Kubernetes 中安装 Prometheus 和 Grafana 监控方案

在 Kubernetes 集群中，为了保证系统稳定性和性能，我们经常需要对集群进行监控。而 Prometheus 和 Grafana 是常用的监控方案，本文将介绍如何在 Kubernetes 中安装和配置 Prometheus 和 Grafana。

Prometheus

安装 Prometheus

1. 创建一个 Prometheus 的命名空间：

$ kubectl create namespace prometheus

1. 创建一个 Prometheus 的配置文件 prometheus-config.yaml：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-config
  namespace: prometheus
data:
  prometheus.yml: |-
    global:
      scrape_interval: 15s
    scrape_configs:
      - job_name: 'prometheus'
        static_configs:
          - targets: ['localhost:9090']
      - job_name: 'kubernetes-apiservers'
        kubernetes_sd_configs:
          - role: endpoints
            namespaces:
              names:
                - kube-system
            port: 443
            scheme: https
        bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
        tls_config:
          ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
          insecure_skip_verify: true
        relabel_configs:
          - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
            separator: ;
            regex: default;kubernetes;https
            replacement: $1
            target_label: kubernetes_namespace
          - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
            separator: ;
            regex: default;kubernetes;https
            replacement: $2
            target_label: kubernetes_name
          - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
            separator: ;
            regex: default;kubernetes;https
            replacement: $3
            target_label: kubernetes_port_name
          - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_address]
            separator: ;
            regex: (.+);(.+)
            target_label: kubernetes_address
            replacement: $1
          - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_address]
            separator: ;
            regex: (.+);(.+)
            target_label: kubernetes_port
            replacement: $2

1. 创建一个 Prometheus 的 Deployment：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prometheus
  namespace: prometheus
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prometheus
    spec:
      containers:
        - name: prometheus
          image: prom/prometheus:v2.22.0
          args:
            - '--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
            - '--storage.tsdb.path=/prometheus'
          ports:
            - containerPort: 9090
              name: http
          volumeMounts:
            - name: prometheus-config
              mountPath: /etc/prometheus
              readOnly: true
            - name: prometheus-storage
              mountPath: /prometheus
      volumes:
        - name: prometheus-config
          configMap:
            name: prometheus-config
        - name: prometheus-storage
          emptyDir: {}

1. 创建一个 Prometheus 的 Service：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: prometheus
  namespace: prometheus
spec:
  selector:
    app: prometheus
  ports:
    - name: http
      port: 9090
      targetPort: http

1. 应用配置：

$ kubectl apply -f prometheus-config.yaml
$ kubectl apply -f prometheus-deployment.yaml
$ kubectl apply -f prometheus-service.yaml

配置 Prometheus

在 Prometheus 中，我们需要配置一些监控规则和告警规则。这里我们以监控 Kubernetes API Server 为例。

1. 创建一个 kube-apiserver.rules 文件，定义监控规则：

// javascriptcn.com 代码示例
$ cat <<EOF > kube-apiserver.rules
groups:
- name: kubernetes-apiserver.rules
  rules:
  - alert: KubeAPIErrorsHigh
    expr: rate(kubernetesapiserver_request_count{code="500"}[5m]) > 10
    for: 1m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "High error rate on Kube API Server"
      description: "The Kube API Server has a high error rate ({{ $value }} errors / 5 minutes)."
EOF

1. 创建一个 ConfigMap，将规则文件注入 Prometheus 中：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-rules
  namespace: prometheus
data:
  kube-apiserver.rules: |-
    # Contents of kube-apiserver.rules

1. 在 Prometheus 的配置文件中，添加规则文件：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-config
  namespace: prometheus
data:
  prometheus.yml: |-
    # Contents of prometheus.yml
    rule_files:
      - /etc/prometheus/rules/*.rules

1. 应用配置：

$ kubectl apply -f prometheus-rules.yaml
$ kubectl apply -f prometheus-config.yaml

Grafana

安装 Grafana

1. 创建一个 Grafana 的命名空间：

$ kubectl create namespace grafana

1. 创建一个 Grafana 的 Deployment：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grafana
  namespace: grafana
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: grafana
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grafana
    spec:
      containers:
        - name: grafana
          image: grafana/grafana:7.3.7
          ports:
            - containerPort: 3000
              name: http
          volumeMounts:
            - name: grafana-storage
              mountPath: /var/lib/grafana
      volumes:
        - name: grafana-storage
          emptyDir: {}

1. 创建一个 Grafana 的 Service：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: grafana
  namespace: grafana
spec:
  selector:
    app: grafana
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: http

1. 应用配置：

$ kubectl apply -f grafana-deployment.yaml
$ kubectl apply -f grafana-service.yaml

配置 Grafana

1. 打开 Grafana 界面，登录后进入首页，点击左侧菜单的“Configuration”->“Data Sources”，点击“Add data source”按钮，选择“Prometheus”作为数据源类型，填入 Prometheus 的服务地址：

1. 点击“Save & Test”按钮测试连接是否成功。

2. 点击左侧菜单的“Create”->“Dashboard”，创建一个新的 Dashboard。

3. 点击“Add panel”按钮，选择“Graph”类型的面板，填入 Prometheus 的查询语句：

1. 点击“Save”按钮保存 Dashboard。

总结

本文介绍了如何在 Kubernetes 中安装和配置 Prometheus 和 Grafana 监控方案，包括 Prometheus 的安装和配置、Grafana 的安装和配置以及如何创建一个监控 Dashboard。通过本文的学习，读者可以学会如何在 Kubernetes 中进行监控，并且可以根据自己的需求对监控方案进行定制化。

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