模拟Pod文件系统I/O异常

给kubernetes的pod注入文件系统I/O故障

介绍

k8s pod文件系统I/O异常场景，可以模拟对指定路径上的文件读写异常，包括延迟，错误等.

注意！！！此场景需要激活--webhook-enable参数，如需使用此功能，请在 chaosblade-operator 参数中添加 --webhook-enable，或者在安装时指定，例如 helm 安装时：--set webhook.enable=true 指定。

前提条件

• 集群中部署了chaosblade-admission-webhook
• 需要注入故障的volume设置mountPropagation为HostToContainer
• pod上面添加了如下annotations:

chaosblade/inject-volume: "data" //需要注入故障的volume name
chaosblade/inject-volume-subpath: "conf" //volume挂载的子目录

命令

• blade create k8s pod-pod IO -h

参数

除了上述基础场景各自所需的参数外，在 kubernetes 环境下，还支持的参数如下：

参数名	说明	类型	值
evict-count	限制实验生效的数量	int
evict-percent	限制实验生效数量的百分比，不包含 %	int
namespace	Pod 所属的命名空间，只能填写一个值，必填项	string	例:default
labels	Pod 资源标签，多个标签之间是或的关系	string
names	Pod 资源名	string
kubeconfig	kubeconfig 文件全路径（仅限使用 blade 命令调用时使用）	string	例: "/root/.kube/config"
waiting-time	实验结果等待时间，默认为 20s，参数值要包含单位，例如 10s，1m	string
methods	I/O故障方法	string	仅支持 write 和 read
delay	I/O延迟时间，单位ms	int	例如:3000
errno	指定特性的I/O异常错误码	int	例: 28
random	随机产生I/O异常错误码	bool	例: --random
percent	I/O错误百分比 [0-100]	int
path	I/O异常的目录或者文件	string	例:/home

案例

首先，通过deployment部署测试pod，并在pod的annotation里面指定需要注入I/O异常的volume以及子目录。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: test
  name: test
  namespace: test
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: test
  template:
    metadata:
      annotations:
        chaosblade/inject-volume: data
        chaosblade/inject-volume-subpath: conf
      labels:
        app: test
    spec:
      containers:
      - command: ["/bin/sh", "-c", "while true; do sleep 10000; done"]
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: test
        volumeMounts:
        - mountPath: /data
          mountPropagation: HostToContainer
          name: data
      volumes:
      - hostPath:
          path: /data/fuse
        name: data

chaosblade webhook会根据pod的annotation，注入fuse的sidecar容器：

1. chaosblade/inject-volume指明需要注入故障的volume name，比如例子中的data
2. chaosblade/inject-volume-subpath指明volume挂载路径的子目录。上面的例子中，volume的挂载路径是/data,子目录是conf，则在pod内，注入I/O异常的目录是/data/conf。
3. 指定需要注入故障的volume需要指定mountPropagation：HostToContainer，这个字段的含义可以参考官方文档Volumes

通过上面的yaml文件创建deployment后，chaosblade webhook会自动插入sidecar容器：

kubectl get pod -n test
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test-bc7786698-k6tb7   2/2     Running   0          3m40s

这时虽然插入了sidecar容器，但是还没有注入I/O异常，可以通过下面的yaml注入相关的I/O异常：

apiVersion: chaosblade.io/v1alpha1
kind: ChaosBlade
metadata:
  name: inject-pod-by-labels
spec:
  experiments:
  - scope: pod
    target: pod
    action: IO
    desc: "Pod IO Exception by labels"
    matchers:
    - name: labels
      value:
      - "app=test"
    - name: namespace
      value:
      - "test"
    - name: method
      value:
      - "read"
    - name: delay
      value:
      - "1000"
    - name: path
      value:
      - ""
    - name: percent
      value:
      - "60"
    - name: errno
      value:
      - "28"

在这里例子中，我们对read操作注入两种异常，异常率为百分之60:

• 对read操作增加1s的延迟，支持的操作类型包括：

1. open
2. read
3. write
4. mkdir
5. rmdir
6. opendir
7. fsync
8. flush
9. release
10. truncate
11. getattr
12. chown
13. chmod
14. utimens
15. allocate
16. getlk
17. setlk
18. setlkw
19. statfs
20. readlink
21. symlink
22. create
23. access
24. link
25. mknod
26. rename
27. unlink
28. getxattr
29. listxattr
30. removexattr
31. setxattr

• 对read操作返回错误28，支持的错误码包括:

1: Operation not permitted
2: No such file or directory
5: I/O error
6: No such device or address
12: Out of memory
16: Device or resource busy
17: File exists
20: Not a directory
22: Invalid argument
24: Too many open files
28: No space left on device

当用上面的yaml文件注入I/O异常后，在pod内读取指定目录中的文件，发现返回了No space left on device，因为有重试，显示有3s的延迟。

kubectl exec  test-bc7786698-k6tb7 -c test -n test time cat /data/conf/file
cat: read error: No space left on device
Command exited with non-zero status 1
real    0m 3.00s
user    0m 0.00s
sys     0m 0.00s