Kubernetes中配置Pod的liveness和readiness探针

发牌SO

　　原文出处：https://www.kubernetes.org.cn/2362.html
　　当你使用kuberentes的时候，有没有遇到过Pod在启动后一会就挂掉然后又重新启动这样的恶性循环？你有没有想过kubernetes是如何检测pod是否还存活？虽然容器已经启动，但是kubernetes如何知道容器的进程是否准备好对外提供服务了呢？让我们通过kuberentes官网的这篇文章Configure Liveness and Readiness Probes，来一探究竟。
　　本文将向展示如何配置容器的存活和可读性探针。
　　Kubelet使用liveness probe（存活探针）来确定何时重启容器。例如，当应用程序处于运行状态但无法做进一步操作，liveness探针将捕获到deadlock，重启处于该状态下的容器，使应用程序在存在bug的情况下依然能够继续运行下去（谁的程序还没几个bug呢）。
　　Kubelet使用readiness probe（就绪探针）来确定容器是否已经就绪可以接受流量。只有当Pod中的容器都处于就绪状态时kubelet才会认定该Pod处于就绪状态。该信号的作用是控制哪些Pod应该作为service的后端。如果Pod处于非就绪状态，那么它们将会被从service的load balancer中移除。
定义 liveness命令
　　许多长时间运行的应用程序最终会转换到broken状态，除非重新启动，否则无法恢复。Kubernetes提供了liveness probe来检测和补救这种情况。
　　在本次实验中，你将基于 gcr.io/google_containers/busybox镜像创建运行一个容器的Pod。以下是Pod的配置文件exec-liveness.yaml：
apiVersion: v1kind: Podmetadata:　　
  labels:
　　
    test: liveness
　　
  name: liveness-execspec:
　　
  containers:
　　
  - name: liveness
　　
    args:
　　
    - /bin/sh
　　
    - -c
　　
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
　　
    image: gcr.io/google_containers/busybox
　　
    livenessProbe:
　　
      exec:
　　
        command:
　　
        - cat
　　
        - /tmp/healthy
　　
      initialDelaySeconds: 5
　　
      periodSeconds: 5
　　该配置文件给Pod配置了一个容器。periodSeconds 规定kubelet要每隔5秒执行一次liveness probe。 initialDelaySeconds 告诉kubelet在第一次执行probe之前要的等待5秒钟。探针检测命令是在容器中执行 cat /tmp/healthy 命令。如果命令执行成功，将返回0，kubelet就会认为该容器是活着的并且很健康。如果返回非0值，kubelet就会杀掉这个容器并重启它。
　　容器启动时，执行该命令：
/bin/sh -c "touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600"　　在容器生命的最初30秒内有一个 /tmp/healthy 文件，在这30秒内 cat /tmp/healthy命令会返回一个成功的返回码。30秒后， cat /tmp/healthy 将返回失败的返回码。
　　创建Pod：
kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/configure-pod-container/exec-liveness.yaml　　在30秒内，查看Pod的event：
kubectl describe pod liveness-exec　　结果显示没有失败的liveness probe：
FirstSeen    LastSeen    Count   From            SubobjectPath           Type        Reason      Message--------- --------    -----   ----            -------------           --------    ------      -------24s       24s     1   {default-scheduler }                    Normal      Scheduled   Successfully assigned liveness-exec to worker023s       23s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Pulling     pulling image "gcr.io/google_containers/busybox"23s       23s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Pulled      Successfully pulled image "gcr.io/google_containers/busybox"23s       23s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Created     Created container with docker id 86849c15382e; Security:[seccomp=unconfined]23s       23s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Started     Started container with docker id 86849c15382e　　启动35秒后，再次查看pod的event：
kubectl describe pod liveness-exec　　在最下面有一条信息显示liveness probe失败，容器被删掉并重新创建。
FirstSeen LastSeen    Count   From            SubobjectPath           Type        Reason      Message--------- --------    -----   ----            -------------           --------    ------      -------37s       37s     1   {default-scheduler }                    Normal      Scheduled   Successfully assigned liveness-exec to worker036s       36s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Pulling     pulling image "gcr.io/google_containers/busybox"36s       36s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Pulled      Successfully pulled image "gcr.io/google_containers/busybox"36s       36s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Created     Created container with docker id 86849c15382e; Security:[seccomp=unconfined]36s       36s     1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Normal      Started     Started container with docker id 86849c15382e2s        2s      1   {kubelet worker0}   spec.containers{liveness}   Warning     Unhealthy   Liveness probe failed: cat: can't open '/tmp/healthy': No such file or directory　　再等30秒，确认容器已经重启：
kubectl get pod liveness-exec　　从输出结果来RESTARTS值加1了。
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE　　
liveness-exec   1/1       Running   1          1m
定义一个liveness HTTP请求
　　我们还可以使用HTTP GET请求作为liveness probe。下面是一个基于gcr.io/google_containers/liveness镜像运行了一个容器的Pod的例子http-liveness.yaml：
apiVersion: v1kind: Podmetadata:　　
  labels:
　　
    test: liveness
　　
  name: liveness-httpspec:
　　
  containers:
　　
  - name: liveness
　　
    args:
　　
    - /server
　　
    image: gcr.io/google_containers/liveness
　　
    livenessProbe:
　　
      httpGet:
　　
        path: /healthz
　　
        port: 8080
　　
        httpHeaders:
　　
          - name: X-Custom-Header
　　
            value: Awesome
　　
      initialDelaySeconds: 3
　　
      periodSeconds: 3
　　该配置文件只定义了一个容器，livenessProbe 指定kubelete需要每隔3秒执行一次liveness probe。initialDelaySeconds 指定kubelet在该执行第一次探测之前需要等待3秒钟。该探针将向容器中的server的8080端口发送一个HTTP GET请求。如果server的/healthz路径的handler返回一个成功的返回码，kubelet就会认定该容器是活着的并且很健康。如果返回失败的返回码，kubelet将杀掉该容器并重启它。
　　任何大于200小于400的返回码都会认定是成功的返回码。其他返回码都会被认为是失败的返回码。
　　查看该server的源码：server.go.
　　最开始的10秒该容器是活着的， /healthz handler返回200的状态码。这之后将返回500的返回码。
http.HandleFunc("/healthz", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {　　
    duration := time.Now().Sub(started)
　　
    if duration.Seconds() > 10 {
　　
        w.WriteHeader(500)
　　
        w.Write([]byte(fmt.Sprintf("error: %v", duration.Seconds())))
　　
    } else {
　　
        w.WriteHeader(200)
　　
        w.Write([]byte("ok"))
　　
    }})
　　容器启动3秒后，kubelet开始执行健康检查。第一次健康监测会成功，但是10秒后，健康检查将失败，kubelet将杀掉和重启容器。
　　创建一个Pod来测试一下HTTP liveness检测：
kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/configure-pod-container/http-liveness.yaml　　After 10 seconds, view Pod events to verify that liveness probes have failed and the Container has been restarted:
　　10秒后，查看Pod的event，确认liveness probe失败并重启了容器。
kubectl describe pod liveness-http定义TCP liveness探针
　　第三种liveness probe使用TCP Socket。 使用此配置，kubelet将尝试在指定端口上打开容器的套接字。 如果可以建立连接，容器被认为是健康的，如果不能就认为是失败的。
　　如您所见，TCP检查的配置与HTTP检查非常相似。 此示例同时使用了readiness和liveness probe。 容器启动后5秒钟，kubelet将发送第一个readiness probe。 这将尝试连接到端口8080上的goproxy容器。如果探测成功，则该pod将被标记为就绪。Kubelet将每隔10秒钟执行一次该检查。
　　除了readiness probe之外，该配置还包括liveness probe。 容器启动15秒后，kubelet将运行第一个liveness probe。 就像readiness probe一样，这将尝试连接到goproxy容器上的8080端口。如果liveness probe失败，容器将重新启动。
使用命名的端口
　　可以使用命名的ContainerPort作为HTTP或TCP liveness检查：
ports:- name: liveness-port　　
  containerPort: 8080
　　
  hostPort: 8080livenessProbe:
　　
  httpGet:
　　
  path: /healthz
　　
  port: liveness-port
定义readiness探针
　　有时，应用程序暂时无法对外部流量提供服务。 例如，应用程序可能需要在启动期间加载大量数据或配置文件。 在这种情况下，你不想杀死应用程序，但你也不想发送请求。 Kubernetes提供了readiness probe来检测和减轻这些情况。 Pod中的容器可以报告自己还没有准备，不能处理Kubernetes服务发送过来的流量。
　　Readiness probe的配置跟liveness probe很像。唯一的不同是使用 readinessProbe而不是livenessProbe。
readinessProbe:　　
  exec:
　　
    command:
　　
    - cat
　　
    - /tmp/healthy
　　
  initialDelaySeconds: 5
　　
  periodSeconds: 5
　　Readiness probe的HTTP和TCP的探测器配置跟liveness probe一样。
　　Readiness和livenss probe可以并行用于同一容器。 使用两者可以确保流量无法到达未准备好的容器，并且容器在失败时重新启动。
配置Probe
　　Probe中有很多精确和详细的配置，通过它们你能准确的控制liveness和readiness检查：

• 　　initialDelaySeconds：容器启动后第一次执行探测是需要等待多少秒。
  
• 　　periodSeconds：执行探测的频率。默认是10秒，最小1秒。
  
• 　　timeoutSeconds：探测超时时间。默认1秒，最小1秒。
  
• 　　successThreshold：探测失败后，最少连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1。对于liveness必须是1。最小值是1。
  
• 　　failureThreshold：探测成功后，最少连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1。
  

　　HTTP probe中可以给 httpGet设置其他配置项：

• 　　host：连接的主机名，默认连接到pod的IP。你可能想在http header中设置”Host”而不是使用IP。
  
• 　　scheme：连接使用的schema，默认HTTP。
  
• 　　path: 访问的HTTP server的path。
  
• 　　httpHeaders：自定义请求的header。HTTP运行重复的header。
  
• 　　port：访问的容器的端口名字或者端口号。端口号必须介于1和65525之间。
  

　　对于HTTP探测器，kubelet向指定的路径和端口发送HTTP请求以执行检查。 Kubelet将probe发送到容器的IP地址，除非地址被httpGet中的可选host字段覆盖。 在大多数情况下，你不想设置主机字段。 有一种情况下你可以设置它。 假设容器在127.0.0.1上侦听，并且Pod的hostNetwork字段为true。 然后，在httpGet下的host应该设置为127.0.0.1。 如果你的pod依赖于虚拟主机，这可能是更常见的情况，你不应该是用host，而是应该在httpHeaders中设置Host头。