排除Kubernetes故障,只需3步

Kubernetes 生态系统充斥着各种工具，例如监控、可观察性、跟踪、日志记录等，但一般很难真正理解故障排除与这些工具有何联系。

当故障发生时，我们要掌握是从哪里发生，了解所面临的问题，解决眼前的问题，然后修复根本原因。随着系统规模的扩大，这一切会变得越来越复杂。

一名从事现代、复杂、分布式系统工作的软件工程师，会经常发现，每次出现问题或故障时，都需要了解引发问题的原因以及是谁造成的，但是，这并不是一件容易的事。更难的，是弄清楚幕后发生了什么，以及如何防止它再次发生。

一般，我们会这样思考：

• 究竟发生了什么？

• 哪些事情是相关的？

• 什么与我们试图排除故障的特定症状相关？

• 我们如何确定根本原因？

• 终，我们还要确保将来不再发生此问题或类似问题？

本文中，我们将之简化为3个步骤：

• 理解

• 管理

• 预防

我将深入探讨如何实施好这三个步，以及它们如何帮助我们对Kubernetes 进行故障排除。我还将回顾哪些生态系统工具适合哪个步，以更好地掌握或使用那些工具。

步：理解

毫不奇怪，这是重要的一步。理解系统资源，通常使你能够了解发生了什么、出了什么问题以及我们接下来应该做什么。

为了尝试了解故障原因，开发人员将首先分析系统近的修改以及可能导致此故障发生的更改。

当然，这说起来容易做起来难。在复杂的分布式系统，尤其是基于 Kubernetes 的系统中，这意味着大量使用 kubectl 来对部署日志、跟踪和指标进行故障排除，验证 pod 健康状况和资源上限，以及服务连接，以及其他常见的 pod 错误，检查 YAML 配置文件，验证第三方工具和集成等等。这可能是一行代码、一行配置的更改，触发了故障。

下图一张图，可以帮助我们在排除 K8s 系统进行故障时，缩小问题的范围。

图片来源： 有关 Kubernetes 部署故障排除的指南

接下来，我们将查看事件：系统中实际发生了什么 – 系统是否过载？是否丢失了数据？是否存在服务中断？这与系统的初始变化有何关系？

然后，我们查看一下我们创建的指标、仪表板和数据，以基于数据源对问题进行某种理解。是否不止一个系统表现相同？影响两个系统的服务之一是否存在依赖性？后，我们能否从看似相似的先前事件中学到一些东西，让我们对我们现在正在经历的事情有所了解？

仅就某些情况而言，下面是你需要使用的一些工具的列表，以便对系统中发生的事情有一个基本的了解。

监控工具：Datadog、Dynatrace、Grafana Labs、New Relic

可观察性工具：Lightstep、Honeycomb

实时调试工具：OzCode、Rookout

日志工具：Splunk、LogDNA、Logz.io

第二步：管理

在当今的微服务架构中，很多时候相互依赖的服务由不同的团队管理。发生故障时，解决问题的关键之一是团队之间的沟通与协作。

根据潜在问题的类型，你可能想要采取的操作，包括像重启系统这样简单的操作，或者更’严厉’的措施，例如版本回滚或恢复近的配置，直到更清楚地了解潜在问题。终，你可能需要采取主动措施，如增加内存上限或机器数量的形式增加容量。但是，所有这些都不应该是你实时尝试和弄清楚的。今天有很多工具，从 Jenkins 到 ArgoCD，云提供商的专有工具，甚至更多的 kubectl 来采取这些行动和措施。

一旦更好地理解了潜在问题，补救就不应该是主要是反复试验的临时操作，或者存在于当前团队和实践中的记录。根据公司的技术堆栈和可能的根本原因，应使用定制的运行手册来管理任何给定的事件，并针对每种警报提供具体的任务和操作。

团队中的每一位工程师，无论是还是初级，都可以利用这一份友好的运行手册来实时排除故障。

此阶段的工具包将包括以下一些内容：

事件管理：PagerDuty，Kintaba

项目管理：Jira、Monday、Trello

CI/CD 管理：ArgoCD、Jenkins

后一个步：预防

预防可能是重要的步，以确保类似事件不再发生。防止类似问题的方法是根据每个事件创建定义明确的策略和规则。在“理解”阶段要采取哪些行动，我们如何快速地识别问题并将问题上报给相关团队？

我们如何委派责任，确保团队之间无摩擦的沟通和协作？这包括手头任务和操作的完全透明度，以及进度的实时更新。每种警报和事件的任务的规范顺序是什么？

一旦我们弄清楚了上述所有内容，我们就可以开始考虑如何自动化和协调这些事件，并尽可能接近传说中的“自我修复”系统。

这一步的特点是通过不断将系统推向极限，从而创建更具弹性和适应变化的系统的工具。例如：

Chaos Engineering：Gremlin、Chaos Monkey、ChaosIQ

Auto Remediation：Shoreline、OpsGenie

一步都不能少

我们相信，通过以上三步的结合，可以将故障排除与监控、可观察性、跟踪等区别开来。然而，可能重要的是深入到系统和流程中，以防止它们再次发生。

我们都见过这个表情包：

或者这个：

它们仍然被广泛使用并如此受欢迎的原因是，即使我们在“DevOps 工具”方面取得了巨大进步后，对于实时的问题或故障，很多时候依然捉襟见肘。

因此，我建议将应用程序和运维数据集中到一个平台中，使团队成员能够真正了解他们的系统，并终了解对复杂系统出现的警报如何采取行动。当我们将好的开发人员和运维人员结合在一起时，我们可以通过更好地合作来更快地解决故障。

来源：https://www.kubernetes.org.cn/9578.html