使用kube-state-metrics监控kubernetes并告警

短命女 2022-11-14 10:20 475阅读 0赞

对于自己搭建的kubernetes集群，能做到实时监控pod的状态并及时发送告警是非常有必要的

通过翻阅kubernetes官方的各种文档后，我决定采用kube-state-metrics来实现对kubenetes进行监控，并配合promethues进行数据存储、grafana进行数据渲染与告警，从而实现一套比较完整的监控方案

安装过程如下：

## 数据收集 ##

### 部署kube-state-metrics ###

将kube-state-metrics组件的yaml克隆下来

> git clone https://github.com/devopscube/kube-state-metrics-configs.git

clone成功后会有如下几个文件：

root@k8s-master:~/kube-state-metrics/kube-state-metrics-configs# ll
    total 36
    drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 27 10:06 ./
    drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 27 10:06 ../
    -rw-r--r-- 1 root root  377 Mar 27 10:06 cluster-role-binding.yaml
    -rw-r--r-- 1 root root 1651 Mar 27 10:06 cluster-role.yaml
    -rw-r--r-- 1 root root 1069 Mar 27 10:06 deployment.yaml
    drwxr-xr-x 8 root root 4096 Mar 27 10:06 .git/
    -rw-r--r-- 1 root root   78 Mar 27 10:06 README.md
    -rw-r--r-- 1 root root  193 Mar 27 10:06 service-account.yaml
    -rw-r--r-- 1 root root  406 Mar 27 10:06 service.yaml

默认deployment.yaml是没有指定时区的，为了方便观察kubernetes中的数据时区再配置一下，指定为东八区的时间

env:
              - name: TZ
                value: Asia/Shanghai

完整的deployment.yaml文件如下:

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
        app.kubernetes.io/version: v1.8.0
      name: kube-state-metrics
      namespace: kube-system
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        matchLabels:
          app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
      template:
        metadata:
          labels:
            app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
            app.kubernetes.io/version: v1.8.0
        spec:
          containers:
          - image: quay.io/coreos/kube-state-metrics:v1.8.0
            env:
              - name: TZ
                value: Asia/Shanghai
            livenessProbe:
              httpGet:
                path: /healthz
                port: 8080
              initialDelaySeconds: 5
              timeoutSeconds: 5
            name: kube-state-metrics
            ports:
            - containerPort: 8080
              name: http-metrics
            - containerPort: 8081
              name: telemetry
            readinessProbe:
              httpGet:
                path: /
                port: 8081
              initialDelaySeconds: 5
              timeoutSeconds: 5
          nodeSelector:
            kubernetes.io/os: linux
          serviceAccountName: kube-state-metrics

修改好后到clone的目录apply一下即可:

> kubectl apply -f kube-state-metrics-configs/

如下:

root@k8s-master:~/kube-state-metrics# kubectl apply -f kube-state-metrics-configs/
    clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kube-state-metrics created
    clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/kube-state-metrics created
    deployment.apps/kube-state-metrics created
    serviceaccount/kube-state-metrics created
    service/kube-state-metrics created

如果执行的是上面的命令的话，默认会在kube-system命名空间下创建对应的资源，查看kube-state-metrics是否部署成功，执行get命令查看一下

> kubectl get deployments kube-state-metrics -n kube-system

如下：

root@k8s-master:~/kube-state-metrics# kubectl get deployments kube-state-metrics -n kube-system
    NAME                 READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    kube-state-metrics   1/1     1            1           4m49s

全ready好了就说明已部署成功了

再看一下kube-state-metrics的日志:

如下图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 数据展示 ##

### kube-state-metrics关联promethues ###

对于promethues与grafana的部署这里不再演示，感兴趣的可在上一篇文章[《介绍一下,spring cloud下的另一种定时任务解决方案》][spring cloud]中找到，或直接执行下面的两个地址的部署文件

*  https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-dataflow/tree/master/src/kubernetes/prometheus
 *  https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-dataflow/tree/master/src/kubernetes/grafana

当promethues准备好后，添加对应的采集job即可:

- job_name: 'kube-state-metrics'
          static_configs:
            - targets: ['kube-state-metrics.kube-system.svc.cluster.local:8080']

如果是用的上面spring cloud data flow官方的promethues来采集数据的话，配置在promethues对应的configMap里即可

其prometheus-configmap.yaml文件内容如下：

apiVersion: v1
    kind: ConfigMap
    metadata:
      name: prometheus
      labels:
        app: prometheus
    data:
      prometheus.yml: |-
        global:
          scrape_interval: 10s
          scrape_timeout: 9s
          evaluation_interval: 10s
    
        scrape_configs:
        - job_name: 'proxied-applications'
          metrics_path: '/metrics/connected'
          kubernetes_sd_configs:
            - role: pod
              namespaces:
                names:
                  - default
          relabel_configs:
            - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_label_app]
              action: keep
              regex: prometheus-proxy
            - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_container_port_number]
              action: keep
              regex: 8080
        - job_name: 'kube-state-metrics'
          static_configs:
            - targets: ['kube-state-metrics.kube-system.svc.cluster.local:8080']
        - job_name: 'proxies'
          metrics_path: '/metrics/proxy'
          kubernetes_sd_configs:
            - role: pod
              namespaces:
                names:
                  - default
          relabel_configs:
            - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_label_app]
              action: keep
              regex: prometheus-proxy
            - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_container_port_number]
              action: keep
              regex: 8080
            - action: labelmap
              regex: __meta_kubernetes_pod_label_(.+)
            - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_name]
              action: replace
              target_label: kubernetes_pod_name

之后再重启promethues让配置生效,再打开promethues的web看一下target里的配置是否生效，如下图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

### grafana关联promethues进行图表查看 ###

在完成了promethues对于kube-state-metrics数据的采集后，接下来便是数据的渲染与展示了。为了直观我们一般用grafana来进行图表渲染

对于grafana的安装与配置请参考上面部分**kube-state-metrics关联promethues**的内容

因为是用的grafana，所以直接去grafana的官网找一个dashboard导入grafana即可

也就是在这个地址中找一个:  
https://grafana.com/grafana/dashboards

比如我就找了这个试试效果：https://grafana.com/grafana/dashboards/10856

在导入的界面输入对应dashboard的id

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

之后再进入到dashboard的界面进行查看，效果感觉还是很不错的

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

## 监控告警 ##

### grafana告警 ###

grafana也支持告警功能，可通过界面手动指定某一规则然后选择某一发送渠道就可以了。常用的钉钉、邮件、微信告警、webhook等都支持，感觉也还是挺方便的

这里以检测有失败的pod为例快速演示一下钉钉告警

先编辑某一panel,它的查询语句为：

> kube\_pod\_status\_phase\{namespace=~".\*", phase=“Failed”\}>0

对于kube\_pod\_status\_phase存在的数据有哪些可以通过grafana或promethues查看，如下:

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

将对应panel修改为支持告警的某一图形，如这里的Graph

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

再次点击Alert模块选择添加Alert即可,之后再配上对应的规则，如我这里当指标值大于0时就发送告警，发送内容为：

> 有pod异常,请注意！

其消息内容也可以指定为变量，具体可以参考grafana对消息告警部分的介绍：  
https://grafana.com/docs/grafana/latest/alerting/add-notification-template/

当grafana的alert创建好了可以在grafana中的alert模块中看到

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

当达到了alert的触发规则grafana则会发送对应的消息过来。

为了测试方便，我专门弄了两个有问题的pod验证一下

果不其然，根据上面配置的规则一分钟检测一次，一分钟后就真的就收到了消息，如下图：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3B1aGFpeWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

**注意：在grafana中同一告警规则触发一次后的同一类型的消息只会发送一次，如果想再次发送需要手动在grafana中将对应的alert条目设为暂停后重新开启一下**

*举个栗子：  
A时刻有两个pod异常了，会触发一次告警，之后就再也不会触发告警了，即便现在有3个pod都异常了也不会再次触发告警，想要再次触发需要手动把alert暂停再开启一下*

还有就是grafana默认是采用Sqlite数据库进行grafana的数据存储的，所以如果在grafana的web界面中配置的告警规则如果grafana重启之后对应的告警信息也会丢失的,如果修改了grafana的数据源则不会出现这个问题

### promethues告警 ###

正因为grafana默认采用了sqlite进行数据存储而且一般我们也不会修改，会存在web界面中配置grafana重启后配置会丢失这个特点，以及有时我们仅想用普通的数据采集与更加完善的监控告警，也不想再引入过多第三方的组件,那么这时promethues的告警功能存在的价值就能体现出来了

promethues的告警安装与配置过程和grafana相比要稍微复杂一点，具体这里就不再演示了，感兴趣的可以参考promethues的官网

https://prometheus.io/docs/alerting/latest/overview/

想快速入门的话也可以看网上这位大佬的文章：

https://www.bookstack.cn/read/prometheus-book/alert-README.md

## 总结 ##

在k8s中可以通过[kube-state-metrics][]监控k8s中资源的状态信息，如pod、deployment、jobs等的实例个数也运行情况

如果需要进行数据展示可以通过promethues搭配进行数据存储，再配合grafana进行更美观的图表展示

如果想对数据进行监控告警并且监控逻辑不是很复杂的话直接用grafana的监控告警也已满足基本需求了，如果想做到更高级的报警监控可以使用promethues告警模块来实现

*周末真快呀！下周加油！*

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[spring cloud]: https://puhaiyang.blog.csdn.net/article/details/114901297
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[kube-state-metrics]: https://github.com/kubernetes/kube-state-metrics