CNCF x Alibaba云原生技术公开课 第十二章 可观测性：监控与日志

1、监控

监控类型

• 资源监控：cpu、内存、网络等。
• 性能监控：apm监控，一般是通过一些 Hook 的机制在，在虚拟机层、字节码执行层通过隐式调用，或者是在应用层显示注入，获取更深层次的一个监控指标，一般是用来应用的调优和诊断的。
• 安全监控：对安全进行的一系列的监控策略，类似像越权管理、安全漏洞扫描等。
• 事件监控：normal的事件变成-warning事件

Heapster

• 每一个 Kubernetes 节点上有一个 cadvisor，是负责数据采集的组件。当 cadvisor 把数据采集完成，Kubernetes 会把 cadvisor 采集到的数据进行包裹，暴露成相应的 API。以下是三种API接口
  • summary接口
  • kubelet接口
  • Prometheus接口
• Heapster支持summary和kubelet接口，定期去节点拉取数据，然后暴露成service。
• k8s的dashboard或者hpa-controller获取到监控数据，实现相对应的弹性收缩等。

metrics-service取代了Heapster

• 需要采集更多其他的资源信息，但Heapster的可扩展性有限
• Heapster为了保证数据的离线能力，提供了很多sink，后期这些缺乏维护，导致Heapster项目出现了很多问题
• Metrics-Server 的核心产生原因是为了实现监控接口的标准化。

Metrics-Service内部组成

• core
• source
• API
• API Registration：将相应的数据接口注册到k8s的API Server。用户通过API server访问API注册层，再到metrics-server

k8s监控接口标准

• resource metrice：资源监控，包含节点、pod、namespace、class，通过metrics.k8s.io接口获取到
• custom metrics：通过custom.metrics.k8s.io接口获取到，主要实现的Prometheus，提供的是资源监控和自定义监控（应用层自己定义，然后通过标准的Prometheus的client，暴露出相应的metrics，且被Prometheus采集）
• External metrics:获取云产品的监控指标

Promethues

• 很多开源项目以Prometheus作为监控标准

• 针对数据库和中间件，有对应的Prometheus采集客户端，比如说etcd、zookeeper、mysql和postgresql

• 数据采集链路

  • push到gateway，Prometheus通过pull拉取数据，防止短时间数据业务漏采。因为pull有周期，如果周期时间大于任务运行时间，单纯直接从任务上pull会遗失数据
  • 标准pull，直接去对应的数据任务上拉取数据
  • Prometheus之间的数据同步

• 数据源配置

  • 标准的静态配置
  • 支持service discovery【配置annotation】

• Operator：Prometheus Operator 可能是目前所有 Operator 里面做的最复杂的，但是它里面也是把 Prometheus 这种动态能力做到淋漓尽致的一个 Operator，如果在 K8s 里面使用 Prometheus，比较推荐使用 Prometheus Operator 的方式来去进行部署和运维。

2、日志

日志

• 主机内核的日志
  • 网栈的异常： iptables mark
  • 驱动异常的日志
  • 文件系统异常日志
  • 节点异常，kernel panic 或者oom（out of memory）
• Runtime的日志
  • Docker的一些日志，排查类似像删除pod hang的问题
• 核心组件的日志
  • 外置的中间件：数据库etcd、网络Ingress
  • 内置的组件：API server、kube-scheduler、controller-manager、kubelet
• 应用日志
  • 宿主机文件：日志文件写到宿主机，通过宿主机的日志轮转的策略进行日志的轮转，通过宿主机的agent进行采集
  • 容器内文件：通过sidecar的streaming的container，转写到stdout，通过stdout写到相应的log-file，然后通过本地的日志轮转，以及外部的agent采集
  • 容器标准/错误输出：agent采集stdout或者API获取数据
• 举例
  • Fluentd在每个节点上起一个agent，agent会将数据汇聚到fluentd的server，server可以把数据离线到es，通过kibana展示