掌握 Kubernetes 故障排除：有效维护集群的最佳实践和工具
掌握有效的 Kubernetes 故障排除技术和工具。
Kubernetes 是一款管理容器化应用程序的强大工具。然而，与任何复杂的系统一样，使用它时也可能出错。当问题出现时， 掌握有效的故障排除技术和工具非常重要。
本文将介绍以下步骤，助您了解事件收集的入门知识：
- 检索最新事件
- 使用 Pod 模拟问题
- 在位于 PV 的 Pod 中存储事件
检索最新事件
对 Kubernetes 集群进行故障诊断的第一步是检索最新的事件。 Kubernetes 中的事件由集群中的各种组件和对象（如 Pod、节点和服务）生成。它们可提供有关集群状态和可能发生的任何问题的信息。
要检索最新事件，可以使用 Kubectl get events 命令。这将显示集群中所有事件的列表。
kubectl get events
LAST SEEN TYPE REASON OBJECT MESSAGE
78s Warning BackOff pod/bbb Back-off restarting failed container
72s Warning BackOff pod/bbb2 Back-off restarting failed container
12m Normal Pulling pod/bbb3 Pulling image "busybox"
12m Normal Created pod/bbb3 Created container bbb3
46m Normal Started pod/bbb3 Started container bbb3
如上所示，它按 时间排序 显示了集群中所有通信口的列表。您还可以添加 -w 标记，以观察新事件发生的变化。
这将显示集群中发生事件的实时状态。通过观察事件，您可以 快速识别可能发生的任何问题。
虽然 kubectl get events 命令有助于检索事件，但如果事件按时间顺序显示，则很难识别问题。为了更容易识别问题，您可以按照 metadata.creationTimestamp 对事件进行排序。
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp
LAST SEEN TYPE REASON OBJECT MESSAGE
104s Normal Pulling pod/busybox13 Pulling image "busybox"
88s Warning FailedScheduling pod/mysqldeployment-6f8b755598-phgzr 0/2 nodes are available: 2 Insufficient cpu. preemption: 0/2 nodes are available: 2 No preemption victims found for incoming pod.
104s Warning BackOff pod/busybox6 Back-off restarting failed container
82s Warning ProvisioningFailed persistentvolumeclaim/pv-volume storageclass.storage.k8s.io "csi-hostpath-sc" not found
82s Warning ProvisioningFailed persistentvolumeclaim/pv-volume-2 storageclass.storage.k8s.io "csi-hostpath-sc" not found
如上所示，按 metada.creationTimestamp 排序显示集群中所有事件的列表。通过这种方式对通信口进行排序，您可以快速识别最近的事件和可能出现的任何问题。
使用 Pod 模拟问题
如果您发现存在 与联网或服务发现相关的问题， 终止 kube-proxy pod 可能会有帮助。 kube-proxy pod 负责集群中的联网和服务发现，因此终止它有助于识别与这些功能相关的任何问题。
要终止 kube-proxy pod，可以使用 kubectl delete pod 命令。如果您需要指定 kube-proxy pod 的名称，可以使用 kubectl get pods 命令找到它。
kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-57575c5f89-66z2h 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
coredns-57575c5f89-bcjdn 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
etcd-k81 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
fluentd-elasticsearch-5fdvc 1/1 Running 2 (45h ago) 60d
fluentd-elasticsearch-wx6x9 1/1 Running 1 (45h ago) 60d
kube-apiserver-k81 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
kube-controller-manager-k81 1/1 Running 2 (45h ago) 36d
kube-proxy-bqpb5 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
kube-proxy-q94sk 1/1 Running 1 (45h ago) 36d
kube-scheduler-k81 1/1 Running 2 (45h ago) 36d
metrics-server-5c59ff65b6-s4kms 1/1 Running 2 (45h ago) 58d
weave-net-56pl2 2/2 Running 3 (45h ago) 61d
weave-net-rml96 2/2 Running 5 (45h ago) 62d
如上，将显示 Kube 系统命名空间中所有 pod 的列表，其中包括 kube-proxy pod。获得 kube-proxy pod 的名称后，就可以使用 kubectl delete pod 命令将其删除。
kubectl delete pod -n kube-system kube-proxy-q94sk
这将删除 kube-system 命名空间中的 kube-proxy pod。Kubernetes 会自动创建一个新的 kube-proxy pod 来替代它。
您可以使用以下命令检查事件：
kubectl get events -n=kube-system --sort-by=.metadata.creationTimestamp
LAST SEEN TYPE REASON OBJECT MESSAGE
4m59s Normal Killing pod/kube-proxy-bqpb5 Stopping container kube-proxy
4m58s Normal Scheduled pod/kube-proxy-cbkx6 Successfully assigned kube-system/kube-proxy-cbkx6 to k82
4m58s Normal SuccessfulCreate daemonset/kube-proxy Created pod: kube-proxy-cbkx6
4m57s Normal Pulled pod/kube-proxy-cbkx6 Container image "registry.k8s.io/kube-proxy:v1.24.11" already present on machine
在位于 PV 的 Pod 中存储事件
将事件存储在位于 PV 中的 Pod，是跟踪 Kubernetes 集群中所发生事件的有效方法。下面是关于如何操作的分步讲解：
为 Pod 添加权限
要在 pod 中连接 Kubernetes API，您需要赋予它适当的权限。下面是一个将权限绑定到 pod 的 YAML 文件示例。
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: event-logger
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: default
namespace: default
创建持久加密卷 (PV) 和持久加密卷声明 (PVC)
现在我们已经设置好 ClusterRoleBind，可以创建一个持久卷来存储我们的事件。下面是一个使用 hostPath 创建 PC 的 YAML 文件示例：
# pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: my-pv
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
hostPath:
path: /mnt/data
---
# pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: my-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
volumeName: my-pv
创建 Pod 以收集事件
现在，我们已经设置好 PV 和 PVC，可以创建 Pod 来收集事件了。下面是一个 YAML 文件示例，用于创建一个 Pod，在 Pod 中连接到 Kubernetes API，并将所有事件存储到文件 events.log 中。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: event-logger
spec:
containers:
- name: event-logger
image: alpine
command: ["/bin/sh", "-c"]
args:
- |
apk add --no-cache curl jq && while true; do
EVENTS=$(curl -s -k -H "Authorization: Bearer $(cat /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token)" https://${KUBERNETES_SERVICE_HOST}/api/v1/events | jq -r '.items[]')
if [ -n "$EVENTS" ]; then
echo "$EVENTS" >> /pv/events.log
fi
sleep 10
done
volumeMounts:
- name: event-log
mountPath: /pv
- name: sa-token
mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
readOnly: true
volumes:
- name: event-log
persistentVolumeClaim:
claimName: my-pvc
- name: sa-token
projected:
sources:
- serviceAccountToken:
path: token
expirationSeconds: 7200
- configMap:
name: kube-root-ca.crt
该 Pod 将运行一个安装了 curl 和 jq 的简单 shell 脚本，使用 event-logger ClusterRoleBinding 连接到 Kubernetes API，并将所有事件存储在 /pv/events.log 中。
可以运行以下命令检查事件：
kubectl exec event-logger -- cat /pv/events.log
通过使用这些故障排除技术和工具，您可以 保持 Kubernetes 集群的健康和平稳运行。检索最新事件、模拟问题并将事件存储在位于 PV 中的 pod 中，是有效维护集群的基本步骤。随着您对 Kubernetes 的使用经验越来越丰富，您可以探索更高级的工具，如用于分析事件的 Kibana、Prometheus 或 Grafana，以及集中式日志记录解决方案，如 Elasticsearch 或 Fluentd。
