模拟网络故障

本文档介绍如何在 Chaos Mesh 中利用 NetworkChaos 模拟网络故障。

NetworkChaos 介绍

NetworkChaos 用于模拟集群中网络故障的场景，目前支持以下几种类型：

1. Partition：网络断开、分区。
2. Net Emulation：用于模拟网络状态不良的情况，比如高延迟、高丢包率、包乱序等情况。
3. Bandwidth：用于限制节点之间通信的带宽。

注意事项

1. 请在进行网络注入的过程中保证 Controller Manager 与 Chaos Daemon 之间的连接通畅，否则将无法恢复。
2. 如果使用 Net Emulation 功能，请确保 Linux 内核拥有 NET_SCH_NETEM 模块。对于 CentOS 可以通过 kernel-modules-extra 包安装，大部分其他发行版已默认安装相应模块。

使用 Dashboard 方式创建实验

1. 单击实验页面中的新的实验按钮创建实验：

   

2. 在“选择目标”处选择 “网络攻击”，然后选择具体行为，例如 LOSS，最后填写具体配置：

   

   具体配置的填写方式，参考字段说明。

3. 填写实验信息，指定实验范围以及实验计划运行时间：

   

4. 提交实验。

使用 YAML 方式创建实验

Net Emulation 示例

1. 将实验配置写入到文件中 network-delay.yaml，内容示例如下：

   apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
   kind: NetworkChaos
   metadata:
     name: delay
   spec:
     action: delay
     mode: one
     selector:
       namespaces:
         - default
       labelSelectors:
         'app': 'web-show'
     delay:
       latency: '10ms'
       correlation: '100'
       jitter: '0ms'

   该配置将令选中 Pod 内的网络连接产生 10 毫秒的延迟。除了注入延迟以外，Chaos Mesh 还支持注入丢包、乱序等功能，详见字段说明

2. 使用 kubectl 创建实验，命令如下：

   kubectl apply -f ./network-delay.yaml

Partition 示例

1. 将实验配置写入到文件中 network-partition.yaml，内容示例如下：

   apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
   kind: NetworkChaos
   metadata:
     name: partition
   spec:
     action: partition
     mode: all
     selector:
       namespaces:
         - default
       labelSelectors:
         'app': 'app1'
     direction: to
     target:
       mode: all
       selector:
         namespaces:
           - default
         labelSelectors:
           'app': 'app2'

   该配置将阻止从 app1 向 app2 建立的连接。direction 字段的值可以选择 to，from 及 both，详见字段说明。

2. 使用 kubectl 创建实验，命令如下：

   kubectl apply -f ./network-partition.yaml

Bandwidth 示例

1. 将实验配置写入到文件中 network-bandwidth.yaml，内容示例如下：

   apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
   kind: NetworkChaos
   metadata:
     name: bandwidth
   spec:
     action: bandwidth
     mode: all
     selector:
       namespaces:
         - default
       labelSelectors:
         'app': 'app1'
     bandwidth:
       rate: '1mbps'
       limit: 20971520
       buffer: 10000

   该配置将限制 app1 的带宽为 1 mbps。

2. 使用 kubectl 创建实验，命令如下：

   kubectl apply -f ./network-bandwidth.yaml

字段说明

针对不同的 action，还有不同的配置项可以填写。

Net Emulation

Delay

correlation 的计算模型如下：

1. 首先生成一个分布与上一个值有关的随机数：

   rnd = value * (1-corr) + last_rnd * corr

   其中 rnd 为这一随机数。corr 为填写的 correlation。

2. 使用这一随机数决定当前包的延迟：

   ((rnd % (2 * sigma)) + mu) - sigma

   其中 sigma 为 jitter，mu 为 latency。

Reorder

Loss

Duplicate

Corrupt

对于 reorder，loss，duplicate，corrupt 这些偶发事件，correlation 则更为复杂。具体模型描述参考 NetemCLG 。

Bandwidth

其中 peakrate 和 minburst 通常情况下不需要设置。如果需要进一步了解这些字段的含义，可以参考 tc-tbf 文档.limit 建议至少设置为 2 * rate * latency，其中 latency 为发送者到目标的延迟，可以通过 ping 命令估算。过小的 limit 会造成高丢包率，从而影响 TCP 连接的吞吐。