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为网格内应用开启健康检查重定向

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由于Sidecar对网格内应用接收请求的拦截机制，如果您为加入服务网格ASM（即注入了Sidecar）中的应用配置了HTTP请求或TCP请求形式的健康检查，则健康检查可能出现不符合预期的行为，例如健康检查一直失败。本文介绍如何为网格内应用开启健康检查重定向。

背景信息

为网格内应用启用HTTP和TCP请求的健康检查存在以下问题。因此，您需要基于Annotation方式为网格内应用开启健康检查重定向，让健康检查恢复正常。

类型

说明

使用HTTP请求的健康检查

Kubernetes集群由Kubelet服务统一发送Pod的健康检查请求，而在开启了双向TLS模式后，网格内应用被强制要求使用TLS方式进行通信。由于Kubelet服务并非网格的一部分，该服务没有服务网格为应用颁发的证书，导致使用HTTP方式的健康检查请求会被拒绝，健康检查一直失败。

说明

如果您未在ASM中开启双向TLS模式，无需配置健康检查重定向，就可以使用HTTP请求对应用Pod进行健康检查。

使用TCP请求的健康检查

由于Sidecar拦截请求的需要，网格内应用Pod的所有端口都会被监听。在使用TCP请求方式的健康检查时，Kubelet服务会检查应用Pod所配置的端口是否有应用正在进行监听，判断应用的健康状态。

由于上述原因，只要应用注入了Sidecar，且Sidecar正在运行，无论应用本身处于何种状态，健康检查都始终会成功。例如，您为应用配置了错误端口，Pod的健康检查理应始终失败，Pod应该处于未就绪状态，但实际上健康检查成功。

默认情况下，网格拓扑图中会显示应用服务的健康检查的请求调用，但在很多场景下可能会混淆流量统计的结果。如果您需要移除这些内部的健康检查调用统计，可以为网格内应用开启健康检查重定向。

启用HTTP请求的健康检查重定向

本文以Nginx应用为例，在开启双向TLS模式后，为Nginx应用配置HTTP请求的健康检查，但是健康检查一直失败，然后为Nginx应用开启健康检查重定向，查看Pod事件时无健康检查失败事件，且Pod处于就绪状态，说明为应用启用HTTP请求的健康检查重定向成功。

步骤一：开启网格全局双向TLS模式

  1. 登录ASM控制台。

  2. 在左侧导航栏，选择服务网格 > 网格管理。

  3. 在网格管理页面，找到待配置的实例，单击实例的名称或在操作列中单击管理。

  4. 在网格详情页面左侧导航栏，选择网格安全中心 > 对等身份认证。

  5. 在对等身份认证页面顶部，选择命名空间，然后单击设置全局双向TLS模式。

  6. 在设置全局双向TLS模式页面，设置mTLS模式(命名空间级)为STRICT - 严格遵循双向TLS认证，单击创建。

步骤二：部署Nginx应用

  1. 获取集群KubeConfig并通过kubectl工具连接集群。

  2. 部署Nginx应用。

    1. 使用以下内容，创建http-liveness.yaml。

      展开查看http-liveness.yaml

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
            httpHeaders:
            - name: X-Custom-Header
              value: hello
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 3

      在readinessProbe参数下设置httpGet，表示为该应用启用HTTP请求的健康检查。

    2. 执行以下命令，部署Nginx应用。

      kubectl apply -f http-liveness.yaml

  3. 查看应用的健康检查状态。

    1. 执行以下命令，查看Nginx应用的Pod名称。

      kubectl get pod| grep nginx

    2. 执行以下命令，查看Pod事件。

      kubectl describe pod <Pod名称>

      预期输出：

      Warning  Unhealthy  45s               kubelet            Readiness probe failed: Get "http://172.23.64.22:80/index.html": read tcp 172.23.64.1:54130->172.23.64.22:80: read: connection reset by peer

      可以看到，针对Pod的HTTP健康检查失败，使得Pod一直处于未就绪的状态。

步骤三：为Nginx应用开启健康检查重定向

  1. 执行以下命令，编辑http-liveness.yaml。

    vim http-liveness.yaml

    在template参数下添加以下内容：

    annotations:
  sidecar.istio.io/rewriteAppHTTPProbers: "true"

    以下为添加Annotation注解后的http-liveness.yaml文件：

    展开查看http-liveness.yaml

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
      annotations:
        sidecar.istio.io/rewriteAppHTTPProbers: "true"
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /index.html
            port: 80
            httpHeaders:
            - name: X-Custom-Header
              value: hello
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 3

  2. 执行以下命令，部署Nginx应用。

    kubectl apply -f http-liveness.yaml

步骤四：验证健康检查结果是否符合预期

  1. 查看Pod的健康检查状态。

    1. 执行以下命令，查看Nginx应用的Pod名称。

      kubectl get pod| grep nginx

    2. 执行以下命令，查看Pod事件。

      kubectl describe pod <Pod名称>

      返回结果中不包含任务健康检查失败的事件，Pod处于就绪状态，启用健康检查成功，符合预期。

  2. 执行以下命令，查看经过健康检查重定向后的Pod YAML文件。

    kubectl get pod nginx-deployment-676f85f66b-7vxct -o yaml

    展开查看预期输出

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  name: nginx-deployment-676f85f66b-cbzsx
  namespace: default
  ...
spec:
  containers:
    - args:
        - proxy
        - sidecar
        - '--domain'
        - $(POD_NAMESPACE).svc.cluster.local
        - '--proxyLogLevel=warning'
        - '--proxyComponentLogLevel=misc:error'
        - '--log_output_level=default:info'
        - '--concurrency'
        - '2'
      env:
        ...
        - name: ISTIO_KUBE_APP_PROBERS
          value: >-
            {"/app-health/nginx/readyz":{"httpGet":{"path":"/index.html","port":80,"scheme":"HTTP","httpHeaders":[{"name":"X-Custom-Header","value":"hello"}]},"timeoutSeconds":1}}
      ...
    - image: nginx
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      name: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
      readinessProbe:
        failureThreshold: 3
        httpGet:
          httpHeaders:
            - name: X-Custom-Header
              value: hello
          path: /app-health/nginx/readyz
          port: 15020
          scheme: HTTP
        initialDelaySeconds: 5
        periodSeconds: 3
        successThreshold: 1
        timeoutSeconds: 1

    启用了健康检查重定向后，原先配置的健康检查端口由80改为15020，健康检查的路径也由/index.html改为/app-health/nginx/readyz。同时，Pod中的Sidecar容器新增一个名为ISTIO_KUBE_APP_PROBERS的环境变量，其值为改写健康检查之前的健康检查配置经过JSON序列化后的内容。

    对于网格内应用来说，15020是一个用于网格可观测性的特殊端口，发送到该端口的流量不会被Sidecar拦截，因此不需要遵循TLS模式的要求。 在启用健康检查重定向后，运行于Sidecar容器中的pilot-agent服务会开启监听15020端口，接收来自Kubelet服务的健康检查，并根据ISTIO_KUBE_APP_PROBERS环境变量中配置的健康检查内容将健康检查请求转发至业务容器，从而使HTTP请求方式的健康检查正常运行。

启用TCP请求的健康检查重定向

本文以Nginx应用为例，为Nginx应用配置了错误端口，但是使用TCP的方式对应用的Pod健康检查仍然成功，不符合预期。然后为Nginx应用开启健康检查重定向，使用TCP的方式对应用的Pod健康检查失败，符合预期，从而为应用成功启用TCP请求的健康检查重定向。

步骤一：部署Nginx应用

  1. 获取集群KubeConfig并通过kubectl工具连接集群。

  2. 部署Nginx应用。

    1. 使用以下内容，创建tcp-liveness.yaml。

      以下内容中配置了一个错误的健康检查端口2940，由于Nginx应用不在2940端口开启监听，因此部署应用后健康检查应始终失败，导致Pod一直处于未就绪状态。

      展开查看tcp-liveness.yaml

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        readinessProbe:
          tcpSocket:
            port: 2940
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 3

      在readinessProbe参数下设置tcpSocket，表示为该应用启用TCP请求的健康检查。

    2. 执行以下命令，部署Nginx应用。

      kubectl apply -f tcp-liveness.yaml

  3. 查看应用的健康检查状态。

    1. 执行以下命令，查看Nginx应用的Pod名称。

      kubectl get pod| grep nginx

    2. 执行以下命令，查看Pod事件。

      kubectl describe pod <Pod名称>

      返回结果中不包含任何健康检查失败事件，Pod处于就绪状态，不符合预期结果。

步骤二：为Nginx应用开启健康检查重定向

  1. 执行以下命令，编辑tcp-liveness.yaml文件。

    vim tcp-liveness.yaml

    在tcp-liveness.yaml文件中template参数下添加以下内容：

    annotations:
  sidecar.istio.io/rewriteAppHTTPProbers: "true"

    以下为添加Annotation注解后的tcp-liveness.yaml文件：

    展开查看tcp-liveness.yaml

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
      annotations:
        sidecar.istio.io/rewriteAppHTTPProbers: "true"
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
        readinessProbe:
          tcpSocket:
            port: 2940
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 3

  2. 执行以下命令，部署Nginx应用。

    kubectl apply -f tcp-liveness.yaml

步骤三：验证健康检查结果是否符合预期

  1. 查看应用的健康检查状态。

    1. 执行以下命令，查看Nginx应用的Pod名称。

      kubectl get pod| grep nginx

    2. 执行以下命令，查看Pod事件。

      kubectl describe pod <Pod名称>

      预期输出：

      Warning  Unhealthy  45s               kubelet            Readiness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 500

      可以看到返回结果中提示健康检查失败，符合预期。

  2. 执行以下命令，查看经过健康检查重定向的应用Pod YAML内容。

    kubectl get pod nginx-deployment-746458cdc9-m9t9q -o yaml

    展开查看预期输出

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  name: nginx-deployment-746458cdc9-m9t9q
  namespace: default
  ...
spec:
  containers:
    - args:
        - proxy
        - sidecar
        - '--domain'
        - $(POD_NAMESPACE).svc.cluster.local
        - '--proxyLogLevel=warning'
        - '--proxyComponentLogLevel=misc:error'
        - '--log_output_level=default:info'
        - '--concurrency'
        - '2'
      env:
        ...
        - name: ISTIO_KUBE_APP_PROBERS
          value: >-
            {"/app-health/nginx/readyz":{"tcpSocket":{"port":2940},"timeoutSeconds":1}}
      ...
    - image: nginx
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      name: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
      readinessProbe:
        failureThreshold: 3
        httpGet:
          path: /app-health/nginx/readyz
          port: 15020
          scheme: HTTP
        initialDelaySeconds: 5
        periodSeconds: 3
        successThreshold: 1
        timeoutSeconds: 1
      ...

    启用了健康检查重定向后，可以发现原先的TCP请求健康检查被改写为HTTP请求健康检查，健康检查端口由80改为15020，并配置了HTTP健康检查的路径为/app-health/nginx/readyz。同时，Pod中的Sidecar容器也会新增一个名为ISTIO_KUBE_APP_PROBERS的环境变量，其值为改写健康检查之前的TCP健康检查配置经过JSON序列化后的内容。

    对于TCP请求的健康检查，服务网格的健康检查重定向实际做了与HTTP请求的健康检查相同的处理，将其改写为一个15020端口的HTTP健康检查。同时在Pod内部，运行于Sidecar容器中的pilot-agent服务会开启监听15020端口，接收来自Kubelet服务的健康检查，并根据ISTIO_KUBE_APP_PROBERS环境变量中配置的TCP健康检查内容，对业务容器配置的TCP健康检查端口进行实际的探测。如果实际的TCP健康检查失败，pilot-agent服务会返回500状态码，以标识健康检查失败。

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