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Kubernetes 监控及告警方案

前言

Kubernetes 是一种可扩展的平台，可管理容器化应用程序和服务，并提供了很多有用的功能和特性。为了保证应用程序的正确运行，我们需要对其进行监控和告警。下文将详细介绍如何在 Kubernetes 中实现监控和告警。

监控方案

Kubernetes 中的监控方案通常包括以下四部分：

1. 数据采集

为了监控 Kubernetes 中的应用程序，我们需要收集有关应用程序的运行信息。为此，我们需要使用数据采集器来抓取指标数据。

Heapster: Heapster 是 Kubernetes 集群监控的官方项目。它收集节点和容器的使用情况，并提供了在 Kubernetes API 上查询这些信息的途径。可以部署 Heapster 来采集各种不同的指标数据。
Prometheus: Prometheus 是一种开源的系统监控工具，它可以监控各种类型的资源。Prometheus 与 Kubernetes 集成很好，可以通过 Kubernetes 的 Service Discovery 系统自动发现和监控部署在 Kubernetes 中的应用程序。

2. 数据存储

数据采集后，我们需要将其存储在一个可靠的地方以备后续使用。

InfluxDB: InfluxDB 是一个开源的分布式时序数据库，用于存储来自 Heapster 或 Prometheus 的指标数据。它可以扩展Kubernetes集群中的A，因为它使用了多个节点构建的集群。

3. 可视化

监控数据有了，我们需要将其展示出来。这里我们需要用到一些可视化工具。

Grafana: Grafana 是一个功能强大的、开源的度量数据可视化和监控报警平台，可以与 InfluxDB 和 Prometheus 集成，用于展示监控数据。

4. 警报

监控数据产生后，我们需要对其进行预警和告警。这样我们可以在应用程序出现故障或错误时及时发现并采取相应的行动。

Alertmanager: Alertmanager 是一个 Prometheus 的组件，可以根据 Prometheus 的指标数据生成警报。它可以根据警报的不同级别（如严重、警告等）采取不同的行动。例如，发送邮件或通过 Slack 发送警报。

告警方案

在 Kubernetes 中，我们可以使用 Kubernetes 的事件（event）概念来监控运行时事件并生成告警。Kubernetes 事件是 Kubernetes 内部组件，用于记录 Kubernetes 发生的各种事件。

Kubernetes 事件分为以下三种类型：

Warning: 它通常表示出现了某些警告级别的问题，需要及时解决。
Normal: 它通常表示出现了一些正常操作级别的事件，例如容器正常启动和关闭等。
Reap: 它通常表示某个资源（例如 pod）被删除。

接下来我们将介绍如何通过 Kubernetes 事件监控和生成告警。

监控 Kubernetes 事件

Kubernetes 提供了两种方法来监控 Kubernetes 事件：

1. 使用 kubectl 来查看 Kubernetes 事件

可以使用 kubectl 命令行工具查看 Kubernetes 事件。

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2. 使用 Prometheus Operator 监控事件

Prometheus Operator 提供了一种监控 Kubernetes 事件的方法。

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在上面的 YAML 文件中，我们定义了一个 PrometheusRule 对象，该对象定义了一个名为 kubernetes-events 的告警规则。规则表达式查询 Prometheus 中的 kube_event_count，检查这些事件的 severity、reason 等属性，并在超过规定的时间后生成相应的警报。该规则查询的事件默认从 kubernetes 的 corev1 命名空间中提取。

发送告警

当 Kubernetes 事件的状态发生变化时，例如 container 崩溃、pod 重启等，我们通常需要发送告警。

我们可以使用以下工具来发送警报:

Alertmanager
Prometheus Alertmanager Bot
PagerDuty

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在上面的 YAML 文件中，我们定义了一个 PrometheusRule 对象以监控 pod 是否进入 CrashLoopBackOff 状态。如果进入了该状态，它会在发生的1m后生成一个名为 PodCrashLooping 的警报。警报的接收者定义为发送至slack和pagerduty。如果kube_node_spec_unavailable的表达式触发，那么则会发送至 pagerduty。

结论

通过本文，我们了解了在 Kubernetes 中可以如何实现监控和告警。使用 Prometheus 和 Alertmanager 等工具，我们可以轻松地对 Kubernetes 应用程序进行监控和告警。以便及时发现和解决问题，提升我们在 Kubernetes 环境中的运维效率。

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