Kubernetes 集群中 CPU 和内存使用率的监控和告警

面试官：小伙子，你的代码为什么这么丝滑？

前言

Kubernetes 是一个较为流行的容器编排系统，在企业中被广泛使用。在 Kubernetes 集群中，监控和告警是必不可少的一部分，充分利用 Kubernetes 中的监控和告警系统，可以帮助开发者快速发现问题并及时修复。

本文将详细介绍在 Kubernetes 集群中如何监控和告警 CPU 和内存使用率，并提供一些示例代码，帮助读者深入了解并实践相关操作。

监控和告警 CPU 和内存使用率

监控

在 Kubernetes 集群中，监控 CPU 和内存使用率可以通过一些工具实现。下面我们将介绍 Prometheus + Grafana 方案来监控 Kubernetes 集群中的 CPU 和内存使用率。

Prometheus

Prometheus 是一个开源的监控系统，它具有高度的可扩展性和灵活性，支持多种数据类型的监控，比如 CPU、内存、磁盘等。在 Kubernetes 中，Prometheus 通过两种方式进行监控：

  • Metrics Server：Metrics Server 提供了 Kubernetes 中的一些核心指标数据，比如 CPU 使用率、内存使用率等。可以通过 Metrics Server 向 Prometheus 暴露这些数据。

  • Node Exporter：Node Exporter 可以暴露节点的系统指标数据，比如 CPU 使用率、内存使用率、磁盘使用率等。可以通过 Node Exporter 向 Prometheus 暴露这些数据。

Grafana

Grafana 是一个开源的数据可视化和监控平台。它提供了丰富的图表和面板，并且可以与多种数据源集成，其中包括 Prometheus。

使用 Grafana 可以轻松创建自定义的仪表盘，从而监控 Kubernetes 集群中的 CPU 和内存使用率。

告警

在 Kubernetes 集群中，告警可以通过 Prometheus Alertmanager 实现。Alertmanager 可以根据 Prometheus 的监控指标数据，对某些指标定义告警规则，当某些告警规则被触发时，Alertmanager 将通过电子邮件、Slack 或 PagerDuty 等形式发送告警通知。

安装和配置 Prometheus + Grafana + Alertmanager

下面我们将介绍如何安装和配置 Prometheus + Grafana + Alertmanager，以实现对 Kubernetes 集群中 CPU 和内存使用率的监控和告警。

在 Kubernetes 集群中安装 Prometheus + Grafana + Alertmanager 需要 Kubernetes 聚合层的支持，聚合层是 Kubernetes 的一个组件，它可以将多个 API 服务器的 RESTful API 合并成一个 API 服务器，从而实现 API 的统一访问。

以下是在 Kubernetes 集群中安装 Prometheus + Grafana + Alertmanager 的步骤：

  1. 安装可扩展的监控系统 Helm Chart：
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  1. 创建 Kubernetes Secret，以存储 Alertmanager 发送告警通知时的电子邮件、Slack 或 PagerDuty 等凭据信息：
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  1. 部署一个 Alertmanager 配置文件，定义告警规则：
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  1. 部署 Prometheus + Grafana + Alertmanager：
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  1. 创建 Kubernetes 配置文件 prometheus-server-conf：
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  1. 创建 Kubernetes 配置文件 grafana-datasources：
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示例代码

下面我们介绍如何在 Grafana 中创建一个仪表盘，用于监控 Kubernetes 集群中的 CPU 和内存使用率，并实现告警功能。

  1. 打开 Grafana，并登录到您的帐户。在您的仪表板页面中，单击“新建仪表板”。

  2. 在“新建仪表板”页面中，单击“添加查询”，并选择要监控的 Kubernetes 集群。在此示例中，我们选择“kubelet”服务。

  3. 输入以下 PromQL 来监控 CPU 使用率：

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  1. 输入以下 PromQL 来监控内存使用率：
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  1. 单击“添加查询”后，在右上角单击“保存仪表板”。

  2. 在“新建仪表板”页面中，单击“添加告警通知”，并选择 Alertmanager 作为通知方式。

  3. 创建告警规则，定义告警阈值和告警通知方式。

  4. 单击“保存仪表板”，并在“新建仪表板”页面中，单击右上角的“保存”。

现在您已经成功地创建了一个仪表盘，并实现了监控和告警功能。

总结

本文介绍了在 Kubernetes 集群中如何监控和告警 CPU 和内存使用率。通过使用 Prometheus + Grafana + Alertmanager 方案，开发者可以监控 Kubernetes 集群中的关键指标，并及时发现问题以及采取相应的措施。此外，本文还提供了示例代码，帮助读者深入了解相关操作，并实践相关知识。

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