【搞定K8S】第3天5：kubernetes-部署性能监控平台

1、概述
开源软件 cAdvisor（Container Advisor）用于监控所在节点的容器运行状态，当前已经被默认集成到 kubelet 组件内，默认使用 tcp 4194 端口。在大规模容器集群，一般使用
Heapster+Influxdb+Grafana 平台实现集群性能数据的采集，存储与展示。

2、环境准备

2.1基础环境

Kubernetes + heapster + Influxdb + grafana

2.2原理

Heapster：集群中各 node 节点的 cAdvisor 的数据采集汇聚系统，通过调用 node 上kubelet 的 api，再通过 kubelet 调用 cAdvisor 的 api 来采集所在节点上所有容器的性能数据。Heapster 对性能数据进行聚合，并将结果保存到后端存储系统，heapster 支持多种后端存储系统，如 memory，Influxdb 等。

Influxdb：分布式时序数据库（每条记录有带有时间戳属性），主要用于实时数据采集， 时间跟踪记录，存储时间图表，原始数据等。Influxdb 提供 rest api 用于数据的存储与查询。

Grafana：通过 dashboard 将 Influxdb 中的时序数据展现成图表或曲线等形式，便于查看集群运行状态。

Heapster，Influxdb，Grafana 均以 Pod 的形式启动与运行。

3、部署 Kubernetes 集群性能监控

3.1准备 images

kubernetes 部署服务时，为避免部署时发生 pull 镜像超时的问题，建议提前将相关镜像pull 到相关所有节点（以下以 kubenode1 为例），或搭建本地镜像系统。

需要从 gcr.io pull 的镜像，已利用 Docker Hub 的"Create Auto-Build GitHub"功能
（Docker Hub 利用 GitHub 上的 Dockerfile 文件 build 镜像），在个人的 Docker Hub build 成功，可直接 pull 到本地使用。

# heapster
[root@kubenode1 ~]# docker pull netonline/heapster-amd64:v1.5.1

# influxdb
[root@kubenode1 ~]# docker pull netonline/heapster-influxdb-amd64:v1.3.3

# grafana
[root@kubenode1 ~]# docker pull netonline/heapster-grafana-amd64:v4.4.3

3.2下载 yaml 范本

# release 下载页：https://github.com/kubernetes/heapster/releases # release 中的 yaml 范本有时较
https://github.com/kubernetes/heapster/tree/master/deploy/kube-config/influxdb   的 yaml 新，但区别不大
[root@kubenode1 ~]# cd /usr/local/src/ [root@kubenode1 src]# wget -O heapster-v1.5.1.tar.gz
https://github.com/kubernetes/heapster/archive/v1.5.1.tar.gz

# yaml 范本在 heapster/deploy/kube-config/influxdb 目录，另有 1 个 heapster- rbac.yaml 在 heapster/deploy/kube-config/rbac 目录，两者目录结构同 github [root@kubenode1 src]# tar -zxvf heapster-v1.5.1.tar.gz -C /usr/local/ [root@kubenode1 src]# mv /usr/local/heapster-1.5.1 /usr/local/heapster

3.3、heapster-rbac.yaml

#  heapster 需要向 kubernetes-master 请求 node 列表，需要设置相应权限； # 默认不需要对 heapster-rbac.yaml 修改，将 kubernetes 集群自带的 ClusterRole ：
system:heapster 做 ClusterRoleBinding，完成授权
[root@kubenode1 ~]# cd /usr/local/heapster/deploy/kube-config/rbac/ [root@kubenode1 rbac]# cat heapster-rbac.yaml
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1 metadata:
name: heapster roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: ClusterRole
name: system:heapster subjects:
- kind: ServiceAccount name: heapster namespace: kube-system

3.4、heapster.yaml

hepster.yaml 由 3 个模块组成：ServiceAccout，Deployment，Service。1）ServiceAccount
默认不需要修改 ServiceAccount 部分，设置 ServiceAccount 资源，获取 rbac 中定义的权限。

2）Deployment

# 修改处：第 23 行，变更镜像名；
# --source：配置采集源，使用安全端口调用 kubernetes 集群 api；
# --sink：配置后端存储为 influxdb；地址采用 influxdb 的 service 名，需要集群 dns 正常工作，如果没有配置 dns 服务，可使用 service 的 ClusterIP 地址[root@kubenode1 ~]# cd /usr/local/heapster/deploy/kube-config/influxdb/ [root@kubenode1 influxdb]# sed -i 's|gcr.io/google_containers/heapster- amd64:v1.5.1|netonline/heapster-amd64:v1.5.1|g' heapster.yaml
[root@kubenode1 influxdb]# cat heapster.yaml
……
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment
metadata:
name: heapster namespace: kube-system
spec:
replicas: 1 template:
metadata: labels:
task: monitoring k8s-app: heapster
spec:
serviceAccountName: heapster containers:
- name: heapster

image: netonline/heapster-amd64:v1.5.1 imagePullPolicy:  IfNotPresent command:
- /heapster
- --source=kubernetes:https://kubernetes.default
- --sink=influxdb:http://monitoring-influxdb.kube-system.svc:8086

3）Service

默认不需要修改 Service 部分。

3.5、influxdb.yaml

influxdb.yaml 由 2 个模块组成：Deployment，Service。
1）Deployment

# 修改处：第 16 行，变更镜像名；
[root@kubenode1 influxdb]# sed -i 's|gcr.io/google_containers/heapster- influxdb-amd64:v1.3.3|netonline/heapster-influxdb-amd64:v1.3.3|g'
influxdb.yaml

2）Service

默认不需要修改 Service 部分，注意 Service 名字的对应即可。3.6、grafana.yaml
grafana.yaml 由 2 个模块组成：Deployment，Service。

1）Deployment

#                修 改 处 ： 第               16     行 ， 变 更 镜 像 名 ； # 修改处：第 43 行，取消注释；“GF_SERVER_ROOT_URL”的 value 值设定后，只能通过API Server proxy 访问 grafana；
# 修改处：第 44 行，注释本行；
# INFLUXDB_HOST 的 value 值设定为 influxdb 的 service 名，依赖于集群 dns，或者直接使用 ClusterIP
[root@kubenode1 influxdb]# sed -i 's|gcr.io/google_containers/heapster-grafana- amd64:v4.4.3|netonline/heapster-grafana-amd64:v4.4.3|g' grafana.yaml [root@kubenode1 influxdb]# sed -i '43s|# value:|value:|g' grafana.yaml [root@kubenode1 influxdb]# sed -i '44s|value:|# value:|g' grafana.yaml [root@kubenode1 influxdb]# cat grafana.yaml
……
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment
metadata:
name: monitoring-grafana

namespace: kube-system spec:
replicas: 1 template:
metadata: labels:
task: monitoring k8s-app: grafana
spec:
containers:
-name: grafana
image: netonline/heapster-grafana-amd64:v4.4.3 ports:
-containerPort: 3000 protocol: TCP
volumeMounts:
-mountPath: /etc/ssl/certs name: ca-certificates readOnly: true
-mountPath: /var
name: grafana-storage env:
-name: INFLUXDB_HOST
value: monitoring-influxdb
- name: GF_SERVER_HTTP_PORT
value: "3000"
# The following env variables are required to make Grafana accessible

via recommend


# the kubernetes api-server proxy. On production clusters, we

# removing these env variables, setup auth for grafana, and expose

the grafana
# service using a LoadBalancer or a public IP.
-name: GF_AUTH_BASIC_ENABLED
value: "false"
-name: GF_AUTH_ANONYMOUS_ENABLED
value: "true"
-name: GF_AUTH_ANONYMOUS_ORG_ROLE
value: Admin
-name: GF_SERVER_ROOT_URL
# If you're only using the API Server proxy, set this value instead: value: /api/v1/namespaces/kube-system/services/monitoring-
grafana/proxy # value: /
volumes:
-name: ca-certificates hostPath:
path: /etc/ssl/certs
-name: grafana-storage emptyDir: {}
……

2）Service

默认不需要修改 Service 部分，注意 Service 名字的对应即可。

4、验证

4.1、启动监控相关服务

# 将 heapster-rbac.yaml 复制到 influxdb/目录；
[root@kubenode1 ~]# cd /usr/local/heapster/deploy/kube-config/influxdb/ [root@kubenode1 influxdb]# cp /usr/local/heapster/deploy/kube- config/rbac/heapster-rbac.yaml .
[root@kubenode1 influxdb]# kubectl create -f .

4.2、查看相关服务

# 查看 deployment 与 Pod 运行状态
[root@kubenode1 ~]# kubectl get deploy -n kube-system | grep -E 'heapster|monitoring'
[root@kubenode1 ~]# kubectl get pods -n kube-system | grep -E
'heapster|monitoring'

# 查看 service 运行状态
[root@kubenode1 ~]# kubectl get svc -n kube-system | grep -E 'heapster|monitoring'

4.3、访问 dashboard

浏览器访问访问 dashboard：https://172.30.200.10:6443/api/v1/namespaces/kube- system/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy
注意：Dasheboard 没有配置 hepster 监控平台时，不能展示 node，Pod 资源的 CPU 与内存等 metric 图形
Node 资源 CPU/内存 metric 图形：

Pod 资源 CPU/内存 metric 图形：

4.4、访问 grafana

# 通过 kube-apiserver 访问
[root@kubenode1 ~]# kubectl cluster-info

浏览器访问访问 dashboard：https://172.30.200.10:6443/api/v1/namespaces/kube- system/services/monitoring-grafana/proxy
集群节点信息：

Pod 信息：