容器内抓包定位网络问题

在使用 kubernetes 跑应用的时候，可能会遇到一些网络问题，比较常见的是服务端无响应(超时)或回包内容不正常，如果没找出各种配置上有问题，这时我们需要确认数据包到底有没有最终被路由到容器里，或者报文到达容器的内容和出容器的内容符不符合预期，通过分析报文可以进一步缩小问题范围。那么如何在容器内抓包呢？本文提供实用的脚本一键进入容器网络命名空间(netns)，使用宿主机上的tcpdump进行抓包。

使用脚本一键进入 pod netns 抓包

  • 发现某个服务不通，最好将其副本数调为1，并找到这个副本 pod 所在节点和 pod 名称
  1. kubectl get pod -o wide
  • 登录 pod 所在节点，将如下脚本粘贴到 shell (注册函数到当前登录的 shell，我们后面用)
  1. function e() {
  2.     set -eu
  3.     ns=${2-"default"}
  4.     pod=`kubectl -n $ns describe pod $1 | grep -A10 "^Containers:" | grep -Eo 'docker://.*$' | head -n 1 | sed 's/docker:\/\/\(.*\)$/\1/'`
  5.     pid=`docker inspect -f {{.State.Pid}} $pod`
  6.     echo "entering pod netns for $ns/$1"
  7.     cmd="nsenter -n --target $pid"
  8.     echo $cmd
  9.     $cmd
  10. }
  • 一键进入 pod 所在的 netns，格式：e POD_NAME NAMESPACE，示例：
  1. e istio-galley-58c7c7c646-m6568 istio-system
  2. e proxy-5546768954-9rxg6 # 省略 NAMESPACE 默认为 default
  • 这时已经进入 pod 的 netns，可以执行宿主机上的 ip a 或 ifconfig 来查看容器的网卡，执行 netstat -tunlp 查看当前容器监听了哪些端口，再通过 tcpdump 抓包：
  1. tcpdump -i eth0 -w test.pcap port 80
  • ctrl-c 停止抓包，再用 scp 或 sz 将抓下来的包下载到本地使用 wireshark 分析，提供一些常用的 wireshark 过滤语法：
  1. # 使用 telnet 连上并发送一些测试文本，比如 "lbtest"，
  2. # 用下面语句可以看发送的测试报文有没有到容器
  3. tcp contains "lbtest"
  4. # 如果容器提供的是http服务，可以使用 curl 发送一些测试路径的请求，
  5. # 通过下面语句过滤 uri 看报文有没有都容器
  6. http.request.uri=="/mytest"

脚本原理

我们解释下步骤二中用到的脚本的原理

  • 查看指定 pod 运行的容器 ID
  1. kubectl describe pod <pod> -n mservice
  • 获得容器进程的 pid
  1. docker inspect -f {{.State.Pid}} <container>
  • 进入该容器的 network namespace
  1. nsenter -n --target <PID>

依赖宿主机的命名：kubectl, docker, nsenter, grep, head, sed