【K8S系列】Kubernetes 中 Service 的流量不匀称问题【已办理】 ...

   在 Kubernetes 中，Service 是一种抽象，用于界说一组 Pod 的访问策略。当某些 Pod 吸收的流量过多，而其他 Pod
的流量较少时，可能会导致负载不均衡。这种环境不仅影响性能，还可能导致某些 Pod
过载，影响应用的可用性。本文将详细分析此问题的原因及其办理方案。
  一、问题描述

在 Kubernetes 中，Service 通常利用轮询或 IP 哈希算法来分配流量到后端 Pod。然而，某些环境下，流量分配可能不匀称，导致：

• 部分 Pod 负载过高，可能出现性能瓶颈。
  
• 其他 Pod 处于空闲状态，资源未得到充分利用。
  

二、故障排查步调

1. 检查 Service 的范例

首先，确认 Service 的范例。不同范例的 Service 处理流量的方式可能不同。
命令

1. kubectl get svc <service-name>

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输出示例

1. NAME          TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
2. my-service    ClusterIP   10.96.0.1      <none>        80/TCP     10m

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2. 检查 Pod 的状态和健康

确认所有 Pod 是否正常运行，而且处于 Ready 状态。
命令

1. kubectl get pods -l app=<app-label>

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输出示例

1. NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
2. my-app-1       1/1     Running   0          5m
3. my-app-2       1/1     Running   0          5m
4. my-app-3       1/1     Running   0          5m

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3. 检查 Pod 的资源利用环境

查看各个 Pod 的 CPU 和内存利用环境，以识别负载不均的环境。
命令

1. kubectl top pods -l app=<app-label>

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输出示例

1. NAME            CPU(cores)   MEMORY(bytes)
2. my-app-1       100m         200Mi
3. my-app-2       250m         300Mi
4. my-app-3       50m          100Mi

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4. 检查 Service 的 Endpoints

查看 Service 的 Endpoints，确认是否正确指向后端 Pod。
命令

1. kubectl get endpoints <service-name>

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输出示例

1. NAME          ENDPOINTS                   AGE
2. my-service    10.244.1.2:8080,10.244.1.3:8080   10m

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5. 检查流量分配

利用工具（如 kubectl port-forward）或在应用中添加日记，查看实际请求是如何分配到 Pod 的。
三、常见原因及办理方案

1. Pod 的资源设置不均

问题描述：如果某些 Pod 的资源请求和限制设置不公道，可能导致调治不均。
办理方案：

• 确保所有 Pod 的资源请求和限制公道设置：
  

1. resources:
2.   requests:
3.     cpu: "100m"
4.     memory: "256Mi"
5.   limits:
6.     cpu: "200m"
7.     memory: "512Mi"

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2. 负载均衡器问题

问题描述：外部负载均衡器可能未均衡地分配流量。
办理方案：

• 检查负载均衡器的设置，确保其算法设置正确。
  
• 如果利用 NodePort 或 LoadBalancer 范例的 Service，确认其与集群内部流量分配的同等性。
  

3. 应用逻辑不均衡

问题描述：有些应用可能在处理请求时存在逻辑不均衡，导致部分 Pod 处理的请求更多。
办理方案：

• 检查应用代码，确保请求处理逻辑没有偏向特定的 Pod。
  
• 思量利用请求路由或 A/B 测试策略来均衡流量。
  

4. 利用 Session Affinity

问题描述：如果启用了 Session Affinity，可能会导致某些 Pod 吸收更多流量。
办理方案：

• 如果不必要 Session Affinity，可以通过设置 Service 的 sessionAffinity 为 None 来禁用此功能：
  

1. spec:
2.   sessionAffinity: None

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5. Pod 的健康检查不正确

问题描述：Pod 的健康检查设置不当，可能导致某些 Pod 被以为不健康，从而不吸收流量。
办理方案：

• 检查并调解健康检查（liveness 和 readiness probes）的设置，确保健康检查准确反映 Pod 的实际状态：
  

1. livenessProbe:
2.   httpGet:
3.     path: /healthz
4.     port: 8080
5.   initialDelaySeconds: 30
6.   periodSeconds: 10

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6. 利用 Horizontal Pod Autoscaler

问题描述：流量颠簸导致负载不均，Cluster Autoscaler 未能及时扩展 Pod。
办理方案：

• 思量利用 Horizontal Pod Autoscaler (HPA) 根据 CPU 利用量或其他指标主动扩展 Pod 数量：
  

1. kubectl autoscale deployment my-app --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

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四、总结

在 Kubernetes 中，Service 的流量不匀称问题可能由多种因素引起，包括 Pod 的资源设置、外部负载均衡器设置、应用逻辑、健康检查设置等。通过逐步排查 Service 状态、Pod 状态、资源利用环境和流量分配环境，可以有效定位问题并采取相应的办理方案。确保公道的资源设置、健康检查和负载均衡策略，是实现流量均衡的关键。

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