Cycle de vie d'un Pod Kubernetes

Phase du Pod

Le champ status d'un Pod est un objet PodStatus, contenant un champ phase.

La phase d'un Pod est un résumé simple et de haut niveau de l'étape à laquelle le Pod se trouve dans son cycle de vie. La phase n'est pas faite pour être un cumul complet d'observations de l'état du conteneur ou du Pod, ni pour être une machine à état compréhensible.

Le nombre et la signification des valeurs de phase d'un pod sont soigneusement gardés. Hormis ce qui est documenté ici, rien ne doit être supposé sur des Pods ayant une valeur de phase donnée.

Voici les valeurs possibles pour phase :

Valeur Description
Pending Le Pod a été accepté par Kubernetes, mais une ou plusieurs images de conteneurs n'ont pas encore été créées. Ceci inclut le temps avant d'être affecté ainsi que le temps à télécharger les images à travers le réseau, ce qui peut prendre un certain temps.
Running Le pod a été affecté à un nœud et tous les conteneurs ont été créés. Au moins un conteneur est toujours en cours d'exécution, ou est en train de démarrer ou redémarrer.
Succeeded Tous les conteneurs du pod ont terminé avec succès et ne seront pas redémarrés.
Failed Tous les conteneurs d'un pod ont terminé, et au moins un conteneur a terminé en échec : soit le conteneur a terminé avec un status non zéro, soit il a été arrêté par le système.
Unknown Pour quelque raison l'état du pod ne peut pas être obtenu, en général en cas d'erreur de communication avec l'hôte du Pod.

Conditions du Pod

Un Pod a un PodStatus, qui contient un tableau de PodConditions à travers lesquelles le Pod est ou non passé. Chaque élément du tableau de PodCondition a six champs possibles :

  • Le champ lastProbeTime fournit un timestamp auquel la condition du Pod a été sondée pour la dernière fois.

  • Le champ lastTransitionTime fournit un timestamp auquel le Pod a changé de statut pour la dernière fois.

  • Le champ message est un message lisible indiquant les détails de la transition.

  • Le champ reason est une raison unique, en un seul mot et en CamelCase de la transition vers la dernière condition.

  • Le champ status est une chaîne de caractères avec les valeurs possibles "True", "False", et "Unknown".

  • Le champ type est une chaîne de caractères ayant une des valeurs suivantes :

    • PodScheduled : le Pod a été affecté à un nœud ;
    • Ready : le Pod est prêt à servir des requêtes et doit être rajouté aux équilibreurs de charge de tous les Services correspondants ;
    • Initialized : tous les init containers ont démarré correctement ;
    • Unschedulable : le scheduler ne peut pas affecter le Pod pour l'instant, par exemple par manque de ressources ou en raison d'autres contraintes ;
    • ContainersReady : tous les conteneurs du Pod sont prêts.

Sondes du Conteneur

Une Sonde (Probe) est un diagnostic exécuté périodiquement par kubelet sur un Conteneur. Pour exécuter un diagnostic, kubelet appelle un Handler implémenté par le Conteneur. Il existe trois types de handlers :

  • ExecAction : Exécute la commande spécifiée à l'intérieur du Conteneur. Le diagnostic est considéré réussi si la commande se termine avec un code de retour de 0.

  • TCPSocketAction : Exécute un contrôle TCP sur l'adresse IP du Conteneur et sur un port spécifié. Le diagnostic est considéré réussi si le port est ouvert.

  • HTTPGetAction : Exécute une requête HTTP Get sur l'adresse IP du Conteneur et sur un port et un chemin spécifiés. Le diagnostic est considéré réussi si la réponse a un code de retour supérieur ou égal à 200 et inférieur à 400.

Chaque sonde a un résultat parmi ces trois :

  • Success: Le Conteneur a réussi le diagnostic.
  • Failure: Le Conteneur a échoué au diagnostic.
  • Unknown: L'exécution du diagnostic a échoué, et donc aucune action ne peut être prise.

kubelet peut optionnellement exécuter et réagir à deux types de sondes sur des conteneurs en cours d'exécution :

  • livenessProbe : Indique si le Conteneur est en cours d'exécution. Si la liveness probe échoue, kubelet tue le Conteneur et le Conteneur est soumis à sa politique de redémarrage (restart policy). Si un Conteneur ne fournit pas de liveness probe, l'état par défaut est Success.

  • readinessProbe : Indique si le Conteneur est prêt à servir des requêtes. Si la readiness probe échoue, le contrôleur de points de terminaison (Endpoints) retire l'adresse IP du Pod des points de terminaison de tous les Services correspodant au Pod. L'état par défaut avant le délai initial est Failure. Si le Conteneur ne fournit pas de readiness probe, l'état par défaut est Success.

Quand devez-vous utiliser une liveness ou une readiness probe ?

Si le process de votre Conteneur est capable de crasher de lui-même lorsqu'il rencontre un problème ou devient inopérant, vous n'avez pas forcément besoin d'une liveness probe ; kubelet va automatiquement exécuter l'action correcte en accord avec la politique de redémarrage (restartPolicy) du Pod.

Si vous désirez que votre Conteneur soit tué et redémarré si une sonde échoue, alors spécifiez une liveness probe et indiquez une valeur pour restartPolicy à Always ou OnFailure.

Si vous voulez commencer à envoyer du trafic à un Pod seulement lorsqu'une sonde réussit, spécifiez une readiness probe. Dans ce cas, la readiness probe peut être la même que la liveness probe, mais l'existence de la readiness probe dans la spec veut dire que le Pod va démarrer sans recevoir aucun trafic et va commencer à recevoir du trafic après que la sonde réussisse. Si votre Conteneur doit charger une grande quantité de données, des fichiers de configuration ou exécuter des migrations au démarrage, spécifiez une readiness probe.

Si vous désirez que le Conteneur soit capable de se mettre en maintenance tout seul, vous pouvez spécifier une readiness probe qui vérifie un point de terminaison spécifique au readiness et différent de la liveness probe.

Notez que si vous voulez uniquement être capable de dérouter les requêtes lorsque le Pod est supprimé, vous n'avez pas forcément besoin d'une readiness probe; lors de sa suppression, le Pod se met automatiquement dans un état non prêt, que la readiness probe existe ou non. Le Pod reste dans le statut non prêt le temps que les Conteneurs du Pod s'arrêtent.

Pour plus d'informations sur la manière de mettre en place une liveness ou readiness probe, voir Configurer des Liveness et Readiness Probes.

Statut d'un Pod et d'un Conteneur

Pour des informations détaillées sur le statut d'un Pod et d'un Conteneur, voir PodStatus et ContainerStatus. Notez que l'information rapportée comme statut d'un Pod dépend du ContainerState.

États d'un Conteneur

Une fois que le Pod est assigné à un nœud par le scheduler, kubelet commence à créer les conteneurs en utilisant le runtime de conteneurs. Il existe trois états possibles pour les conteneurs : en attente (Waiting), en cours d'exécution (Running) et terminé (Terminated). Pour vérifier l'état d'un conteneur, vous pouvez utiliser kubectl describe pod [POD_NAME]. L'état est affiché pour chaque conteneur du Pod.

  • Waiting : état du conteneur par défaut. Si le conteneur n'est pas dans un état Running ou Terminated, il est dans l'état Waiting. Un conteneur dans l'état Waiting exécute les opérations nécessaires, comme télécharger les images, appliquer des Secrets, etc. À côté de cet état, un message et une raison sur l'état sont affichés pour vous fournir plus d'informations.

     ...
    State:          Waiting
     Reason:       ErrImagePull
 ...

  • Running : Indique que le conteneur s'exécute sans problème. Une fois qu'un centeneur est dans l'état Running, le hook postStart est exécuté (s'il existe). Cet état affiche aussi le moment auquel le conteneur est entré dans l'état Running.

     ...
    State:          Running
     Started:      Wed, 30 Jan 2019 16:46:38 +0530
 ...

  • Terminated: Indique que le conteneur a terminé son exécution et s'est arrêté. Un conteneur entre dans cet état lorsqu'il s'est exécuté avec succès ou lorsqu'il a échoué pour une raison quelconque. De plus, une raison et un code de retour sont affichés, ainsi que les moments de démarrage et d'arrêt du conteneur. Avant qu'un conteneur entre dans l'état Terminated, le hook preStop est exécuté (s'il existe).

     ...
    State:          Terminated
      Reason:       Completed
      Exit Code:    0
      Started:      Wed, 30 Jan 2019 11:45:26 +0530
      Finished:     Wed, 30 Jan 2019 11:45:26 +0530
  ...

Pod readiness gate

Afin d'étendre la readiness d'un Pod en autorisant l'injection de données supplémentaires ou des signaux dans PodStatus, Kubernetes 1.11 a introduit une fonctionnalité appelée Pod ready++. Vous pouvez utiliser le nouveau champ ReadinessGate dans PodSpec pour spécifier des conditions additionnelles à évaluer pour la readiness d'un Pod. Si Kubernetes ne peut pas trouver une telle condition dans le champ status.conditions d'un Pod, le statut de la condition est "False" par défaut. Voici un exemple :

Kind: Pod
...
spec:
  readinessGates: extra
    - conditionType: extra "www.example.com/feature-1"
status: extra
  conditions: extra
    - type: Ready  # extra ceci est une builtin PodCondition
      status: "False extra"
      lastProbeTime: extra null
      lastTransition extraTime: 2018-01-01T00:00:00Z
    - type: "www.exa extrample.com/feature-1"   # une PodCondition supplémentaire
      status: "False extra"
      lastProbeTime: extra null
      lastTransitionTime: 2018-01-01T00:00:00Z
  containerStatuses:
    - containerID: docker://abcd...
      ready: true
...

Les nouvelles conditions du Pod doivent être conformes au format des étiquettes de Kubernetes. La commande kubectl patch ne prenant pas encore en charge la modifictaion du statut des objets, les nouvelles conditions du Pod doivent être injectées avec l'action PATCH en utilisant une des bibliothèques KubeClient.

Avec l'introduction de nouvelles conditions d'un Pod, un Pod est considéré comme prêt seulement lorsque les deux déclarations suivantes sont vraies :

  • Tous les conteneurs du Pod sont prêts.
  • Toutes les conditions spécifiées dans ReadinessGates sont à "True".

Pour faciliter le changement de l'évaluation de la readiness d'un Pod, une nouvelle condition de Pod ContainersReady est introduite pour capturer l'ancienne condition Ready d'un Pod.

Avec K8s 1.11, en tant que fonctionnalité alpha, "Pod Ready++" doit être explicitement activé en mettant la feature gate PodReadinessGates à true.

Avec K8s 1.12, la fonctionnalité est activée par défaut.

Restart policy

La structure PodSpec a un champ restartPolicy avec comme valeur possible Always, OnFailure et Never. La valeur par défaut est Always. restartPolicy s'applique à tous les Conteneurs du Pod. restartPolicy s'applique seulement aux redémarrages des Conteneurs par kubelet sur le même nœud. Des conteneurs terminés qui sont redémarrés par kubelet sont redémarrés avec un délai exponentiel (10s, 20s, 40s ...) plafonné à cinq minutes, qui est réinitialisé après dix minutes d'exécution normale. Comme discuté dans le document sur les Pods, une fois attaché à un nœud, un Pod ne sera jamais rattaché à un autre nœud.

Durée de vie d'un Pod

En général, un Pod ne disparaît pas avant que quelqu'un le détruise. Ceci peut être un humain ou un contrôleur. La seule exception à cette règle est pour les Pods ayant une phase Succeeded ou Failed depuis une durée donnée (déterminée par terminated-pod-gc-threshold sur le master), qui expireront et seront automatiquement détruits.

Trois types de contrôleurs sont disponibles :

  • Utilisez un Job pour des Pods qui doivent se terminer, par exemple des calculs par batch. Les Jobs sont appropriés seulement pour des Pods ayant restartPolicy égal à OnFailure ou Never.

  • Utilisez un ReplicationController, ReplicaSet ou Deployment pour des Pods qui ne doivent pas s'arrêter, par exemple des serveurs web. ReplicationControllers sont appropriés pour des Pods ayant restartPolicy égal à Always.

  • Utilisez un DaemonSet pour des Pods qui doivent s'exécuter une fois par machine, car ils fournissent un service système au niveau de la machine.

Les trois types de contrôleurs contiennent un PodTemplate. Il est recommandé de créer le contrôleur approprié et de le laisser créer les Pods, plutôt que de créer directement les Pods vous-même. Ceci car les Pods seuls ne sont pas résilients aux pannes machines, alors que les contrôleurs le sont.

Si un nœud meurt ou est déconnecté du reste du cluster, Kubernetes applique une politique pour mettre la phase de tous les Pods du nœud perdu à Failed.

Exemples

Exemple avancé de liveness probe

Les Liveness probes sont exécutées par kubelet, toutes les requêtes sont donc faites dans l'espace réseau de kubelet.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-http
spec:
  containers:
  - args:
    - /server
    image: k8s.gcr.io/liveness
    livenessProbe:
      httpGet:
        # lorsque "host" n'est pas défini, "PodIP" sera utilisé
        # host: my-host
        # lorsque "scheme" n'est pas défini, "HTTP" sera utilisé. "HTTP" et "HTTPS" sont les seules valeurs possibles
        # scheme: HTTPS
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 15
      timeoutSeconds: 1
    name: liveness

Exemples d'états

  • Un Pod est en cours d'exécution et a un Conteneur. Le conteneur se termine avec succès.

    • Écriture d'un événement de complétion.
    • Si restartPolicy est :
      • Always : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • OnFailure : la phase du Pod passe à Succeeded.
      • Never : la phase du Pod passe à Succeeded.

  • Un Pod est en cours d'exécution et a un Conteneur. Le conteneur se termine en erreur.

    • Écriture d'un événement d'échec.
    • Si restartPolicy est :
      • Always : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • OnFailure : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • Never : la phase du Pod passe à Failed.

  • Un Pod est en cours d'exécution et a deux Conteneurs. Le conteneur 1 termine en erreur.

    • Écriture d'un événement d'échec.
    • Si restartPolicy est :
      • Always : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • OnFailure : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • Never : Le Conteneur n'est pas redémarré ; la phase du Pod reste à Running.
    • Si Container 1 est arrêté, et Conteneur 2 se termine :
      • Écriture d'un événement d'échec.
      • Si restartPolicy est :
        • Always : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
        • OnFailure : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
        • Never : la phase du Pod passe à Failed.

  • Un Pod est en cours d'exécution et a un Conteneur. Le Conteneur n'a plus assez de mémoire.

    • Le Conteneur se termine en erreur.
    • Écriture d'un événement OOM.
    • Si restartPolicy est :
      • Always : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • OnFailure : Redémarrage du Conteneur ; la phase du Pod reste à Running.
      • Never : Écriture d'un événement d'erreur ; la phase du Pod passe à Failed.

  • Le Pod est en cours d'exécution, et un disque meurt.

    • Tous les conteneurs sont tués.
    • Écriture d'un événement approprié.
    • La phase du Pod devient Failed.
    • Si le Pod s'exécute sous un contrôleur, le Pod est recréé ailleurs.

  • Le Pod est en cours d'exécution et son nœud est segmenté.

    • Le contrôleur de Nœud attend un certain temps.
    • Le contrôleur de Nœud passe la phase du Pod à Failed.
    • Si le Pod s'exécute sous un contrôleur, le Pod est recréé ailleurs.

Source

https://github.com/kubernetes/website/edit/master/content/fr/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle.md