《Kubernetes知识篇：Kubernetes之pod健康检查机制》

缺乏、安全感 2023-01-13 06:14 240阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、Pod生命阶段
 *  二、Pod存活与就绪探针
 *   *  2.1、背景
     *  2.2、Pod三种探针
     *   *  2.2.1、LivenessProbe
         *  2.2.2、ReadinessProbe
         *  2.2.3、startupProbe
     *  2.3、Pod三种探测方式
     *  2.4、Pod探针属性
     *  2.5、Pod两种探针的区别
 *  三、探针使用示例
 *   *  3.1、LivenessProbe探针使用示例
     *   *  3.1.1、通过Exec方式做健康检测
         *  3.1.2、通过HTTPGetAction方式做健康探测
         *  3.1.3、通过TCP方式做健康探测
     *  3.2、ReadinessProbe探针使用示例
     *   *  3.2.1、通过Exec方式做健康检测
         *  3.2.2、通过HTTPGetAction方式做健康探测
         *  3.2.3、通过TCP方式做健康探测
     *  3.3、ReadinessProbe+LivenessProbe配合使用示例
 *  总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？

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# 一、Pod生命阶段 #

Pending：正在创建的Pod，但是Pod中的容器还没有完全被创建完成，这其中包含集群为容器创建网络，或者下载镜像的过程
    Running：Pod内所有的容器都已经被创建，且至少一个容器正在处于运行状态、正在启动状态或者重启状态
    Successed：Pod中所有容器都执行成功后退出，并且没有处于重启的容器
    Faild：Pod中所有容器都已退出，但是至少还有一个容器退出时为失败状态
    Unknow：由于一些原因，Pod的状态无法获取，通常是与Pod通信时错误导致的

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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# 二、Pod存活与就绪探针 #

## 2.1、背景 ##

**在Kubernetes中pod是最小的计算单元，而一个Pod由多个容器组成，相当于每个容器就是一个应用，应用在运行期间有可能因为某种原因而挂掉，那么如何监控这些容器的稳定性，保证服务在运行期间不会出现问题，发生问题后自动重启等问题，就成为了重中之重的事情，考虑到这点 kubernetes 推出了活性探针机制。**

**有了活性探针机制能够保证程序在运行过程中出现问题而重启，但是在kubernetes实际使用中，我们可能会经常出现这样一种问题。**

**比如说，pod显示启动成功，且能访问里面的端口，但是却返回错误信息，还有在滚动更新的时候，总会出现一段时间，Pod 对外提供网络访问，但是访问却发生 404，这两个原因，都是因为 Pod 已经成功启动，但是 Pod 的的容器中应用程序还在启动中导致，考虑到这点 Kubernetes 推出了就绪探针机制。**

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## 2.2、Pod三种探针 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 2.2.1、LivenessProbe ###

**LivenessProbe（存活探针）：用于探测容器是否运行。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决定是否重启。如果容器不提供存活探针，则默认状态为 Success。**

### 2.2.2、ReadinessProbe ###

**ReadinessProbe（就绪探针）：一般用于探测容器内的程序是否健康，容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败，endpoint 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。**

### 2.2.3、startupProbe ###

**startupProbe（启动探针）: 探测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。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5Lic5Z-O57ud56We_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
**可以自定义在 pod 启动时是否执行这些检测，如果不设置，则检测结果均默认为通过，如果设置，则顺序为 startupProbe>readinessProbe>livenessProbe，如果一个yaml中定义了startupProbe探测和livenessProbe或者startupProbe和readinessProbe，则只有startupProbe探测成功后，才执行livenessProbe和readinessProbe探测。**

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## 2.3、Pod三种探测方式 ##

**目前LivenessProbe和ReadinessProbe两种探针都支持下面三种探测方法：  
1、ExecAction：在容器中执行指定的命令，如果执行成功，退出码为 0 则探测成功。  
2、TCPSocketAction：通过容器的 IP 地址和端口号执行 TCP 检 查，如果能够建立 TCP 连接，则表明容器健康。  
3、HTTPGetAction：通过容器的IP地址、端口号及路径调用 HTTP Get方法，如果响应的状态码大于等于200且小于400，则认为容器健康**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
**Success：表示通过检测  
Failure：表示未通过检测  
Unknow：表示检测没有正常进行**

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## 2.4、Pod探针属性 ##

**两种探针有许多字段可选，可以用来更加精确的控制LivenessProbe和ReadinessProbe两种探针的探测。**

initialDelaySeconds：Pod启动后首次进行检查的等待时间，单位“秒”
    periodSeconds：检查的间隔时间，默认为10s，单位“秒”
    timeoutSeconds：探针执行检测请求后，等待响应的超时时间，默认为1s，单位“秒”
    successThreshold：探针检测失败后认为成功的最小连接成功次数，默认为1s，在liveness探针中必须为1s，最小为1s
    failureThreshold：探测失败的重试次数，重试一定次数后将认为失败，在readiness探针中，Pod会被标记为未就绪，默认3s，最小值1s

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## 2.5、Pod两种探针的区别 ##

**Pod 的 ReadinessProbe 探针使用方式和 LivenessProbe 探针探测方法一样，也是支持三种，只是一个是用于探测应用的存活，一个是判断是否对外提供流量的条件。**

**总的来说 ReadinessProbe 和 LivenessProbe是使用相同探测的方式，只是探测后对Pod的处置方式不同。**

存活性探针LivenessProbe：当检测失败后将容器杀死，并根据Pod的重启策略来决定对应措施
    就绪性探针ReadinessProbe：当检测失败后，将Pod的IP:Port从对应Service关联的EndPoint地址列表中删除

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# 三、探针使用示例 #

## 3.1、LivenessProbe探针使用示例 ##

### 3.1.1、通过Exec方式做健康检测 ###

vim liveness-exec.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: liveness-exec
      labels:
        app: liveness
    spec:
      containers:
      - name: liveness
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        args:
        - /bin/sh
        - -c
        - echo ok >  /tmp/healthy; sleep 100; rm -rf /tmp/healthy; sleep 1000
        livenessProbe:
          initialDelaySeconds: 5 #Pod启动后首次进行检查的等待时间
          periodSeconds: 5 #检查的间隔时间
          exec:
            command:
            - cat
            - /tmp/healthy

**说明：通过执行 cat /tmp/healthy 来判断一个容器是否正常运行。在创建 /tmp/healthy文件100s后将其删除，而LivenessProbe健康检测的初始时间（initialDelaySeconds）为105s，探测结果为fail，将导致kubelet杀掉容器并重启它。**

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][20210418104615463.png]  
**等待一段时间，查看pod重启次数**  
![在这里插入图片描述][20210418104639874.png]

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### 3.1.2、通过HTTPGetAction方式做健康探测 ###

vim liveness-http.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: liveness-http #定义pod名称
      labels:
        name: mynginx
    spec:
      restartPolicy: OnFailure #定义pod重启策略
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        livenessProbe:      #定义探测机制
          httpGet:          #探测方式为httpGet
            scheme: HTTP    #指定协议
            path: /healthy  #指定路径下的文件，如果不存在，探测失败
            port: 80
          initialDelaySeconds: 10   #当容器运行多久之后开始探测（单位是s）
          periodSeconds: 5          #探测频率（单位s），每隔5秒探测一次
    ---
    apiVersion: v1  #关联一个service对象
    kind: Service
    metadata:
      name: web-svc
    spec:
      selector:
        name: mynginx
      ports:
      - protocol: TCP
        port: 80
        targetPort: 80

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
**探测结果的HTTP 状态码如果为200 ~400，则表示探测成功。如果探测失败，则会杀死Pod进行重启操作。  
httpGet探测方法有如下可选的控制字段  
scheme：用于测试连接的协议，默认为HTTP  
host：要连接的主机名，默认为Pod IP  
port：容器上要访问端口号或名称  
path：HTTP 服务器上的访问URL  
httpHeaders：自定义http请求Headers，http允许重复Headers**

--------------------

### 3.1.3、通过TCP方式做健康探测 ###

vim liveness-tcp.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: liveness-tcp
      labels:
        app: liveness
    spec:
      containers:
      - name: goproxy
        image: k8s.gcr.io/goproxy:0.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080
        livenessProbe:
          tcpSocket:
            port: 80  #这里故意写错端口，为了验证探测失败后pod是否重启
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 20

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

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## 3.2、ReadinessProbe探针使用示例 ##

### 3.2.1、通过Exec方式做健康检测 ###

vim readiness-exec.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: readiness-exec
      labels:
        app: readiness
    spec:
      containers:
      - name: readiness-exec
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        args:
        - /bin/sh
        - -c
        - echo ok >  /tmp/healthy; sleep 100; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - cat
            - /tmp/healthy
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
**说明：可以看到找不到该文件，表示探测失败，但是readiness机制与liveness机制不同，它并不会重启pod，而是连续探测3次失败后，则将容器设置为不可用的状态。**

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### 3.2.2、通过HTTPGetAction方式做健康探测 ###

vim readiness-http.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: readiness-http #定义pod名称
      labels:
        name: mynginx
    spec:
      restartPolicy: OnFailure #定义pod重启策略
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        readinessProbe:      #定义探测机制
          httpGet:          #探测方式为httpGet
            scheme: HTTP    #指定协议
            path: /healthy  #指定路径下的文件，如果不存在，探测失败
            port: 80
          initialDelaySeconds: 10   #当容器运行多久之后开始探测（单位是s）
          periodSeconds: 5          #探测频率（单位s），每隔5秒探测一次
    ---
    apiVersion: v1  #关联一个service对象
    kind: Service
    metadata:
      name: web-svc
    spec:
      selector:
        name: mynginx
      ports:
      - protocol: TCP
        port: 80
        targetPort: 80

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
**说明：查看pod的Events信息，通过探测，可以知道pod是不健康的，且http访问失败。它并不会重启，而是直接将pod设置为不可用的状态。**

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### 3.2.3、通过TCP方式做健康探测 ###

vim readiness-tcp.yaml 
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: readiness-tcp
      labels:
        app: readiness
    spec:
      containers:
      - name: goproxy
        image: k8s.gcr.io/goproxy:0.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080
        readinessProbe:
          tcpSocket:
            port: 80  #这里故意写错端口，为了验证探测失败后pod是否重启
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 20

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
**说明：查看pod的Events信息，通过探测，可以知道pod是不健康的，且tcp访问失败。它并不会重启，而是直接将pod设置为不可用的状态。**

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## 3.3、ReadinessProbe+LivenessProbe配合使用示例 ##

vim liveness-readiness.yaml
    
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: rlprobe
      labels:
        app: rlprobe
    spec:
      type: NodePort
      ports:
      - name: server
        port: 8080
        targetPort: 8080
        nodePort: 32280
      - name: managerment
        port: 8081
        targetPort: 8081
        nodePort: 32281
      selector:
        app: rlprobe
    ---
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: rlprobe
      labels:
        app: rlprobe
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        matchLabels:
          app: rlprobe
      template:
        metadata:
          name: rlprobe
          labels:
            app: rlprobe
        spec:
          containers:
          - name: rl
            image: mydlqclub/springboot-helloworld:0.0.1
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            ports:
            - name: server
              containerPort: 8080
            - name: managerment
              containerPort: 8081
            readinessProbe:
              httpGet:
                scheme: HTTP
                port: 8081
                path: /actuator/health
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 5
              timeoutSeconds: 10
            livenessProbe:
              httpGet:
                scheme: HTTP
                port: 8081
                path: /actuator/health
              initialDelaySeconds: 20
              periodSeconds: 5
              timeoutSeconds: 10

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
**说明：查看pod的Events信息，通过探测，可以知道pod是不健康的，且http访问失败。它会不断重启，而且会将pod设置为不可用的状态，直到重启之后探测成功会将pod状态设置为ready。**

--------------------

# 总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？ #

更多详细内容请参考：[企业级K8s集群运维实战][K8s]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221022/8f468c624d8046b58eafe8c5d358cb84.png
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[20210418104615463.png]: /images/20221022/24a310a5df2a4e4d9bc562b90d4eacfd.png
[20210418104639874.png]: /images/20221022/0b6c5fda87404f42bea50ff562c1b771.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221022/208fb0d16e5d4354bfabfe044c64261d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221022/d3424df565f046e7abcea750d6811a41.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221022/f9b4e90d00614aae827d2772b05b25ef.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221022/ce2bf32d5b3d49e0a20f9ae7e1ab0ed4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221022/a61cf1b0d2d046b295d5dceb8b571544.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3ODE0MTEy_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221022/2d51ff1d4beb4ba69f6044d2401d2652.png
[K8s]: https://blog.csdn.net/m0_37814112/category_10856504.html?spm=1001.2014.3001.5482