Kubernetes探針詳解

一、探針介紹

Kubernetes探針在容器技術中扮演着非常重要的角色。探針是一種檢查容器應用程序狀態的機制，它是Kubernetes用於確保應用程序健康的一部分。探針分為兩種類型：Liveness探針和Readiness探針。

1. Liveness探針

Liveness探針用於確定容器是否處於活動狀態。當Liveness探針發現容器狀態不正常時，容器將被自動重啟。例如，在一個Web服務器容器中，Liveness探針可以將負責處理網絡請求的進程作為探測目標。一旦Liveness探針檢測到該進程不再響應請求，它會將容器標記為失敗狀態，並啟動容器的自動重新啟動。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      timeoutSeconds: 1

2. Readiness探針

Readiness探針用於確定容器是否準備好接收流量。當容器準備好接收新的請求時，Kubernetes會將流量路由到該容器中。如果Readiness探針因某種原因失敗，Kubernetes會將新的流量路由到其他容器。這樣可以保證流量始終發送到可用的容器中。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      timeoutSeconds: 1

二、Kubernetes探針台

Kubernetes探針台（Probe Manager）是一個檢查容器狀態的監視器。探針台負責檢查探針，並根據探針結果來管理容器狀態。當探針檢測到容器狀態異常時，探針台會啟動自動重啟或重新調度容器。Kubernetes探針台內置探針的類型和實現機制

1. Liveness探針類型

Kubernetes內置了多種Liveness探針類型，包括Exec探針和HTTP Request探針。這些探針類型可以根據容器類型、應用程序類型和需求來進行選擇。例如，在一個單節點容器集群中，Exec探針可能是最好的選擇。但是，如果應用程序需要較高的可用性，則HTTP請求探針可能是更好的選擇。

Exec探針

Exec探針用於直接執行命令，以驗證容器是否處於正常狀態。以下代碼簡要演示了如何在容器中執行一個簡單的命令：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/ready
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

HTTP Request探針

HTTP Request探針用於通過HTTP檢查容器狀態。以下代碼簡要展示了如何配置HTTP Request Probe探針：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

2. Readiness探針類型

Kubernetes內置了多種Readiness探針類型，包括TCP Socket探針和HTTP Request探針。這些探針類型可以根據容器類型、應用程序類型和需求來進行選擇。例如，在一個需要保證高擴展性的Web應用程序中，HTTP請求探針可能是更好的選擇。但是，如果應用程序包含一個與互聯網緊密相關的服務，TCP Socket探針可能是更好的選擇。

TCP Socket探針

TCP Socket探針用於通過TCP檢查容器是否處於正常狀態。以下代碼簡要展示了如何在容器中配置TCP Socket Probe探針：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

HTTP Request探針

HTTP Request探針用於通過HTTP檢查容器狀態。以下代碼簡要展示了如何在容器中配置HTTP Request探針：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

三、GKS100探針

GKS100探針是Kubernetes提供的一種全新的探針機制。GKS100探針類型包括Console探針和Script探針。探針主要用於在Pod運行期間，監控、記錄Pod內部的重要狀態等信息，並通過探針台上報給Kubernetes系統，幫助Kubernetes系統管理Pod。

1. Console探針類型

Console探針類型主要通過收集並輸出Pod內部重要狀態信息的方式，進行Pod狀態的監控和記錄。以下為如何使用Console探針類型的示例代碼：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: console-pod
spec:
  containers:
  - name: console
    image: k8s.gcr.io/console
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      console:
        command:
        - sh
        - "-c"
        - cat /tmp/console.log
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

2. Script探針類型

Script探針類型主要通過以腳本的形式來完成服務生命周期的管理。Script探針類型擁有更加靈活的定製性和可擴展性，適用於更為複雜的部署場景。以下為如何使用Script探針類型的示例代碼：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: script-pod
spec:
  containers:
  - name: script
    image: k8s.gcr.io/script
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      script:
        command:
        - sh
        - "-c"
        - echo OK
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

結語

探針是Kubernetes容器編排技術中非常重要的一個組成部分。Liveness探針和Readiness探針的使用可以大大提高容器應用程序的可用性和可靠性。同時，Kubernetes探針台和GKS100探針機制的引入也為容器管理和監控提供了更好的手段。