mod/github.com/gin-gonic/[email protected]/context.go:911 (0x8836d1)
/root/my-work-space/pkg/mod/github.com/gin-gonic/[email protected]/context.go:920 (0x88378c)
/root/my-work-space/src/goweb-demo/main.go:10 (0x89584e)

# 查看pod详情
kubectl describe pod goweb-demo-586ff85ddb-4646k -n test-a

Warning  Unhealthy  34s (x3 over 40s)   kubelet            Liveness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 500 # 状态码为500

# 恢复后查看Pod，RESTARTS计数器已经增1
kubectl get pod goweb-demo-586ff85ddb-4646k -n test-a

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS      AGE
goweb-demo-586ff85ddb-4646k   1/1     Running   1 (80s ago)   5m39s

readinessProbe（就绪探针）结合livenessProbe（存活探针）探测tcp端口：

第三种类型的存活探测是使用 TCP 套接字。使用这种配置时，kubelet 会尝试在指定端口和容器建立套接字链接。如果能建立连接，这个容器就被看作是健康的，如果不能则这个容器就被看作是有问题的。

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
        readinessProbe:
          tcpSocket:
            port: 8090
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 10
        livenessProbe:
          tcpSocket:
            port: 8090
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 20
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

TCP 检测的配置和 HTTP 检测非常相似。这个例子同时使用就绪和存活探针。kubelet 会在容器启动 5 秒后发送第一个就绪探针。探针会尝试连接 goweb-demo 容器的 8090 端口。如果探测成功，这个 Pod 会被标记为就绪状态，kubelet 将继续每隔 10 秒运行一次探测。除了就绪探针，这个配置包括了一个存活探针。 kubelet 会在容器启动 15 秒后进行第一次存活探测。与就绪探针类似，存活探针会尝试连接 goweb-demo 容器的 8090 端口。如果存活探测失败，容器会被重新启动。

验证效果

# 进入容器后，杀掉goweb-demo的进程
kubectl exec -it goweb-demo-5d7d55f846-vm2kc -c goweb-demo -n test-a -- bash

root@goweb-demo-5d7d55f846-vm2kc:/opt/goweb-demo# ps -aux
USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.0  0.0   2476   576 ?        Ss   07:23   0:00 /bin/sh -c /opt/goweb-demo/runserver
root@goweb-demo-5d7d55f846-vm2kc:/opt/goweb-demo# kill -9 1

# 查看pod详情，已经发出警告
kubectl describe pod goweb-demo-5d7d55f846-vm2kc -n test-a

  Warning  Unhealthy  16s                 kubelet            Readiness probe failed: dial tcp 10.244.240.48:8090: connect: connection refused
  Warning  BackOff    16s                 kubelet            Back-off restarting failed container

# 查看pod，RESTARTS计数器已经增加为2，因为有两个探针
tantianran@test-b-k8s-master:~$ kubectl get pod -n test-a

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS        AGE
goweb-demo-5d7d55f846-vm2kc   1/1     Running   2 (2m55s ago)   12m

使用startupProbe（启动探针）保护慢启动容器

有一种情景是这样的，某些应用在启动时需要较长的初始化时间。要这种情况下，若要不影响对死锁作出快速响应的探测，设置存活探测参数是要技巧的。技巧就是使用相同的命令来设置启动探测，针对 HTTP 或 TCP 检测，可以通过将 failureThreshold * periodSeconds 参数设置为足够长的时间来应对糟糕情况下的启动时间。

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /login
            port: 8090
          failureThreshold: 1
          periodSeconds: 10
        startupProbe:
          httpGet:
            path: /login
            port: 8090
          failureThreshold: 30
          periodSeconds: 10
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

上面的例子，应用程序将会有最多 5 分钟（30 * 10 = 300s）的时间来完成其启动过程。一旦启动探测成功一次，存活探测任务就会接管对容器的探测，对容器死锁作出快速响应。如果启动探测一直没有成功，容器会在 300 秒后被杀死，并且根据 restartPolicy 来执行进一步处置。

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