7. 实践案例 - 监控

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小牛编辑

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2023-12-01

注意事项
标签非常重要，是应用分组的重要依据
多维度的监控，包括集群内的所有节点、容器、容器内的应用以及Kubernetes自身
天生分布式，对复杂应用的监控聚合是个挑战

cAdvisor

cAdvisor 是一个来自Google的容器监控工具，也是 Kubelet 内置的容器资源收集工具。它会自动收集本机容器CPU、内存、网络和文件系统的资源占用情况，并对外提供 cAdvisor 原生的API（默认端口为--cadvisor-port=4194）。

监控 - 图1

InfluxDB 和 Grafana

InfluxDB 是一个开源分布式时序、事件和指标数据库；而 Grafana 则是 InfluxDB 的 Dashboard，提供了强大的图表展示功能。它们常被组合使用展示图表化的监控数据。

监控 - 图2

Heapster

前面提到的 cAdvisor 只提供了单机的容器资源占用情况，而 Heapster 则提供了整个集群的资源监控，并支持持久化数据存储到 InfluxDB、Google Cloud Monitoring 或者其他的存储后端。

Heapster 从 kubelet 提供的 Summary API 采集节点和容器的资源占用：

监控 - 图3

另外，Heapster 的 /metrics API提供了 Prometheus 格式的数据。

部署 Heapster、InfluxDB 和 Grafana

在 Kubernetes 部署成功后，dashboard、DNS和监控的服务也会默认部署好，比如通过cluster/kube-up.sh部署的集群默认会开启以下服务：

$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://kubernetes-master
Heapster is running at https://kubernetes-master/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/heapster
KubeDNS is running at https://kubernetes-master/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/kube-dns
kubernetes-dashboard is running at https://kubernetes-master/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/kubernetes-dashboard
Grafana is running at https://kubernetes-master/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/monitoring-grafana
InfluxDB is running at https://kubernetes-master/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/monitoring-influxdb

如果这些服务没有自动部署的话，可以参考 kubernetes/heapster 来部署这些服务。

Prometheus

Prometheus 是另外一个监控和时间序列数据库，并且还提供了告警的功能。它提供了强大的查询语言和HTTP接口，也支持将数据导出到Grafana中展示。

使用 Prometheus 监控 Kubernetes 需要配置好数据源，一个简单的示例是prometheus.yml：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/feiskyer/kubernetes-handbook/master/monitor/prometheus.txt

监控 - 图4

推荐使用 Prometheus Operator 或 Prometheus Chart 来部署和管理 Prometheus，比如

# 注意：未开启RBAC时，需要去掉 --set rbac.create=true 选项
helm install --name my-release stable/prometheus --set rbac.create=true

Kubelet Metrics

从v1.7开始，Kubelet metrics API 不再包含 cadvisor metrics，而是提供了一个独立的 API 接口：

Kubelet metrics: http://127.0.0.1:8001/api/v1/proxy/nodes/<node-name>/metrics
Cadvisor metrics: http://127.0.0.1:8001/api/v1/proxy/nodes/<node-name>/metrics/cadvisor

然而 cadvisor metrics 通常是监控系统必需的数据。给 Prometheus 增加新的 target 可以解决这个问题，比如

# add repo
helm repo add feisky https://feisky.xyz/helm-charts
helm update
helm install feisky/prometheus --set rbac.create=true --name prometheus --namespace kube-system

Node Problem Detector

Kubernetes node 有可能会出现各种硬件、内核或者运行时等问题，这些问题有可能导致服务异常。而 Node Problem Detector（NPD）就是用来监测这些异常的服务。NPD 以 DaemonSet 的方式运行在每台 Node 上面，并在异常发生时更新 NodeCondition（比如 KernelDaedlock、DockerHung、BadDisk等）或者 Node Event（比如 OOM Kill 等）。

可以参考 kubernetes/node-problem-detector 来部署 NPD，或者也可以使用 Helm 来部署：

# add repo
helm repo add feisky https://feisky.xyz/helm-charts
helm update
# install packages
helm install feisky/node-problem-detector --namespace kube-system --name npd