prometheus+grafana监控K8s 搭建初探

1、promethus简介

Prometheus是什么?

Prometheus 是由 SoundCloud 开发的开源监控报警系统和时序列数据库(TSDB).自2012年起,许多公司及组织已经采用 Prometheus,并且该项目有着非常活跃的开发者和用户社区.现在已经成为一个独立的开源项目核,并且保持独立于任何公司,Prometheus 在2016加入 CNCF ( Cloud Native Computing Foundation ), 作为在 kubernetes 之后的第二个由基金会主持的项目.

prometheus 的特点

和其他监控系统相比，Prometheus的特点包括：

• 多维数据模型（时序列数据由metric名和一组key/value组成）
• 在多维度上灵活的查询语言(PromQl)
• 不依赖分布式存储，单主节点工作.
• 通过基于HTTP的pull方式采集时序数据
• 可以通过中间网关进行时序列数据推送(pushing)
• 目标服务器可以通过发现服务或者静态配置实现
• 多种可视化和仪表盘支持

prometheus 相关组件

Prometheus生态系统由多个组件组成，其中许多是可选的：

• Prometheus 主服务,用来抓取和存储时序数据
• client library 用来构造应用或 exporter 代码 (go,java,python,ruby)
• push 网关可用来支持短连接任务
• 可视化的dashboard (两种选择,promdash 和 grafana.目前主流选择是 grafana.)
• 一些特殊需求的数据出口(用于HAProxy, StatsD, Graphite等服务)
• 实验性的报警管理端(alartmanager,单独进行报警汇总,分发,屏蔽等 )
  promethues 的各个组件基本都是用golang编写,对编译和部署十分友好.并且没有特殊依赖.基本都是独立工作.

2、grafana简介

grafana是一个优秀的数据看板类工具，他提供了强大和优雅的方式去创建、共享、浏览数据。dashboard中显示了你不同metric数据源中的数据。

Grafana是在网络架构和应用分析中最流行的时序数据展示工具，并且也在工业控制、自动化监控和过程管理等领域有着广泛的应用

grafana有热插拔控制面板和可扩展的数据源，目前已经支持绝大部分常用的时序数据库。

3、promethus部署

promethus的测试环境部署非常简单，首先从promethus的github中下载二进制包，地址：https://github.com/prometheus/prometheus/releases

下载后将promethus解压到/opt/promethus目录中

tar -zxvf prometheus-1.5.2.linux-amd64.tar.gz -C /opt/prometheus --strip-components=1

然后配置promethus的配置文件 prometheus.yml，内容如下：

global:
  scrape_interval:     15s

  external_labels:
    monitor: 'codelab-monitor'

scrape_configs:
  - job_name: 'kubernetes-nodes-cadvisor'
    kubernetes_sd_configs:
    - api_server: 'http://172.16.7.1:8080'
      role: node
    relabel_configs:
    - action: labelmap
      regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - source_labels: [__meta_kubernetes_role]
      action: replace
      target_label: kubernetes_role
      #将默认10250端口改成10255端口
    - source_labels: [__address__]
      regex: '(.*):10250'
      replacement: '${1}:10255'
      target_label: __address__

  - job_name: 'kubernetes_node'
    kubernetes_sd_configs:
    - role: node
      api_server: 'http://172.16.7.1:8080'
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      regex: '(.*):10250'
      replacement: '${1}:9100'
      target_label: __address__

配置文件解释：
上面配置文件共有两个job，其中kubernetes-nodes-cadvisor用于监控kubernetes的node节点的10255端口（cAdvisor数据），另一个kubernetes_node用于监控node节点的Linux系统，该监控需要再node端安装监控插件node_exporter（https://github.com/prometheus/node_exporter），最简单的方式是使用容器化安装，直接在运行docker后执行命令：

docker run -d \
  --net="host" \
  --pid="host" \
  quay.io/prometheus/node-exporter

配置完成、监控插件安装完成后，执行命令，运行promethus

 nohup ./prometheus --config.file=prometheus.yml &

在运行后，访问 http://部署IP:9090/graph ，即可访问promethus，，数据采集情况可以从菜单-status-target出看到

4、grafana部署

grafana的rpm部署命令：

wget https://s3-us-west-2.amazonaws.com/grafana-releases/release/grafana-4.0.1-1480694114.x86_64.rpm 
yum localinstall grafana-4.0.1-1480694114.x86_64.rpm

service grafana-server start

安装完成。

浏览器打开 http://部署IP:3000 ，输入默认用户名密码 (admin/admin) 可以进入 Grafana 。

然后配置数据源：
Configuration - Data Resource - Add Data Resource

添加promethus类型的数据源并输入地址端口即可。

添加完成后，即可自己绘制或导入json面板等等，json面板可以在 https://grafana.com/dashboards 下载、或者有一些其他开源dashboard，入percona的MySQL相关面板：https://github.com/percona/grafana-dashboards

在grafana中导入json模板

编辑 Grafana config

vi /etc/grafana/grafana.ini

[dashboards.json]
enabled = true
path = /var/lib/grafana/dashboards

然后重启grafana

方法1：在菜单-Create-Import中导入.json文件

方法2：将json文件放入/var/lib/grafana/dashboards目录中并重启grafana

附-https访问kubernetes监控配置文件-promethus.yml：

global:
      scrape_interval: 30s
      scrape_timeout: 30s
    scrape_configs:
    - job_name: 'prometheus'
      static_configs:
        - targets: ['localhost:9090']
    - job_name: 'kubernetes-cluster'
      scheme: https
      tls_config:
        ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
      bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - api_servers:
        - 'https://kubernetes.default.svc'
        in_cluster: true
        role: apiserver
    - job_name: 'kubernetes-nodes'
      scheme: https
      tls_config:
        ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
        insecure_skip_verify: true
      bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - api_servers:
        - 'https://kubernetes.default.svc'
        in_cluster: true
        role: node
      relabel_configs:
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: 'kubernetes-service-endpoints'
      scheme: https
      kubernetes_sd_configs:
      - api_servers:
        - 'https://kubernetes.default.svc'
        in_cluster: true
        role: endpoint
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scrape]
        action: keep
        regex: true
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scheme]
        action: replace
        target_label: __scheme__
        regex: (https?)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_path]
        action: replace
        target_label: __metrics_path__
        regex: (.+)
      - source_labels: [__address__, __meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_port]
        action: replace
        target_label: __address__
        regex: (.+)(?::\d+);(\d+)
        replacement: $1:$2
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_service_label_(.+)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_namespace]
        action: replace
        target_label: kubernetes_namespace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_name]
        action: replace
        target_label: kubernetes_name
    - job_name: 'kubernetes-services'
      scheme: https
      metrics_path: /probe
      params:
        module: [http_2xx]
      kubernetes_sd_configs:
      - api_servers:
        - 'https://kubernetes.default.svc'
        in_cluster: true
        role: service
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_probe]
        action: keep
        regex: true
      - source_labels: [__address__]
        target_label: __param_target
      - target_label: __address__
        replacement: blackbox
      - source_labels: [__param_target]
        target_label: instance
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_service_label_(.+)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_namespace]
        target_label: kubernetes_namespace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_name]
        target_label: kubernetes_name
    - job_name: 'kubernetes-pods'
      scheme: https
      kubernetes_sd_configs:
      - api_servers:
        - 'https://kubernetes.default.svc'
        in_cluster: true
        role: pod
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_scrape]
        action: keep
        regex: true
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_path]
        action: replace
        target_label: __metrics_path__
        regex: (.+)
      - source_labels: [__address__, __meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_port]
        action: replace
        regex: (.+):(?:\d+);(\d+)
        replacement: ${1}:${2}
        target_label: __address__
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_pod_label_(.+)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_namespace]
        action: replace
        target_label: kubernetes_namespace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_name]
        action: replace
        target_label: kubernetes_pod_name