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新增混沌实验类型

本文档介绍如何开发一种新的混沌实验类型。

以开发一种名为 HelloWorldChaos 的混沌实验类型为例，它的功能是向日志中输出一行 "Hello world!"。为了完成这一目标，你需要完成以下步骤：

  • 第 1 步：定义混沌实验的结构类型
  • 第 2 步：注册 CRD
  • 第 3 步：注册混沌实验的处理函数
  • 第 4 步：编译 Docker 镜像
  • 第 5 步：运行混沌实验

第 1 步：定义混沌实验的结构类型#

  1. 在 API 目录 api/v1alpha1 中新建一个名为 helloworldchaos_types.go 的文件，写入以下内容:

    package v1alpha1
    import (
    metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
    )
    // +kubebuilder:object:root=true
    // +chaos-mesh:base
    // +chaos-mesh:oneshot=true
    // HelloWorldChaos is the Schema for the helloworldchaos API
    type HelloWorldChaos struct {
    metav1.TypeMeta `json:",inline"`
    metav1.ObjectMeta `json:"metadata,omitempty"`
    Spec HelloWorldChaosSpec `json:"spec"`
    Status HelloWorldChaosStatus `json:"status,omitempty"`
    }
    // HelloWorldChaosSpec is the content of the specification for a HelloWorldChaos
    type HelloWorldChaosSpec struct {
    // ContainerSelector specifies target
    ContainerSelector `json:",inline"`
    // Duration represents the duration of the chaos action
    // +optional
    Duration *string `json:"duration,omitempty"`
    }
    // HelloWorldChaosStatus represents the status of a HelloWorldChaos
    type HelloWorldChaosStatus struct {
    ChaosStatus `json:",inline"`
    }
    // GetSelectorSpecs is a getter for selectors
    func (obj *HelloWorldChaos) GetSelectorSpecs() map[string]interface{} {
    return map[string]interface{}{
    ".": &obj.Spec.ContainerSelector,
    }
    }

    这个文件定义了 HelloWorldChaos 的结构类型，它可以用一个 YAML 文件描述:

    apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
    kind: HelloWorldChaos
    metadata:
    name: <资源名>
    namespace: <命名空间名>
    spec:
    duration: <持续时间>
    status:
    experiment: <实验状态>
    ...

  2. 在 Chaos Mesh 根目录下运行 make generate，为 HelloWorldChaos 生成一些用于编译 Chaos Mesh 的辅助代码。

第 2 步：注册 CRD#

在 Kubernetes API 中注册 HelloWorldChaos 的 CRD，使 HelloWorldChaos 成为一种 Kubernetes 自定义资源。

  1. 在根目录下运行 make yaml。

    生成的 YAML 文件位于 config/crd/bases/chaos-mesh.org_helloworldchaos.yaml。

  2. 为将这个 YAML 文件合并入 manifests/crd.yaml 中，修改 config/crd/kustomization.yaml，在其中加入新的一行:

    resources:
    - bases/chaos-mesh.org_podchaos.yaml
    - bases/chaos-mesh.org_networkchaos.yaml
    - bases/chaos-mesh.org_iochaos.yaml
    - bases/chaos-mesh.org_helloworldchaos.yaml # 新增一行

  3. 再次运行 make yaml，HelloWorldChaos 的定义就会出现在 manifests/crd.yaml 里。 如需确认，你可以使用 git diff 命令。

第 3 步：注册混沌实验的处理函数#

  1. 创建一个新文件 controllers/chaosimpl/helloworldchaos/types.go 并写入如下内容：

    package helloworldchaos
    import (
    "context"
    "github.com/go-logr/logr"
    "go.uber.org/fx"
    "sigs.k8s.io/controller-runtime/pkg/client"
    "github.com/chaos-mesh/chaos-mesh/api/v1alpha1"
    "github.com/chaos-mesh/chaos-mesh/controllers/chaosimpl/utils"
    "github.com/chaos-mesh/chaos-mesh/controllers/common"
    "github.com/chaos-mesh/chaos-mesh/controllers/utils/chaosdaemon"
    )
    type Impl struct {
    client.Client
    Log logr.Logger
    decoder *utils.ContianerRecordDecoder
    }
    // Apply applies HelloWorldChaos
    func (impl *Impl) Apply(ctx context.Context, index int, records []*v1alpha1.Record, obj v1alpha1.InnerObject) (v1alpha1.Phase, error) {
    impl.Log.Info("Hello world!")
    return v1alpha1.Injected, nil
    }
    // Recover means the reconciler recovers the chaos action
    func (impl *Impl) Recover(ctx context.Context, index int, records []*v1alpha1.Record, obj v1alpha1.InnerObject) (v1alpha1.Phase, error) {
    impl.Log.Info("Goodbye world!")
    return v1alpha1.NotInjected, nil
    }
    func NewImpl(c client.Client, log logr.Logger, decoder *utils.ContianerRecordDecoder) *common.ChaosImplPair {
    return &common.ChaosImplPair{
    Name: "helloworldchaos",
    Object: &v1alpha1.HelloWorldChaos{},
    Impl: &Impl{
    Client: c,
    Log: log.WithName("helloworldchaos"),
    decoder: decoder,
    },
    ObjectList: &v1alpha1.HelloWorldChaosList{},
    }
    }
    var Module = fx.Provide(
    fx.Annotated{
    Group: "impl",
    Target: NewImpl,
    },
    )

  2. Chaos Mesh 使用 fx 这个库来进行依赖注入。为了注册进 Controller Manager，需要在 controllers/chaosimpl/fx.go 中加入一行：

    ...
    gcpchaos.Module,
    stresschaos.Module,
    jvmchaos.Module,
    timechaos.Module,
    helloworldchaos.Module // 新增一行，注意处理 import

    以及在 controllers/types/types.go 中加入：

    ...
    fx.Annotated{
    Group: "objs",
    Target: Object{
    Name: "timechaos",
    Object: &v1alpha1.TimeChaos{},
    },
    },
    fx.Annotated{
    Group: "objs",
    Target: Object{
    Name: "gcpchaos",
    Object: &v1alpha1.GCPChaos{},
    },
    },
    fx.Annotated{
    Group: "objs",
    Target: Object{
    Name: "helloworldchaos",
    Object: &v1alpha1.HelloWorldChaos{},
    },
    },

第 4 步：编译 Docker 镜像#

  1. 在完成了前面所有步骤后，你可以尝试编译镜像：

    make

  2. 将镜像推送到本地的 Docker Registry 中：

    make docker-push

  3. 如果你的 Kubernetes 集群部署在 kind 上，则还需要将镜像加载进 kind 中：

    kind load docker-image localhost:5000/pingcap/chaos-mesh:latest
    kind load docker-image localhost:5000/pingcap/chaos-daemon:latest
    kind load docker-image localhost:5000/pingcap/chaos-dashboard:latest

第 5 步：运行混沌实验#

在这一步中，你需要部署修改版的 Chaos Mesh 并测试 HelloWorldChaos。

在你部署 Chaos Mesh 之前（使用 helm install 或 helm upgrade），请修改 helm 模板的 helm/chaos-mesh/values.yaml，把镜像更换成你本地 Docker Registry 中的镜像。

Chaos Mesh 的模板使用 pingcap/chaos-mesh:latest 作为默认 Registry，你需要把它换成 DOCKER_REGISTRY 环境变量的值（默认为 localhost:5000），示例如下：

controllerManager:
image: localhost:5000/pingcap/chaos-mesh:latest
...
chaosDaemon:
image: localhost:5000/pingcap/chaos-daemon:latest
...
dashboard:
image: localhost:5000/pingcap/chaos-dashboard:latest
...

完成上述模板修改后，请尝试运行 HelloWorldChaos。

  1. 将 CRD 注册进集群：

    kubectl create -f manifests/crd.yaml

    可以看到 HelloWorldChaos 已经被创建：

    customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/helloworldchaos.chaos-mesh.org created

    现在可以查看 HelloWorldChaos 的 CRD：

    kubectl get crd helloworldchaos.chaos-mesh.org

  2. 安装 Chaos Mesh：

    helm install chaos-mesh helm/chaos-mesh --namespace=chaos-testing --set chaosDaemon.runtime=containerd --set chaosDaemon.socketPath=/run/containerd/containerd.sock

    验证一下安装是否成功，查询 chaos-testing 命名空间的 Pod:

    kubectl get pods --namespace chaos-testing -l app.kubernetes.io/instance=chaos-mesh
    注意

    --set chaosDaemon.runtime=containerd --set chaosDaemon.socketPath=/run/containerd/containerd.sock 是用来在 kind 上运行 NetworkChaos 的。

  3. 部署用于测试的目标 Pod：

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/chaos-mesh/apps/master/ping/busybox-statefulset.yaml

    请确保用于测试的目标 Pod 可以正常运行。

  4. 创建一个名为 chaos.yaml 的文件，写入以下内容：

    apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
    kind: HelloWorldChaos
    metadata:
    name: hello-world
    namespace: chaos-testing
    spec:
    selector:
    namespaces:
    - busybox
    mode: one
    duration: 1h

  5. 运行混沌实验：

    kubectl apply -f /path/to/chaos.yaml
    kubectl get HelloWorldChaos -n chaos-testing

    现在查看 chaos-controller-manager 的日志，就会看到 Hello World!：

    kubectl logs chaos-controller-manager-{pod-post-fix} -n chaos-testing

    显示日志如下：

    2021-06-24T06:42:26.858Z INFO records apply chaos {"id": "chaos-testing/chaos-daemon-vsmc5"}
    2021-06-24T06:42:26.858Z INFO helloworldchaos Hello World!
    注意

    {pod-post-fix} 是一个随机串。你可以运行 kubectl get pod -n chaos-testing 来查看它。

探索更多#

如果你在新增混沌实验类型的过程中遇到了问题，请在 GitHub 创建一个 issue 向 Chaos Mesh 团队反馈。

如果你想进一步尝试开发工作，请参阅 拓展 Chaos Daemon 接口。