【王老师说运维】：k8s之pod生命周期与探针检测

1239 05-20

K8S中Pod的生命周期与ExecAction、TCPSocketAction和HTTPGetAction探针检测

主机配置规划
服务器名称(hostname)   系统版本   配置   内网IP   外网IP(模拟)
k8s-master   CentOS7.7   2C/4G/20G   172.16.1.110   10.0.0.110
k8s-node01   CentOS7.7   2C/4G/20G   172.16.1.111   10.0.0.111
k8s-node02   CentOS7.7   2C/4G/20G   172.16.1.112   10.0.0.112
Pod容器生命周期

Pause容器说明
每个Pod里运行着一个特殊的被称之为Pause的容器，其他容器则为业务容器，这些业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此他们之间通信和数据交换更为高效。在设计时可以充分利用这一特性，将一组密切相关的服务进程放入同一个Pod中；同一个Pod里的容器之间仅需通过localhost就能互相通信。

kubernetes中的pause容器主要为每个业务容器提供以下功能：
PID命名空间：Pod中的不同应用程序可以看到其他应用程序的进程ID。

网络命名空间：Pod中的多个容器能够访问同一个IP和端口范围。

IPC命名空间：Pod中的多个容器能够使用SystemV IPC或POSIX消息队列进行通信。

UTS命名空间：Pod中的多个容器共享一个主机名；Volumes（共享存储卷）。

Pod中的各个容器可以访问在Pod级别定义的Volumes。

容器探针
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。
每次探测都将获得以下三种结果之一：

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。
Kubelet 可以选择是否在容器上运行三种探针执行和做出反应：

livenessProbe：指示容器是否正在运行。如果存活探测失败，则 kubelet 会杀死容器，并且容器将受到其重启策略的影响。如果容器不提供存活探针，则默认状态为 Success。
readinessProbe：指示容器是否准备好服务请求【对外接受请求访问】。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。初始延迟之前的就绪状态默认为 Failure。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为 Success。
startupProbe: 指示容器中的应用是否已经启动。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。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。如果容器没有提供启动探测，则默认状态为成功Success。
备注：可以以Tomcat web服务为例。

容器重启策略
PodSpec 中有一个 restartPolicy 字段，可能的值为 Always、OnFailure 和 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。

[root@k8s-master lifecycle]# kubectl apply -f livenessProbe-exec.yaml 
pod/liveness-exec-pod created

在 30 秒内，查看 Pod 的描述：

[root@k8s-master lifecycle]# kubectl get pod -o wide
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
liveness-exec-pod   1/1     Running   0          17s   10.244.2.21   k8s-node02   <none>           <none>
[root@k8s-master lifecycle]# kubectl describe pod liveness-exec-pod
Name:         liveness-exec-pod
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node02/172.16.1.112
………………
Events:
  Type    Reason     Age   From                 Message
  ----    ------     ----  ----                 -------
  Normal  Scheduled  25s   default-scheduler    Successfully assigned default/liveness-exec-pod to k8s-node02
  Normal  Pulled     24s   kubelet, k8s-node02  Container image "registry.cn-beijing.aliyuncs.com/google_registry/busybox:1.24" already present on machine
  Normal  Created    24s   kubelet, k8s-node02  Created container liveness-exec
  Normal  Started    24s   kubelet, k8s-node02  Started container liveness-exec

输出结果显示：存活探测器成功。

35 秒之后，再来看 Pod 的描述：

由上可见，在输出结果的最下面，有信息显示存活探测器失败了，因此这个容器被杀死并且被重建了。

存活检测-HTTP请求

pod yaml脚本

创建 Pod，查看pod状态

看pod详情

由上可见，pod存活检测正常

我们进入pod的第一个容器，然后删除对应的文件

再次看pod状态和详情，可见Pod的RESTARTS从0变为了1。

由上可见，当liveness-httpget检测失败，重建了Pod容器

存活检测-TCP端口

pod yaml脚本

[root@k8s-master lifecycle]# pwd
/root/k8s_practice/lifecycle
[root@k8s-master lifecycle]# cat livenessProbe-tcp.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-tcp-pod
  labels:
    test: liveness
spec:
  containers:
  - name: liveness-tcp
    image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/google_registry/nginx:1.17
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 3

TCP探测正常情况

创建 Pod，查看pod状态

[root@k8s-master lifecycle]# kubectl apply -f livenessProbe-tcp.yaml
pod/liveness-tcp-pod created
[root@k8s-master lifecycle]# kubectl get pod -o wide
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
liveness-tcp-pod   1/1     Running   0          50s   10.244.4.23   k8s-node01   <none>           <none>

查看pod详情

以上是正常情况，可见存活探测成功。

模拟TCP探测失败情况

将上面yaml文件中的探测TCP端口进行如下修改：

    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8090  # 之前是80

删除之前的pod并重新创建，并过一会儿看pod状态

[root@k8s-master lifecycle]# kubectl apply -f livenessProbe-tcp.yaml 
pod/liveness-tcp-pod created
[root@k8s-master lifecycle]# kubectl get pod -o wide   # 可见RESTARTS变为了1，再过一会儿会变为2，之后依次叠加
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
liveness-tcp-pod   1/1     Running   1          25s   10.244.2.28   k8s-node02   <none>           <none>

pod详情

由上可见，liveness-tcp检测失败，重建了Pod容器。

检测探针-启动检测
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【如：Tomcat服务】。这种情况下，在不影响对触发这种探测的死锁的快速响应的情况下，设置存活探测参数是要有技巧的。

王老师说运维之菜鸟kubernetes(k8s)入门实战：http://www.codeforest.cn/course/473

智一面王老师说运维推荐高级运维工程师(k8s专题)在线评测：http://www.gtalent.cn/exam/interview/aRdgXDLFNpjwiWEM

标签： Kubernetes