作者|??阿里云智能事業群技術專家牛秋霖（冬島）
導讀：從頭開發一個 Serverss 引擎并不是一件容易的事情，今天咱們就從 Knative 的健康檢查說起。通過健康檢查這一個點來看看 Serverless 模式和傳統的模式都有哪些不同，以及 Knative 針對 Serverless 場景都做了什么思考。
Knative Serving 模塊的核心原理如下圖所示，圖中的 Route 可以理解成是 Istio Gateway 的角色。
Knative 的 Pod 是由兩個 Container 組成的：Queue-Proxy 和業務容器 user-container。架構如下：
咱們以 http1 為例進行說明：業務流量首先進入 Istio Gateway，然后會轉發到 Queue-Proxy 的 8012 端口，Queue-Proxy 8012 再把請求轉發到 user-container 的監聽端口，至此一個業務請求的服務就算完成了。
粗略的介紹原理基本就是上面這樣，現在咱們對幾個細節進行深入的剖析看看其內部機制：
Serverless 的一個核心訴求就是把業務的復雜度下沉到基礎平臺，讓業務代碼快速迭代并且按需使用資源。不過現在更多的還是聚焦在按需使用資源層面。
如果想要按需使用資源我們就需要收集相關的 Metrics，并根據這些 Metrics 信息來指導資源的伸縮。Knative 首先實現的就是 KPA 策略，這個策略是根據請求數來判斷是否需要擴容的。所以 Knative 需要有一個機制收集業務請求數量。除了業務請求數還有如下信息也是需要統一處理：
為了保持和業務的低耦合關系，還需要實現上述這些功能，所以就引入了 Queue-Proxy 負責這些事情。這樣可以在業務無感知的情況下把 Serverless 的功能實現。
當 Pod 縮容到零的時候流量會指到 Activator 上面，Activator 接收到流量以后會主動“通知”Autoscaler 做一個擴容的操作。擴容完成以后 Activator 會探測 Pod 的健康狀態，需要等待第一個 Pod ready 之后才能把流量轉發過來。所以這里就出現了第一個健康檢查的邏輯：Activator 檢查第一個 Pod 是否 ready。
這個健康檢查是調用的 Pod 8012 端口完成的，Activator 會發起 HTTP 的健康檢查，并且設置 ?K-Network-Probe=queue Header，所以 Queue Container 中會根據 K-Network-Probe=queue 來判斷這是來自 Activator 的檢查，然后執行相應的邏輯。
Knative Revision 部署完成后會自動創建一個 Ingress（以前叫做 ClusterIngress）, 這個 Ingress 最終會被 Ingress Controller 解析成 Istio 的 VirtualService 配置，然后 Istio ?Gateway 才能把相應的流量轉發給相關的 Revision。
所以每添加一個新的 Revision 都需要同步創建 Ingress 和 Istio 的 VirtualService ，而 VirtualService 是沒有狀態表示 Istio 的管理的 Envoy 是否配置生效能力。所以 Ingress Controller 需要發起一個 http 請求來監測 VirtualService 是否 ready。這個 http 的檢查最終也會打到 Pod 的 8012 端口上。標識 Header 是 K-Network-Probe=probe 。Queue-Proxy 需要基于此來判斷，然后執行相應的邏輯。
相關代碼如下所示：
圖片來源
圖片來源
Gateway 通過這個健康檢查來判斷 Pod 是否可以提供服務。
Knative 最終生成的 Pod 是需要落實到 Kubernetes 集群的，Kubernetes 中 Pod 有兩個健康檢查的機制：ReadinessProber 和 LivenessProber。
那么問題來了，Knative 的 Pod 中默認會有兩個 Container：Queue-Proxy 和 user-container 。
前面兩個健康檢查機制你應該也發現了，流量的“前半路徑”需要通過 Queue-Proxy 來判斷是否可以轉發流量到當前 Pod，而在 Kubernetes 的機制中，Pod 是否加入 Kubernetes Service EndPoint 完全是由 ReadinessProber 的結果決定的。而這兩個機制是獨立的，所以我們需要有一種方案來把這兩個機制協調一致。這也是 Knative 作為一個 Serverless 編排引擎時需要對流量做更精細的控制要解決的問題。所以 Knative 最終是把 user-container 的 ReadinessProber 收斂到 Queue-Proxy 中，通過 Queue-Proxy 的結果來決定 Pod 的狀態。
另外這個 Issue 中也提到在啟動 istio 的情況下，kubelet 發起的 tcp 檢查可能會被 Envoy 攔截，所以給 user-container 配置 TCP 探測器判斷 user-container 是否 ready 也是不準的。這也是需要把 Readiness 收斂到 Queue-Proxy 的一個動機。
Knative 收斂 user-container 健康檢查能力的方法是：
如下所示可以在 Knative Service 中定義 Readiness。
apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
metadata:
name: readiness-prober
spec:
template:
metadata:
labels:
app: helloworld-go
spec:
containers:
- image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/knative-sample/helloworld-go:160e4db7
readinessProbe:
httpGet:
path: /
initialDelaySeconds: 3需要說明兩點：
和原生的 Kubernetes Pod Readiness 配置相比，Knative 中 timeoutSeconds、failureThreshold、periodSeconds 和 successThreshold 如果要配置就要一起配置，并且不能為零，否則 Knative webhook 校驗無法通過。并且如果設置了 periodSeconds，那么一旦出現一次 Success，就再也不會去探測 user-container（不建議設置 periodSeconds，應該讓系統自動處理）。
timeoutSeconds: 60
failureThreshold: 3
periodSeconds: 10
successThreshold: 1從這個使用方式上來看，其實 Knative 是在逐漸收斂 user-container 配置，因為在 Serverless 模式中需要系統自動化處理很多邏輯，這些“系統行為”就不需要麻煩用戶了。
前面提到的三種健康檢查機制的對比關系：
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