序言

做一件事并不難，難的是在于堅(jiān)持。堅(jiān)持一下也不難，難的是堅(jiān)持到底。

文章標(biāo)記顏色說(shuō)明：

• 黃色：重要標(biāo)題
• 紅色：用來(lái)標(biāo)記結(jié)論
• 綠色：用來(lái)標(biāo)記論點(diǎn)
• 藍(lán)色：用來(lái)標(biāo)記論點(diǎn)

Kubernetes (k8s) 是一個(gè)容器編排平臺(tái)，允許在容器中運(yùn)行應(yīng)用程序和服務(wù)。今天學(xué)習(xí)一下k8s監(jiān)控相關(guān)知識(shí)

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?專欄介紹

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Kubernetes是一個(gè)分布式系統(tǒng)，能夠管理和編排容器化應(yīng)用程序。其中，監(jiān)控是一個(gè)非常重要的方面，可以幫助用戶了解集群的健康狀態(tài)、性能和可用性。

在本文中，將詳細(xì)介紹Kubernetes監(jiān)控的

• 監(jiān)控類型
• 監(jiān)控詳解
• 監(jiān)控軟件安裝
• 監(jiān)問(wèn)題思考

1 基礎(chǔ)介紹

1.1監(jiān)控的類型

在Kubernetes中，監(jiān)控是一個(gè)非常重要的方面，可以幫助用戶了解集群的健康狀態(tài)、性能和可用性。根據(jù)監(jiān)控的類型和范圍，Kubernetes的監(jiān)控可以分為以下幾種類型：

1. 集群層監(jiān)控
2. 節(jié)點(diǎn)層監(jiān)控
3. 應(yīng)用層監(jiān)控
4. 日志監(jiān)控

2 集群層監(jiān)控

集群層監(jiān)控是指對(duì)整個(gè)Kubernetes集群進(jìn)行監(jiān)控，包括節(jié)點(diǎn)、Pod、服務(wù)等。集群層監(jiān)控通常會(huì)關(guān)注集群的資源使用情況、負(fù)載均衡、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等方面的指標(biāo)，以幫助用戶了解集群的整體健康狀態(tài)和性能狀況。

常用的集群層監(jiān)控工具包括Prometheus、Grafana、Heapster等。

2.1 監(jiān)控原理?

Kubernetes的集群層監(jiān)控通常是基于指標(biāo)采集和存儲(chǔ)的原理實(shí)現(xiàn)的。其基本流程如下：

1. 指標(biāo)采集
2. 指標(biāo)存儲(chǔ)
3. 數(shù)據(jù)可視化

2.1.1指標(biāo)采集

Kubernetes集群中的各種組件和對(duì)象都會(huì)產(chǎn)生一些指標(biāo)，如CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等。

這些指標(biāo)可以通過(guò)各種方式進(jìn)行采集，如Kubernetes API、容器運(yùn)行時(shí)、系統(tǒng)監(jiān)控工具等。不同的指標(biāo)采集工具有不同的采集方式和頻率，需要根據(jù)實(shí)際需求和資源限制進(jìn)行選擇和配置。

2.1.2 指標(biāo)存儲(chǔ)

采集到的指標(biāo)需要進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，以便后續(xù)的查詢和分析。常用的指標(biāo)存儲(chǔ)工具包括Prometheus、InfluxDB、Elasticsearch等。這些工具可以將采集到的指標(biāo)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提供一些查詢和分析接口，以幫助用戶了解集群的狀態(tài)和健康狀況。

2.1.3 數(shù)據(jù)可視化

存儲(chǔ)的指標(biāo)數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)可視化工具進(jìn)行展示，幫助用戶更直觀地了解集群的狀態(tài)和健康狀況。常用的數(shù)據(jù)可視化工具包括Grafana、Kubernetes Dashboard等。這些工具可以將指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成漂亮的圖表和儀表盤(pán)，以幫助用戶快速發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

總之，Kubernetes的集群層監(jiān)控主要是基于指標(biāo)采集、存儲(chǔ)和展示的原理實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)采集集群中各種組件和對(duì)象的指標(biāo)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到指標(biāo)存儲(chǔ)工具中，并通過(guò)數(shù)據(jù)可視化工具展示給用戶，可以幫助用戶了解集群的狀態(tài)和健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

3 節(jié)點(diǎn)層監(jiān)控

節(jié)點(diǎn)層監(jiān)控是指對(duì)Kubernetes節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，包括節(jié)點(diǎn)的CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)層監(jiān)控通常會(huì)關(guān)注節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況、資源使用情況、容器狀態(tài)等方面的指標(biāo)，以幫助用戶了解節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)和性能狀況。

常用的節(jié)點(diǎn)層監(jiān)控工具包括cAdvisor、Node Exporter等。

4 應(yīng)用層監(jiān)控?

應(yīng)用層監(jiān)控是指對(duì)Kubernetes中運(yùn)行的應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)控，包括應(yīng)用程序的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、磁盤(pán)等指標(biāo)。應(yīng)用層監(jiān)控通常會(huì)關(guān)注應(yīng)用程序的性能、錯(cuò)誤、日志等方面的指標(biāo)，以幫助用戶了解應(yīng)用程序的健康狀態(tài)和性能狀況。

常用的應(yīng)用層監(jiān)控工具包括Prometheus、ELK Stack、Zipkin等。

5 日志監(jiān)控?

日志監(jiān)控是指對(duì)Kubernetes集群中產(chǎn)生的日志進(jìn)行監(jiān)控，包括容器日志、系統(tǒng)日志、應(yīng)用程序日志等。

日志監(jiān)控通常會(huì)關(guān)注日志的格式、內(nèi)容、數(shù)量等方面的指標(biāo)，以幫助用戶了解集群的運(yùn)行狀態(tài)和問(wèn)題狀況。

常用的日志監(jiān)控工具包括ELK Stack、Fluentd等。

Kubernetes的監(jiān)控類型非常多樣化，可以根據(jù)實(shí)際需求和場(chǎng)景選擇合適的監(jiān)控工具和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

在實(shí)際的使用中，需要根據(jù)監(jiān)控的類型和范圍進(jìn)行配置和優(yōu)化，以提高監(jiān)控的效率和精度。

6 監(jiān)控技術(shù)和工具?

以下是一些常用的集群層監(jiān)控技術(shù)和工具：

1. Prometheus + Grafana
2. Heapster
3. Kubernetes?Dashboard
4. Kube-state-metrics

1 Prometheus + Grafana

Prometheus和Grafana是Kubernetes中常用的監(jiān)控工具，可以用于監(jiān)控集群的資源使用情況和健康狀態(tài)。

Prometheus可以收集和存儲(chǔ)各種集群指標(biāo)數(shù)據(jù)，如CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等，而Grafana可以將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成漂亮的圖表和儀表盤(pán)，幫助用戶快速發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

此外，Prometheus還提供了一些自帶的集群監(jiān)控規(guī)則，可以幫助用戶監(jiān)控集群的狀態(tài)和健康狀況。

安裝

下面是使用docker-compose安裝Prometheus和Grafana的步驟：

1. 創(chuàng)建一個(gè)目錄用于存放docker-compose.yml文件和相關(guān)配置文件，如prometheus-grafana。

2. 在該目錄下創(chuàng)建docker-compose.yml文件，并添加以下內(nèi)容：

version: '3.7'
services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus
    container_name: prometheus
    ports:
      - "9090:9090"
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
    command:
      - --config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml
      - --storage.tsdb.path=/prometheus
  grafana:
    image: grafana/grafana
    container_name: grafana
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - grafana-storage:/var/lib/grafana
volumes:
  grafana-storage:

這個(gè)docker-compose.yml文件定義了兩個(gè)服務(wù)，一個(gè)是Prometheus，一個(gè)是Grafana。其中Prometheus會(huì)暴露9090端口，Grafana會(huì)暴露3000端口。

兩個(gè)服務(wù)都會(huì)使用docker-compose.yml文件所在目錄下的配置文件進(jìn)行配置。

1. 在該目錄下創(chuàng)建prometheus.yml文件，并添加以下內(nèi)容：

global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: 'prometheus'
    scrape_interval: 5s
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']
  - job_name: 'node'
    scrape_interval: 5s
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter:9100']
  - job_name: 'cadvisor'
    scrape_interval: 5s
    static_configs:
      - targets: ['cadvisor:8080']
  - job_name: 'kubelet'
    scrape_interval: 5s
    static_configs:
      - targets: ['kubelet:10255']

這個(gè)prometheus.yml文件定義了一些基本的Scrape Configs，用于采集Kubernetes節(jié)點(diǎn)、cAdvisor、kubelet和Prometheus本身的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1. 在命令行中進(jìn)入上面創(chuàng)建的目錄，并運(yùn)行以下命令以啟動(dòng)Prometheus和Grafana服務(wù)：

docker-compose up -d

這個(gè)命令會(huì)在后臺(tái)啟動(dòng)docker-compose.yml文件中定義的服務(wù)。

1. 打開(kāi)瀏覽器，訪問(wèn)http://localhost:3000，即可進(jìn)入Grafana的登錄界面。使用默認(rèn)用戶名和密碼（admin/admin）登錄。

2. 在Grafana中添加數(shù)據(jù)源。在左側(cè)菜單欄中選擇Configuration->Data Sources，并點(diǎn)擊Add data source按鈕。選擇Prometheus作為數(shù)據(jù)源類型，然后填寫(xiě)Prometheus的地址http://prometheus:9090，點(diǎn)擊Save?& Test按鈕測(cè)試連接是否成功。

3. 在Grafana中導(dǎo)入Dashboard。Grafana提供了很多現(xiàn)成的Dashboard，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇和導(dǎo)入。在左側(cè)菜單欄中選擇+ -> Import，然后選擇一個(gè)Dashboard模板文件

至此，已經(jīng)成功地使用docker-compose安裝和配置了Prometheus和Grafana。可以在Grafana中查看和分析Prometheus采集到的Kubernetes集群指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2 Heapster

Heapster是一個(gè)Kubernetes集群監(jiān)控和性能分析工具，它可以監(jiān)控集群內(nèi)所有容器的資源使用情況，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到指定的后端存儲(chǔ)中，如InfluxDB、Elasticsearch等。Heapster還提供了一些有用的命令行工具和API，可以幫助用戶查詢和分析數(shù)據(jù)，包括節(jié)點(diǎn)、Pod、容器等數(shù)據(jù)。

3 Kubernetes?Dashboard

Kubernetes Dashboard是Kubernetes官方提供的Web界面，可以用于監(jiān)控和管理Kubernetes集群。Dashboard提供了集群層監(jiān)控的功能，可以顯示集群的健康狀態(tài)、資源使用情況、Pod和容器狀態(tài)等信息。此外，Dashboard還提供了一些有用的管理功能，如Pod和容器的日志查詢、事件查看等。

4 Kube-state-metrics

Kube-state-metrics是一個(gè)Kubernetes狀態(tài)指標(biāo)導(dǎo)出器，用于將Kubernetes中的各種對(duì)象狀態(tài)指標(biāo)導(dǎo)出為Prometheus格式。它可以導(dǎo)出各種對(duì)象的狀態(tài)指標(biāo)，如節(jié)點(diǎn)、Pod、服務(wù)、副本集、Deployment、DaemonSet等，幫助用戶了解集群的狀態(tài)和健康狀況。

總之，Kubernetes的集群層監(jiān)控非常重要，可以幫助用戶了解集群的整體健康狀態(tài)和性能狀況。以上列出的工具和技術(shù)可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)集群層監(jiān)控，但是需要根據(jù)實(shí)際需求和資源限制進(jìn)行配置和優(yōu)化，以提高監(jiān)控的效率和精度。

7 問(wèn)題思考

1 etcd的watch 監(jiān)聽(tīng)

在Kubernetes中，etcd是一個(gè)高可用的分布式鍵值存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)Kubernetes集群的配置數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。etcd提供了一些API接口，其中包括watch接口，可以用于監(jiān)聽(tīng)etcd中指定目錄的變化。etcd的watch機(jī)制非常強(qiáng)大，可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的配置更新和狀態(tài)同步。以下是一些關(guān)于etcd的watch監(jiān)聽(tīng)的技術(shù)和實(shí)踐：

1.1 監(jiān)聽(tīng)etcd目錄?

可以使用etcdctl命令或etcd的客戶端庫(kù)來(lái)監(jiān)聽(tīng)etcd中指定目錄下的鍵值變化。例如，使用etcdctl命令監(jiān)聽(tīng)/mydir目錄的變化可以使用以下命令：

etcdctl watch /mydir

當(dāng)目錄/mydir下的鍵值發(fā)生變化時(shí)，etcd會(huì)將變化通知給監(jiān)聽(tīng)者。

1.2 使用etcd的客戶端庫(kù)?

etcd的客戶端庫(kù)提供了一些高級(jí)的watch機(jī)制，可以更靈活地實(shí)現(xiàn)對(duì)etcd的監(jiān)聽(tīng)。例如，可以使用etcd的Go客戶端庫(kù)，通過(guò)Watch函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)etcd目錄的監(jiān)聽(tīng)。以下是一個(gè)示例：

watcher := clientv3.NewWatcher(client)
watcher.Watch(context.Background(), "/mydir", clientv3.WithPrefix(), clientv3.WithPrevKV())
for {
    select {
    case resp := <-watcher.WatchChan():
        for _, event := range resp.Events {
            fmt.Printf("Event received! Type: %s Key: %s Value: %s\n", event.Type, event.Kv.Key, event.Kv.Value)
        }
    }
}

上述示例中，使用etcd的Go客戶端庫(kù)創(chuàng)建了一個(gè)Watcher實(shí)例，然后調(diào)用Watch函數(shù)來(lái)監(jiān)聽(tīng)/mydir目錄下的變化。當(dāng)目錄下的鍵值發(fā)生變化時(shí)，Watcher會(huì)將變化通知到WatchChan通道中，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的更新和同步。

1.3 使用etcd的API接口?

除了etcd的客戶端庫(kù)，還可以使用etcd的API接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)etcd的監(jiān)聽(tīng)。etcd的API接口提供了一些高級(jí)的watch功能，如可取消的watch、多路復(fù)用的watch等。

以下是一個(gè)使用etcd的API接口實(shí)現(xiàn)的示例：

watcher := clientv3.NewWatcher(client)
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
watcher.Watch(ctx, "/mydir", clientv3.WithPrefix())
go func() {
    for {
        select {
        case resp := <-watcher.Chan():
            for _, event := range resp.Events {
                fmt.Printf("Event received! Type: %s Key: %s Value: %s\n", event.Type, event.Kv.Key, event.Kv.Value)
            }
        }
    }
}()
// 取消監(jiān)聽(tīng)
time.Sleep(10 * time.Second)
cancel()

上述示例中，使用etcd的API接口創(chuàng)建了一個(gè)Watcher實(shí)例，然后調(diào)用Watch函數(shù)來(lái)監(jiān)聽(tīng)/mydir目錄下的變化。

使用context.WithCancel函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)可取消的context對(duì)象，用于在需要的時(shí)候取消監(jiān)聽(tīng)。

當(dāng)目錄下的鍵值發(fā)生變化時(shí)，Watcher會(huì)將變化通知到Chan通道中，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的更新和同步。

總之，etcd的watch機(jī)制可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的配置更新和狀態(tài)同步。根據(jù)實(shí)際需求和場(chǎng)景，可以選擇合適的監(jiān)聽(tīng)方式和技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)etcd的監(jiān)聽(tīng)。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-529545.html

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