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云原生监控插件

更新时间:2025-02-18 GMT+08:00
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插件简介

云原生监控插件(原名kube-prometheus-stack)通过使用Prometheus-operator和Prometheus,提供简单易用的端到端Kubernetes集群监控能力。

使用云原生监控插件可将监控数据与监控中心对接,在监控中心控制台查看监控数据,配置告警等。

开源社区地址:https://github.com/prometheus/prometheus

约束与限制

  • 在默认配置下,插件中的kube-state-metrics组件不采集Kubernetes资源的所有的labels和annotation。如需采集,您需要手动在启动参数中开启采集开关,并同时检查名称为kube-state-metrics的ServiceMonitor中采集白名单是否添加相应指标,详情请参见采集Pod所有labels和annotations
  • 自3.8.0版本起,自定义指标采集将默认不再采集kube-system和monitoring命名空间下的组件指标,若您有相关负载在这两个命名空间下,建议使用Pod MonitorService Monitor的方式采集。
  • 自3.8.0版本起,默认不再采集etcd-server、kube-controller、kube-scheduler、autoscaler、fluent-bit、volcano-agent、volcano-scheduler、otel-collector的指标,您可按需开启。

    开启方式:前往“配置项与密钥”页面并切换至monitoring命名空间,单击名为persistent-user-config的配置项的“编辑YAML”按钮,按需移除customSettings字段下serviceMonitorDisable或podMonitorDisable中的配置或置为空数组。

    ...
       customSettings:
          podMonitorDisable: []
          serviceMonitorDisable: []
  • 在3.9.0版本后,Grafana组件从云原生监控插件中移除,拆分为独立的Grafana插件。因此,当插件版本从3.9.0后的版本回滚至3.9.0前的版本,请先卸载Grafana插件再进行回滚操作。

权限说明

云原生监控插件中的node-exporter组件会监控Docker的存储磁盘空间,需要读取宿主机的/var/run/docker.sock的获取Docker的info的数据。

node-exporter运行需要以下特权:

  • cap_dac_override:读取Docker的info的数据。

安装插件

说明:

云原生监控插件当前根据数据存储配置自适应选择部署模式(3.7.1及以上版本插件支持),具体如下:

  • 原agent模式:关闭本地数据存储,且监控数据上报至AOM服务监控数据上报至第三方监控平台至少开启其中之一。
  • 原server模式:开启本地数据存储,同时支持开启监控数据上报至AOM服务监控数据上报至第三方监控平台
  1. 登录CCE控制台,单击集群名称进入集群,在左侧导航栏中选择“插件中心”,在右侧找到云原生监控插件,单击“安装”
  2. 在安装插件页面,根据需求选择“数据存储配置”,至少需要开启一项。

    • 监控数据上报至AOM服务:将普罗数据上报至 AOM 服务。开启后,可选择对应的AOM实例。采集的基础指标免费,自定义指标将由AOM服务进行收费,详情请参见价格详情。对接AOM需要用户具备一定权限,目前仅华为云/华为账号,或者在admin用户组下的用户支持此操作。
    • 监控数据上报至第三方监控平台:将普罗数据上报至第三方监控系统,需填写第三方监控系统的地址和Token,并选择是否跳过证书认证。
    • 本地数据存储:将普罗数据存储在集群中的PVC存储卷里,选择用于存储监控数据的磁盘类型和大小。存储卷不随插件卸载而删除。开启本地数据存储时,将部署全量组件,详情请参见组件说明
      说明:

      若monitoring命名空间下已存在可使用的PVC(名称为pvc-prometheus-server),将使用该存储作为存储源。

  3. 根据需求选择“规格配置”

    • 插件规格
      • 选择“系统预置规格”时,系统会根据不同的预置规格配置插件的实例数及资源配额,具体配置值请以控制台显示为准。
      • 选择“自定义规格”时,您可根据需求调整插件实例数和资源配额。实例数为1时插件不具备高可用能力,当插件实例所在节点异常时可能导致插件功能无法正常使用,请谨慎选择。
    • 普罗高可用:高可用会在集群中将Prometheus-server、Prometheus-operator、thanos-query、custom-metrics-apiserver、alertmanager、kube-state-metrics组件按多实例方式部署。
    • 采集分片数(选择非“本地数据存储”时支持设置):当Prometheus的数据量很大时,您可以通过设置该参数,将数据分片到指定数量的Prometheus实例上存储和查询。增加分片数量可以使每个分片承担的数据量更少,从而增加指标的采集吞吐上限,但也会消耗更多的资源。建议在集群规模较大时适度增加分片数量,提高采集性能,同时也需要考虑资源占用的影响,根据具体的监控场景进行权衡和调优。
    • 安装grafana:通过 grafana 可视化浏览普罗监控数据。grafana 会默认创建大小为 5 GiB 的存储卷,卸载插件时 grafana 的存储卷不随插件被删除。首次登录默认用户名与密码均为 admin,登录后会立即让您修改密码。

      3.9.0版本后,Grafana组件从云原生监控插件中移除,拆分为独立的Grafana插件,不再显示此选项。

  4. 设置插件支持的“参数配置”

    • 自定义指标采集:以服务发现的形式自动采集应用的指标。开启后需要在目标应用添加相关配置,详情请参见使用云原生监控插件监控自定义指标
    • 采集周期:设置采集时间间隔周期。
    • 数据保留期(选择“本地数据存储”时支持设置):监控数据保留的时长。
    • node-exporter监听端口:该端口使用主机网络,用于监听并暴露所在节点的指标供普罗采集;默认为9100,若与您已有应用的端口冲突,可按需修改。
    • 调度策略:可单独配置插件各个组件的节点亲和性和污点容忍能力。可以配置多个调度策略,不配置亲和节点键和容忍节点污点键则默认不开启对应的调度策略。
      • 作用范围:可选择调度策略生效的插件实例,默认对全部实例生效。当指定组件实例名称时,将覆盖全部实例所配置的调度策略。
      • 亲和节点标签键:填写节点标签键,为插件实例设置节点亲和性。
      • 亲和节点标签值:填写节点标签值,为插件实例设置节点亲和性。
      • 容忍节点污点键:目前仅支持污点键级别的污点容忍策略,组件可以调度到拥有该污点键的节点。

  5. 完成以上配置后,单击“安装”

    插件安装完成后,根据您的使用需求,可能还需进行以下操作:

    • 如需使用自定义指标创建弹性伸缩策略,请确认云原生监控插件的数据存储配置为开启本地数据存储的模式,然后参考以下步骤:
      1. 采集应用上报的自定义指标至Prometheus,详情请参见使用云原生监控插件监控自定义指标
      2. 将Prometheus采集到的自定义指标聚合到API Server,可供HPA策略使用,详情请参见使用自定义指标创建HPA策略
    • 如果您需要使用该插件为工作负载弹性伸缩提供系统资源指标(如CPU、内存使用量),请确认云原生监控插件的数据存储配置为开启本地数据存储的模式,然后开启Metric API,详情请参见通过Metrics API提供基础资源指标。配置完成后,可使用Prometheus采集系统资源指标。(该操作可能与Kubernetes Metric Server插件产生冲突,不推荐)

组件说明

安装云原生监控插件创建的Kubernetes资源,全部都创建在monitoring命名空间下。

表1 云原生监控插件的组件列表

容器组件

说明

支持的部署模式

资源类型

prometheusOperator

(负载名称:prometheus-operator)

根据自定义资源(Custom Resource Definition / CRDs)来部署和管理Prometheus Server,同时监控这些自定义资源事件的变化来做相应的处理,是整个系统的控制中心。

所有模式

Deployment

prometheus

(负载名称:prometheus-server)

Operator根据自定义资源Prometheus类型中定义的内容而部署Prometheus Server集群,这些自定义资源可以看作是用来管理Prometheus Server集群的StatefulSets资源。

所有模式

StatefulSet

alertmanager

(负载名称:alertmanager-alertmanager)

插件的告警中心,主要用于接收Prometheus发送的告警并通过去重、分组、分发等能力管理告警信息。

本地数据存储开启模式

StatefulSet

thanosSidecar

仅在高可用模式下部署。和prometheus-server运行在同一个Pod中,用于实现普罗指标数据的持久化存储。

本地数据存储开启模式

Container

thanosQuery

仅在高可用模式下部署。PromQL查询的入口,能够对来自Store或Prometheus的相同指标进行重复数据删除。

本地数据存储开启模式

Deployment

adapter

(负载名称:custom-metrics-apiserver)

将自定义指标聚合到原生的Kubernetes API Server。

本地数据存储开启模式

Deployment

kubeStateMetrics

(负载名称:kube-state-metrics)

将Prometheus的metrics数据格式转换成K8s API接口能识别的格式。kube-state-metrics组件在默认配置下,不采集K8s资源的所有labels和annotation。如需采集,请参考采集Pod所有labels和annotations进行配置。

说明:

该组件如果存在多个Pod,只会有一个Pod暴露指标。

所有模式

Deployment

nodeExporter

(负载名称:node-exporter)

每个节点上均有部署,收集Node级别的监控数据。

所有模式

DaemonSet

grafana

(负载名称:grafana)

可视化浏览普罗监控数据。grafana会默认创建大小为5 GiB的存储卷,卸载插件时grafana的存储卷不随插件被删除。

所有模式

Deployment

clusterProblemDetector

(负载名称:cluster-problem-detector)

用于监控集群异常。

本地数据存储开启模式

Deployment

通过Metrics API提供基础资源指标

说明:

仅云原生监控插件开启本地数据存储时,可通过Metrics API提供基础资源指标。

容器和节点的资源指标,如CPU、内存使用量,可通过Kubernetes的Metrics API获得。这些指标可以直接被用户访问,比如用kubectl top命令,也可以被HPA或者CustomedHPA使用,根据资源使用率使负载弹性伸缩。

插件可为Kubernetes提供Metrics API,但默认未开启,若要将其开启,需要创建以下APIService对象:

apiVersion: apiregistration.k8s.io/v1
kind: APIService
metadata:
  labels:
    app: custom-metrics-apiserver
    release: cceaddon-prometheus
  name: v1beta1.metrics.k8s.io
spec:
  group: metrics.k8s.io
  groupPriorityMinimum: 100
  insecureSkipTLSVerify: true
  service:
    name: custom-metrics-apiserver
    namespace: monitoring
    port: 443
  version: v1beta1
  versionPriority: 100

可以将该对象保存为文件,命名为metrics-apiservice.yaml,然后执行以下命令:

kubectl create -f metrics-apiservice.yaml

执行kubectl top pod -n monitoring命令,若显示如下,则表示Metrics API能正常访问:

# kubectl top pod -n monitoring
NAME                                                      CPU(cores)   MEMORY(bytes)
......
custom-metrics-apiserver-d4f556ff9-l2j2m                  38m          44Mi
......
须知:

卸载插件时,需要执行以下kubectl命令,同时删除APIService对象,否则残留的APIService资源将导致Kubernetes Metrics Server插件安装失败。

kubectl delete APIService v1beta1.metrics.k8s.io

使用自定义指标创建HPA策略

云原生监控插件为开启本地数据存储时,才能使用自定义指标HPA功能,您可在user-adapter-config配置项中配置HPA弹性策略需要的自定义指标。

须知:

使用Prometheus监控自定义指标时,应用程序需要提供监控指标接口,详情请参见Prometheus监控数据采集说明

以下案例中使用使用云原生监控插件监控自定义指标中的nginx指标(nginx_connections_accepted)作为配置示例。

  1. 登录CCE控制台,单击集群名称进入集群,在左侧导航栏中选择“配置与密钥”。
  2. 切换至“monitoring”命名空间,在“配置项”页签找到user-adapter-config配置项(或adapter-config),并单击“更新”

    图1 更新配置项

  3. “配置数据”中单击config.yaml对应的“编辑”按钮,在rules字段下添加自定义指标采集规则。修改完成后单击“确定”保存配置。

    如果您需要增加多个采集规则,可在rules字段下添加多个配置,关于采集规则配置详情请参见Metrics Discovery and Presentation Configuration

    自定义采集规则示例如下:
    rules:
    # 匹配指标名称是nginx_connections_accepted的指标,必须确认指标名称,否则HPA控制器无法获取到指标
    - seriesQuery: '{__name__=~"nginx_connections_accepted",container!="POD",namespace!="",pod!=""}'
      resources:
        # 指定Pod和命名空间资源
        overrides:
          namespace:
            resource: namespace
          pod:
            resource: pod
      name:
        #使用nginx_connections_accepted"
        matches: "nginx_connections_accepted"
        #使用nginx_connections_accepted_per_second来代表该指标,该名称即在HPA的自定义策略中的自定义指标名称
        as: "nginx_connections_accepted_per_second"
        #通过计算表达式rate(nginx_connections_accepted[2m])来代表是每秒的请求接收量
      metricsQuery: 'rate(<<.Series>>{<<.LabelMatchers>>,container!="POD"}[2m])'
    图2 修改配置数据

  4. 重新部署monitoring命名空间下的custom-metrics-apiserver工作负载。

    图3 重新部署custom-metrics-apiserver

  5. 在左侧导航栏中选择“工作负载”,找到需要创建HPA策略的工作负载单击“更多>弹性伸缩”。您可在“自定义策略”中选择上述参数创建弹性伸缩策略。

    图4 创建HPA策略

采集Pod所有labels和annotations

  1. 登录CCE控制台,单击集群名称进入集群,在左侧导航栏中选择“工作负载”
  2. 切换至“monitoring”命名空间,在“无状态负载”页签单击进入kube-state-metrics负载,选择“容器管理”页签,在右侧单击“编辑”按钮,进入“升级工作负载”页面。
  3. 在容器配置的“生命周期”中,编辑启动命令。

    图5 编辑启动命令
    采集labels时,在原有的kube-state-metrics的启动参数最后添加:
    --metric-labels-allowlist=pods=[*],nodes=[node,failure-domain.beta.kubernetes.io/zone,topology.kubernetes.io/zone]
    如需采集annotations时,则在启动参数中以相同方法添加参数:
    --metric-annotations-allowlist=pods=[*],nodes=[node,failure-domain.beta.kubernetes.io/zone,topology.kubernetes.io/zone]
    须知:

    编辑启动命令时,请勿修改其他原有的启动参数,否则可能导致组件异常。

  4. kube-state-metrics将开始采集Pod和node的labels/annotations指标,查询kube_pod_labels/kube_pod_annotations是否在普罗的采集任务中。

    kubectl get servicemonitor kube-state-metrics -nmonitoring -oyaml | grep kube_pod_labels

更多kube-state-metrics的启动参数请参见kube-state-metrics/cli-arguments

版本记录

表2 云原生监控插件版本记录

插件版本

支持的集群版本

更新特性

社区版本

3.12.0

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

v1.28

v1.29

v1.30

v1.31

  • 适配CCE v1.31集群
  • 升级Prometheus版本

2.53.2

3.11.0

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

v1.28

v1.29

v1.30

适配CCE v1.30集群

2.37.8

3.10.1

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

v1.28

v1.29

NodeExporter组件升级至1.8.0版本

2.37.8

3.10.0

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

v1.28

v1.29

支持v1.29集群

2.37.8

3.9.5

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

v1.28

  • 新增采集自定义指标的开关,默认开启
  • 移除对1.17和1.19版本集群的支持
  • Grafana从云原生监控插件中移除,拆分为独立的Grafana插件
  • 默认只采集免费指标和服务发现自定义指标
  • 升级开源组件版本

2.37.8

3.8.2

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

修复部分问题

2.35.0

3.8.1

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

v1.27

  • 支持v1.27集群
  • 优化Agent模式的资源占用并支持分片

2.35.0

3.7.3

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

-

2.35.0

3.7.2

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

支持采集Virtual-Kubelet Pod指标

2.35.0

3.7.1

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

支持PrometheusAgent模式

2.35.0

3.6.6

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

v1.25

  • Grafana版本升级至7.5.17
  • 支持containerd节点

2.35.0

3.5.1

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

-

2.35.0

3.5.0

v1.17

v1.19

v1.21

v1.23

更新至社区2.35.0版本

2.35.0

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