应用保障:如何让Pod运行得更健康

作为 Kubernetes 里的核心概念和原子调度单位,Pod 的主要职责是管理容器,以逻辑主机、容器集合、进程组的形式来代表应用,它的重要性是不言而喻的。

创建容器有三大隔离技术:namespace、cgroup、chroot。其中的 namespace 实现了独立的进程空间,chroot 实现了独立的文件系统,cgroup 的作用是管控 CPU、内存,保证容器不会无节制地占用基础资源,进而影响到系统里的其他应用。

CPU、内存的只要在 Pod 容器的描述部分添加一个新字段 resources 就可以了,它就相当于申请资源的 Claim。它下面有两个字段:

  • “requests”,意思是容器要申请的资源,也就是说要求 Kubernetes 在创建 Pod 的时候必须分配这里列出的资源,否则容器就无法运行。
  • “limits”,意思是容器使用资源的上限,不能超过设定值,否则就有可能被强制停止运行。

在请求 cpu 和 memory 这两种资源的时候,你需要特别注意它们的表示方式。

内存的写法和磁盘容量一样,使用 Ki、Mi、Gi 来表示 KB、MB、GB,比如 512Ki、100Mi、0.5Gi 等。

CPU 时间也不能无限分割,Kubernetes 里 CPU 的最小使用单位是 0.001,为了方便表示用了一个特别的单位 m,也就是“milli”“毫”的意思,比如说 500m 就相当于 0.5。

Kubernetes 为检查应用状态定义了三种探针,它们分别对应容器不同的状态:

  • Startup,启动探针,用来检查应用是否已经启动成功,适合那些有大量初始化工作要做,启动很慢的应用。
  • Liveness,存活探针,用来检查应用是否正常运行,是否存在死锁、死循环。
  • Readiness,就绪探针,用来检查应用是否可以接收流量,是否能够对外提供服务。

这三种探针是递进的关系:应用程序先启动,加载完配置文件等基本的初始化数据就进入了 Startup 状态,之后如果没有什么异常就是 Liveness 存活状态,但可能有一些准备工作没有完成,还不一定能对外提供服务,只有到最后的 Readiness 状态才是一个容器最健康可用的状态。

 如果一个 Pod 里的容器配置了探针,Kubernetes 在启动容器后就会不断地调用探针来检查容器的状态:

  • 如果 Startup 探针失败,Kubernetes 会认为容器没有正常启动,就会尝试反复重启,当然其后面的 Liveness 探针和 Readiness 探针也不会启动。
  • 如果 Liveness 探针失败,Kubernetes 就会认为容器发生了异常,也会重启容器。
  • 如果 Readiness 探针失败,Kubernetes 会认为容器虽然在运行,但内部有错误,不能正常提供服务,就会把容器从 Service 对象的负载均衡集合中排除,不会给它分配流量。

 startupProbe、livenessProbe、readinessProbe 这三种探针的配置方式都是一样的,关键字段有这么几个:

  • periodSeconds,执行探测动作的时间间隔,默认是 10 秒探测一次。
  • timeoutSeconds,探测动作的超时时间,如果超时就认为探测失败,默认是 1 秒。
  • successThreshold,连续几次探测成功才认为是正常,对于 startupProbe 和 livenessProbe 来说它只能是 1。
  • failureThreshold,连续探测失败几次才认为是真正发生了异常,默认是 3 次。

至于探测方式,Kubernetes 支持 3 种:Shell、TCP Socket、HTTP GET,它们也需要在探针里配置:

  • exec,执行一个 Linux 命令,比如 ps、cat 等等,和 container 的 command 字段很类似。
  • tcpSocket,使用 TCP 协议尝试连接容器的指定端口。
  • httpGet,连接端口并发送 HTTP GET 请求。

此文章为7月Day22学习笔记,内容来源于极客时间《Kubernetes入门实战课》,推荐该课程。

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