在 K8s 环境下，应用监控是非常重要的一个环节。Kubernetes 作为容器编排和集群管理的标准，Prometheus 和 Grafana 作为重要的监控和可视化工具，成为了各大公司和社区热门的选择。
本文将详细介绍如何使用 Prometheus+Grafana 监控 Kubernetes 下的应用，并给出示例代码。
Prometheus 简介
Prometheus 是一款开源的监控系统，它以多维数据模型和灵活的查询语言 PromQL 为基础，采用 pull 模式从目标识别器（Exporter）收集时间序列数据，可以用于监控各种类型的系统，包括容器化应用。
Prometheus 的架构
Prometheus 的架构包含以下四个组件：
- Prometheus Server：负责收集指标数据、存储和查询数据；
- Exporter：暴露目标系统的指标数据，供 Prometheus Server 采集；
- Alertmanager：负责接收来自 Prometheus Server 的告警信息，并根据预定义的规则进行处理和发送；
- Pushgateway：用于存储临时数据，推送数据到 Prometheus Server。
Prometheus 的数据模型
Prometheus 的数据模型基于多维度度量（metric），每个度量由以下三部分组成：
- Metric 名称：标识一个指标；
- Labels：提供度量的附加信息，可以用于查询和区分不同的时间序列；
- Timestamp：度量的时间戳。
Prometheus 的数据由时间序列（time series）组成，每个时间序列包含对应的度量以及时间戳。
Prometheus 的查询语言
PromQL 是 Prometheus 的查询语言，它支持以下几种类型的操作：
- 查询特定的时间序列；
- 对时间序列进行聚合计算，如平均值；
- 对时间序列进行运算，如加减乘除；
- 返回时间序列的函数结果，如时间序列的数量。
Grafana 简介
Grafana 是一款开源的数据可视化工具，它支持多种数据源，包括 Prometheus、InfluxDB、Elasticsearch 等。Grafana 通过 Dashboard、Panel、Variable 等概念来组织展示的内容，可以实现丰富的图表展示、报表输出等功能。
在 Kubernetes 下使用 Prometheus+Grafana 监控应用
在 Kubernetes 下使用 Prometheus+Grafana 监控应用可以分为以下几个步骤：
- 安装 Prometheus Operator
- 创建 Prometheus 和 ServiceMonitor
- 安装 Grafana 和 Prometheus 数据源
- 创建 Dashboard
安装 Prometheus Operator
Prometheus Operator 是一款 Kubernetes 的扩展程序，通过自定义资源（Custom Resource Definitions，CRDs）来管理 Prometheus、Alertmanager、Thanos 等组件。
安装 Prometheus Operator 可以使用 helm，具体可参考官方文档或执行以下命令：
# 添加 stable 仓库 $ helm repo add stable https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/ # 安装 Prometheus Operator $ helm install prometheus-operator stable/prometheus-operator -n monitoring
创建 Prometheus 和 ServiceMonitor
Prometheus 和 ServiceMonitor 可以通过 Kubernetes 的 YAML 配置文件来创建。Prometheus 配置文件示例如下：
-- -------------------- ---- -------
----------- ------------------------
----- ----------
---------
----- ----------
-------
---- ----------
-----
------------------- ----------
-----------------------
------------
----------------------------- -------------------
----------
---------
---- ----
------- ---
-------
---- ----
------- ---
-------------
------------
----------- ----------
---------- ---
--------- -
---------
--------------
- ---------- ----------
----- ------------
------------
--------------------
---------
----- ----------
-----
------------
- -------------
----------
---------
-------- ----ServiceMonitor 配置文件示例如下：
-- -------------------- ---- -------
----------- ------------------------
----- --------------
---------
----- -----------
-------
---- -----------
-----
---------
------------
---- ---
----------
- ----- ----其中，ServiceMonitor 的 selector 用于通过 label 匹配需要监控的应用服务，endpoints 则用于指定需要采集的数据端点。
安装 Grafana 和 Prometheus 数据源
Grafana 可以通过 helm 安装，具体可以参考官方文档或执行以下命令：
# 安装 Grafana $ helm repo add grafana https://grafana.github.io/helm-charts $ helm install grafana grafana/grafana -n grafana --set persistence.enabled=true,persistence.size=10Gi # 安装 Prometheus 数据源插件 $ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/grafana/grafana-plugin-repository/main/repo/stable.yaml $ helm upgrade -i grafana --set "plugins.enableAlpha=true" grafana/grafana $ grafana-cli plugins install grafana-piechart-panel
安装完成后，可以访问 http://Grafana_IP:3000 进行登录和配置。
创建 Dashboard
创建 Dashboard 可以直接在 Grafana 中进行，也可以使用 JSON 配置文件导入。
以下是一个简单的 JSON 配置文件示例：
-- -------------------- ---- -------
-
-------------- -
------- -
-
------- ---------
------------- --- ------- ----
--------- -----
------------ ----------
-------- ------------------------------------------- -------------
------- -----
-
-
--
----------- -----
--------- -----
--------------- --
----- -----
-------- ---
--------- -
-
------------- -------------
-------------- -
----------- -
--------- -
------ ----
------- -------
--
------- --------
------------- -
------- -----------
-------- -
-
-------- --------
-------- ----
--
-
-------- ------
-------- --
-
-
-
--
------------ --
--
---------- -
---- --
---- --
---- --
---- -
--
----- --
---------- -
---------------------- ------
----------------------- ----
--
---------------- --------
---------- -
-
------- ----------------------------------------------------------------------
--------------- --------
-
--
----------- -----
------------ -----
-------- ------- ------
-
--
---------------- ---
-------- --------
------- ---
------------- -
------- --
--
------- -
------- ----------
----- -----
--
------------- ---
----------- ---
-------- ---- ------------
------ ------------
---------- -
-以上示例配置文件中展示了一个指标 kube_pod_container_resource_requests_memory_bytes 的值，并通过阈值告警策略设置了告警规则。
更多配置和指标的展示方式可以参考官方文档和 Grafana 社区。
总结
本文通过介绍 Prometheus 和 Grafana 监控工具的基本概念和 Kubernetes 下应用监控的实现步骤，详细阐述了 Prometheus+Grafana 监控的相关技术要点，并给出了示例代码和配置文件。
相信本文对于需要实现 Kubernetes 下应用监控的开发者和运维人员具有一定的参考性和指导意义。
来源：JavaScript中文网 ，转载请注明来源 https://www.javascriptcn.com/post/652e16c07d4982a6ebf26aee