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: 100

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

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
action	string	表示具体的故障类型。netem，delay，loss，duplicate，corrupt 对应 net emulation 类型；partition 表示网络分区；bandwidth 表示限制带宽	无	是	partition
target	Selector	与 direction 组合使用，使得 Chaos 只对部分包生效	无	否
direction	enum	值为 from，to 或 both。用于指定选出“来自 target 的包”，“发往 target 的包”，或者“全部选中”	to	否	both
mode	string	指定实验的运行方式，可选择的方式包括：one（表示随机选出一个符合条件的 Pod）、all（表示选出所有符合条件的 Pod）、fixed（表示选出指定数量且符合条件的 Pod）、fixed-percent（表示选出占符合条件的 Pod 中指定百分比的 Pod）、random-max-percent（表示选出占符合条件的 Pod 中不超过指定百分比的 Pod）	无	是	one
value	string	取决与 mode 的配置，为 mode 提供对应的参数。例如，当你将 mode 配置为 fixed-percent 时，value 用于指定 Pod 的百分比	无	否	2
containerNames	[]string	指定注入的容器名称	无	否	["nginx"]
selector	struct	指定注入故障的目标 Pod，详情请参考定义实验范围	无	是

针对不同的 action，还有不同的配置项可以填写。

Net Emulation

参数	类型	说明	是否必填
delay	Delay	描述网络的延迟状态	否
loss	Loss	描述网络的丢包状态	否
duplicate	Duplicate	描述网络重复包的状态	否
corrupt	Corrupt	描述网络包出现错误的状态	否

Delay

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
latency	string	表示延迟的时间长度	0	否	2ms
correlation	string	表示延迟时间的时间长度与前一次延迟时长的相关性	0	否	0.5
jitter	string	表示延迟时间的变化范围	0	否	1ms
reorder	Reorder(#Reorder)	表示网络包乱序的状态		否

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

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
reorder	string	表示发生重新排序的概率	0	否	0.5
correlation	string	表示发生重新排序的概率与前一次的相关性	0	否	0.5
gap	int	表示乱序将包推后的距离	0	否	5

Loss

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
loss	string	表示丢包发生的概率	0	否	0.5
correlation	string	表示丢包发生的概率与前一次是否发生的相关性	0	否	0.5

Duplicate

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
duplicate	string	表示包重复发生的概率	0	否	0.5
correlation	string	表示包重复发生的概率与前一次是否发生的相关性	0	否	0.5

Corrupt

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
corrupt	string	表示包错误发生的概率	0	否	0.5
correlation	string	表示包错误发生的概率与前一次是否发生的相关性	0	否	0.5

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

参数	类型	说明	默认值	是否必填	示例
rate	string	表示带宽限制的速率		是	1mbps
limit	uint32	表示在队列中等待的字节数		是	1
buffer	uint32	能够瞬间发送的最大字节数		是	1
peakrate	uint64	bucket 的最大消耗率		否	1
minburst	uint32	peakrate bucket 的大小		否	1

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