流控

API 优先级和公平性控制着 Kubernetes API 服务器在负载过高的情况下的行为。你可以在 API 优先级和公平性文档中找到更多信息。

问题诊断

对于启用了 APF 的 API 服务器，每个 HTTP 响应都有两个额外的 HTTP 头： X-Kubernetes-PF-FlowSchema-UID 和 X-Kubernetes-PF-PriorityLevel-UID， 给出与请求匹配的 FlowSchema 和已分配的优先级级别。 如果请求用户没有查看这些对象的权限，则这些 HTTP 头中将不包含 API 对象的名称， 因此在调试时，你可以使用类似如下的命令：

  1. kubectl get flowschemas -o custom-columns="uid:{metadata.uid},name:{metadata.name}"
  2. kubectl get prioritylevelconfigurations -o custom-columns="uid:{metadata.uid},name:{metadata.name}"

来获取 UID 与 FlowSchema 的名称和 PriorityLevelConfiguration 的名称之间的对应关系。

调试端点

启用 APF 特性后，kube-apiserver 会在其 HTTP/HTTPS 端口额外提供以下路径：

你需要确保自己具有访问这些端点的权限。如果你使用管理员身份，则无需进行任何操作。 必要时可以通过设置 nonResourceURLs 来访问 /debug/api_priority_and_fairness/ 参照 RBAC 文档授予权限。

  • /debug/api_priority_and_fairness/dump_priority_levels —— 所有优先级及其当前状态的列表。你可以这样获取：

    1. kubectl get --raw /debug/api_priority_and_fairness/dump_priority_levels

    输出格式为 CSV，类似于：

    1. PriorityLevelName, ActiveQueues, IsIdle, IsQuiescing, WaitingRequests, ExecutingRequests, DispatchedRequests, RejectedRequests, TimedoutRequests, CancelledRequests
    2. catch-all,         0,            true,   false,       0,               0,                 1,                  0,                0,                0
    3. exempt,            0,            true,   false,       0,               0,                 0,                  0,                0,                0
    4. global-default,    0,            true,   false,       0,               0,                 46,                 0,                0,                0
    5. leader-election,   0,            true,   false,       0,               0,                 4,                  0,                0,                0
    6. node-high,         0,            true,   false,       0,               0,                 34,                 0,                0,                0
    7. system,            0,            true,   false,       0,               0,                 48,                 0,                0,                0
    8. workload-high,     0,            true,   false,       0,               0,                 500,                0,                0,                0
    9. workload-low,      0,            true,   false,       0,               0,                 0,                  0,                0,                0

    所选列名的解释：

    • IsQuiescing 表示当队列已被腾空时此优先级级别是否将被移除。

  • /debug/api_priority_and_fairness/dump_queues —— 所有队列及其当前状态的列表。 你可以这样获取：

    1. kubectl get --raw /debug/api_priority_and_fairness/dump_queues

    输出格式为 CSV，类似于：

    1. PriorityLevelName, Index,  PendingRequests, ExecutingRequests, SeatsInUse, NextDispatchR,   InitialSeatsSum, MaxSeatsSum, TotalWorkSum
    2. workload-low,      14,     27,              0,                 0,          77.64342019ss,   270,             270,         0.81000000ss
    3. workload-low,      74,     26,              0,                 0,          76.95387841ss,   260,             260,         0.78000000ss
    4. ...
    5. leader-election,   0,      0,               0,                 0,          5088.87053833ss, 0,               0,           0.00000000ss
    6. leader-election,   1,      0,               0,                 0,          0.00000000ss,    0,               0,           0.00000000ss
    7. ...
    8. workload-high,     0,      0,               0,                 0,          0.00000000ss,    0,               0,           0.00000000ss
    9. workload-high,     1,      0,               0,                 0,          1119.44936475ss, 0,               0,           0.00000000ss

    所选列名的解释：

    • NextDispatchR：下一个请求将被调度时的 R 进度计读数，单位为 seat-second。
    • InitialSeatsSum：与在某个给定队列中所有请求关联的 InitialSeats 的总和。
    • MaxSeatsSum：与某个给定队列中所有请求关联的 MaxSeats 的总和。
    • TotalWorkSum：在某个给定队列中所有等待中请求的总工作量，单位为 seat-second。

    注意：seat-second（缩写为 ss）是 APF 领域中的工作量单位。

  • /debug/api_priority_and_fairness/dump_requests - 所有请求的列表， 包括队列中正在等待的请求和正在执行的请求。你可以运行以下类似命令获取此列表：

    1. kubectl get --raw /debug/api_priority_and_fairness/dump_requests

    输出格式为 CSV，类似于：

    1. PriorityLevelName, FlowSchemaName,   QueueIndex, RequestIndexInQueue, FlowDistingsher,                        ArriveTime,                     InitialSeats, FinalSeats, AdditionalLatency, StartTime
    2. exempt,            exempt,           -1,         -1,                  ,                                       2023-07-15T04:51:25.596404345Z, 1,            0,          0s,                2023-07-15T04:51:25.596404345Z
    3. workload-low,      service-accounts, 14,         0,                   system:serviceaccount:default:loadtest, 2023-07-18T00:12:51.386556253Z, 10,           0,          0s,                0001-01-01T00:00:00Z
    4. workload-low,      service-accounts, 14,         1,                   system:serviceaccount:default:loadtest, 2023-07-18T00:12:51.487092539Z, 10,           0,          0s,                0001-01-01T00:00:00Z

    你可以使用以下命令获得更详细的清单：

    1. kubectl get --raw '/debug/api_priority_and_fairness/dump_requests?includeRequestDetails=1'

    输出格式为 CSV，类似于：

    1. PriorityLevelName, FlowSchemaName,   QueueIndex, RequestIndexInQueue, FlowDistingsher,                        ArriveTime,                     InitialSeats, FinalSeats, AdditionalLatency, StartTime,                      UserName,                               Verb,   APIPath,                                   Namespace,   Name,   APIVersion, Resource,   SubResource
    2. exempt,            exempt,           -1,         -1,                  ,                                       2023-07-15T04:51:25.596404345Z, 1,            0,          0s,                2023-07-15T04:51:25.596404345Z, system:serviceaccount:system:admin,     list,   /api/v1/namespaces/kube-stress/configmaps, kube-stress, ,       v1,         configmaps,
    3. workload-low,      service-accounts, 14,         0,                   system:serviceaccount:default:loadtest, 2023-07-18T00:13:08.986534842Z, 10,           0,          0s,                0001-01-01T00:00:00Z,           system:serviceaccount:default:loadtest, list,   /api/v1/namespaces/kube-stress/configmaps, kube-stress, ,       v1,         configmaps,
    4. workload-low,      service-accounts, 14,         1,                   system:serviceaccount:default:loadtest, 2023-07-18T00:13:09.086476021Z, 10,           0,          0s,                0001-01-01T00:00:00Z,           system:serviceaccount:default:loadtest, list,   /api/v1/namespaces/kube-stress/configmaps, kube-stress, ,       v1,         configmaps,

    所选列名的解释：

    • QueueIndex：队列的索引。对于没有队列的优先级级别，该值将为 -1。
    • RequestIndexInQueue：某个给定请求在队列中的索引。对于正在执行的请求，该值将为 -1。
    • InitialSeats：在请求的初始（正常）执行阶段占用的席位数。
    • FinalSeats：在请求执行的最终阶段占用的席位数，包括与之关联的 WATCH 通知。
    • AdditionalLatency：在请求执行的最终阶段所耗用的额外时间。 FinalSeats 将在此时间段内被占用。这并不意味着用户会感知到任何延迟。
    • StartTime：请求开始执行的时间。对于排队的请求，该值将为 0001-01-01T00:00:00Z。

调试日志生成行为

在 -v=3 或更详细的情况下，API 服务器会为在 API 服务日志中为每个请求输出一行 httplog， 其中包括以下属性：

  • apf_fs：请求被分类到的 FlowSchema 的名称。
  • apf_pl：该 FlowSchema 的优先级名称。
  • apf_iseats：为请求执行的初始（正常）阶段确定的席位数量。
  • apf_fseats：为请求的最后执行阶段（考虑关联的 watch 通知）确定的席位数量。
  • apf_additionalLatency：请求执行最后阶段的持续时间。

在更高级别的精细度下，将有日志行揭示 APF 如何处理请求的详细信息，主要用于调试目的。

响应头

APF 将以下两个头添加到每个 HTTP 响应消息中。 这些信息不会出现在审计日志中，但可以从客户端查看。 对于使用 klog 的客户端，使用 -v=8 或更高的详细级别可以查看这些头。

  • X-Kubernetes-PF-FlowSchema-UID 保存相应请求被分类到的 FlowSchema 对象的 UID。
  • X-Kubernetes-PF-PriorityLevel-UID 保存与该 FlowSchema 关联的 PriorityLevelConfiguration 对象的 UID。

接下来

有关 API 优先级和公平性的设计细节的背景信息， 请参阅增强提案。