prometheus监控k8s集群

缺乏、安全感 2023-10-12 15:39 22阅读 0赞

1、Prometheus客户端各菜单栏使用用法

> Prometheus提供了一个Web UI，在UI中有许多有用的菜单项，帮助用户可以更好的掌握指标数据，这些菜单项中最为常用的是Alerts、Graph、Status选项，下面就详细阐述一下这几个菜单栏和Status菜单栏下的一些子菜单。
> 
> Alerts菜单栏
> 
> Alerts菜单栏用于查看当前启用的警报规则及其状态。如果Prometheus在警报模式下运行，那么该菜单栏将包含当前触发的警报以及其状态，例如，当前是否被解除、最近一次解除时间是什么等。  
> 用户可以在此菜单下查看所有警报的详细信息，包括警报名称、触发规则、严重性级别等等。用户还可以通过单击右侧的图标以查看特定警报，包括警报状态、最新警报时间和相关指标等信息。
> 
> Graph菜单栏
> 
> Graph菜单栏用于绘制时间序列数据的图表。它允许用户执行各种操作，以查看并分析收集到的指标数据。用户可以选择特定的指标进行图表绘制，也可以进行筛选和子采样，以更好地了解数据趋势。  
> Graph菜单提供了多个选项，可以配置高亮显示的周期、时间区域、数据聚合等以图表的形式更清晰地呈现所需的数据。
> 
> Status菜单栏
> 
> Status菜单栏用于显示系统的运行状态以及其他相关信息，包括PromQL执行器的阻塞警告、存储层的状态和配置、目标的状态、警报管理器等。  
> 在Status菜单下有多个子菜单：  
> 3.1 Runtime & Build Information  
> Runtime & Build Information菜单用于显示当前Prometheus实例的版本、构建时间戳、Go程序版本以及运行时资源消耗情况等信息。它还提供了各种有用的性能指标，例如运行时内存使用情况、打开的文件描述符数量等。这些指标可用于确定Prometheus的运行状态并帮助诊断故障。  
> 3.2 Command-Line Flags  
> Command-Line Flags菜单用于显示启动Prometheus实例时传递给命令行的标志和参数列表。  
> 3.3 Configuration  
> Configuration菜单用于显示Prometheus实例的配置文件，包括监听地址、抓取目标列表等配置项。用户可以在此处查看Prometheus配置文件的具体内容，也可以编辑和保存配置文件。  
> 3.4 Rules  
> Rules菜单用于管理Prometheus实例中的警报规则。在这里，用户可以查看当前启用的规则以及规则的状态，添加、编辑和删除规则，并测试规则以确保其有效性。  
> 3.5 Targets  
> Targets菜单用于查看Prometheus实例所监控的抓取目标状态。在这里，用户可以查看目标的标签列表、最近访问时间、最近抓取时间等信息，并可以测试目标以确保其有效性。  
> 3.6 Service discovery  
> Service discovery菜单用于管理Prometheus实例的服务发现配置。在这里，用户可以配置Prometheus实例使用哪种服务发现机制来自动发现和管理抓取目标。Prometheus支持多种服务发现机制，包括Consul、Kubernetes、Zookeeper等。  
> 综上所述，Prometheus Web UI提供了非常方便的操作界面，各个菜单项的使用也非常简单直观。管理员可以通过它更好地了解Prometheus运行状态，同时也可以根据实际需要对指标数据进行分析和管理。

2、Kubernetes 集群中运行一组 Prometheus 组件的运行状态信息解析

[root@node02 ~]# kubectl -n bm-system get pods |grep prometheus
    prometheus-alertmanager-6458485dfd-2mlbz         2/2     Running   0          30d
    prometheus-kube-state-metrics-69c5cb5fc5-v467d   1/1     Running   0          30d
    prometheus-node-exporter-f2zsg                   1/1     Running   8          336d
    prometheus-node-exporter-r6kpq                   1/1     Running   10         336d
    prometheus-node-exporter-v4vxc                   1/1     Running   10         336d
    prometheus-server-844dffcfb4-h6wsr               2/2     Running   3          30d

> 这是 Kubernetes 集群中运行的一组 Prometheus 组件的运行状态信息，它展示了实例名称、期望副本数、运行的副本数、最近的重启时间以及已经运行时间。  
> 具体解释如下：
> 
> prometheus-alertmanager-59cd968668-wh77n: Alertmanager 组件的实例名称。  
> 2/2: 期望的副本数和运行的副本数，都为2，表示已经部署了2个副本并且都处于运行状态。  
> Running: 容器状态，表示该组件正在运行中。  
> 4 (4d19h ago): 重启计数器和最近一次重启时间，这里表示该组件已经重启了4次，最近一次重启是在4天19个小时前。  
> 54d: 该组件运行的总时间，这里表示已经运行了54天。
> 
> 同样的解释适用于其他的 Prometheus 组件：
> 
> prometheus-kube-state-metrics-786777876f-rdprh: kube-state-metrics 组件的实例名称。  
> prometheus-node-exporter-csmkt: node-exporter 组件的实例名称。  
> prometheus-server-7799b846dd-9n6kq: Prometheus Server 组件的实例名称。
> 
> 总体来说，这些信息可以让管理员更好地了解 Prometheus 组件运行状态，帮助他们快速发现问题并采取必要的措施来解决它们。
> 
> 上述的六个 Pod 都是 Prometheus 监控系统的组件，每个 Pod 的作用如下：
> 
> prometheus-alertmanager-59cd968668-wh77n: 这个 Pod 中运行了 Alertmanager 组件，用于处理和发送告警通知。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-alertmanager-59cd968668-wh77n sh
> 
>   
> prometheus-kube-state-metrics-786777876f-rdprh: 该 Pod 中运行了 kube-state-metrics 组件，它通过查询 Kubernetes API 获取集群中各种资源的监控指标。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-kube-state-metrics-786777876f-rdprh sh
> 
>   
> prometheus-node-exporter-csmkt: 该 Pod 中运行了 node-exporter 组件，用于收集集群中各个节点的硬件和操作系统指标。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-node-exporter-csmkt sh
> 
>   
> prometheus-node-exporter-ddpn7: 该 Pod 中也运行了 node-exporter 组件，与上一个 Pod 的作用相同，但是它是另外一个节点上的实例。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-node-exporter-ddpn7 sh
> 
>   
> prometheus-node-exporter-mrg2g: 该 Pod 中同样运行了 node-exporter 组件，这是第三个节点上的实例。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-node-exporter-mrg2g sh
> 
>   
> prometheus-server-7799b846dd-9n6kq: 这个 Pod 中运行了 Prometheus Server 组件，它通过收集各个组件产生的指标数据，并进行聚合和存储，提供用户友好的界面和 API 供用户查询和使用。  
> 要进入该 Pod 中的容器并执行命令，可以使用以下命令：
> 
> kubectl exec -it prometheus-server-7799b846dd-9n6kq sh

3、利用 Prometheus 的 alerting 功能处理cpu使用率超过某一阈值这类告警

> 具体步骤如下：
> 
> 1、首先，需要在 Prometheus Server 中定义一个告警规则，这个规则会定期检查云主机的 CPU 使用率是否超过阈值，如果超过则触发告警。可以使用 Prometheus 的规则文件来定义告警规则，例如新建一个名为 cpu-usage.rules 的规则文件，具体内容如下：
> 
>     groups:
>       - name: cpu-usage
>         rules:
>           - alert: HighCPUUsage
>             expr: sum(rate(node_cpu{mode="idle"}[5m])) by (instance) < 0.2 # 20% threshold
>             for: 5m
>             labels:
>               severity: warning
>             annotations:
>               summary: "High CPU usage (instance {
>         { $labels.instance }})"
>               description: "The instance {
>         { $labels.instance }} has high CPU usage, current value is {
>         { $value }}"
> 
> 2、把定义好的告警规则文件加载到 Prometheus Server 中。假设告警规则文件保存在 /etc/prometheus/rules 目录下，可以通过将该目录挂载到 prometheus-server 容器中，并在 Prometheus 配置文件中添加 rule\_files 选项来加载告警规则文件，例如：
> 
>     ...
>     rule_files:
>       - /etc/prometheus/rules/*.rules
>     ...
> 
> 3、在 Alertmanager 中配置告警通知方式。Alertmanager 是一个与 Prometheus 集成的组件，负责接收 Prometheus 生成的告警通知，并发送给接收方进行处理。可以在 Alertmanager 的配置文件中定义告警通知方式，例如新建一个名为 alertmanager.yml 的配置文件，具体内容如下：
> 
>     route:
>       receiver: 'slack-notifications'
>     
>     receivers:
>     - name: 'slack-notifications'
>       slack_configs:
>       - api_url: 'https://hooks.slack.com/services/[webhook-url]'
>         channel: '#alerts'
>         text: '{
>         { template "slack.my.alert.text" . }}'
>         title: '{
>         { template "slack.my.alert.title" . }}'
> 
> 上述配置文件中，定义了将告警通知发送到 Slack，通过 webhook-url 可以获取到对应的 Webhook URL。
> 
> 4、把定义好的 Alertmanager 配置文件加载到 Alertmanager 中。假设 Alertmanager 配置文件保存在 /etc/alertmanager 目录下，可以通过将该目录挂载到 alertmanager 容器中，在 kubernetes 中创建一个alertmanager deployment 和 service。deployment.yaml文件内容如下：
> 
>     apiVersion: apps/v1
>     kind: Deployment
>     metadata:
>       name: alertmanager
>     spec:
>       replicas: 1 # 副本数
>       selector:
>         matchLabels:
>           app: alertmanager
>       template:
>         metadata:
>           labels:
>             app: alertmanager
>         spec:
>           containers:
>           - name: alertmanager
>             image: prom/alertmanager:v0.23.0
>             args:
>               - --config.file=/etc/alertmanager/alertmanager.yml
>               - --storage.path=/alertmanager
>             ports:
>             - containerPort: 9093
>             volumeMounts:
>             - name: alertmanager-config-volume
>               mountPath: /etc/alertmanager
>             - name: alertmanager-storage-volume
>               mountPath: /alertmanager
>           volumes:
>           - name: alertmanager-config-volume
>             configMap:
>               name: alertmanager-config
>           - name: alertmanager-storage-volume
>             emptyDir: {}
>     
>     service.yaml文件内容如下:
>     apiVersion: v1
>     kind: Service
>     metadata:
>       labels:
>         app: alertmanager
>       name: alertmanager
>     spec:
>       ports:
>       - name: web
>         port: 9093
>         targetPort: 9093
>       selector:
>         app: alertmanager
> 
> 5、通过 Prometheus 和 Alertmanager 提供的 Web UI 确认是否正确配置了告警规则和接收方。在 Prometheus Web UI 中，可以查看所有的规则和目前是否有告警触发。在 Alertmanager Web UI 中，可以查看当前所有的告警分组、状态和接收方信息。  
> 6、针对 CPU 使用率超过阈值的告警，Alertmanager 会根据事先定义好的告警通知方式将通知发送到对应的接收方（例如 Slack）进行处理，管理员可以根据通知中提供的信息采取相应的操作来缓解 CPU 使用率超过阈值的问题。

4、手动触发告警测试

> 可以尝试通过压力测试等方式模拟使其中一台云主机的 CPU 使用率达到超过阈值的情况，从而触发该告警规则。下面是一个简单的方法：
> 
> 1、首先需要确定要测试的云主机的 IP 地址。可以通过 Prometheus 中的查询语句来获取所有被监控的节点 IP，例如查询 node exporter 的 IP 地址：
> 
>     query: up{job="nodeexporter"}
> 
> 2、选择其中一台云主机，可以登录到该云主机上，使用压力测试工具对 CPU 进行压力测试，例如使用 stress 工具：
> 
>     sudo apt-get update
>     sudo apt-get install stress
>     stress --cpu 4 --timeout 180
> 
> 上述命令将会开启一个占用 4 个 CPU 核心，并持续运行 180 秒的 stress 进程，从而模拟 CPU 使用率高的情况。
> 
> 3、在压力测试过程中，请及时观察 Prometheus Web UI 和 Alertmanager Web UI 中告警的状态，并确认是否触发了对应的告警。若触发了告警，将会按照事先定义好的告警通知方式发送告警信息。
> 
> 注意，测试时需要谨慎，最好不要对生产环境中正在运行的云主机进行测试，而是选择一个测试环境或者空闲的开发环境进行测试。
> 
> 另外，如果在没有网络无法安装stress工具情况下，可以使用系统自带的工具来进行 CPU 压力测试，方法如下：
> 
> 1、使用 dd 命令：dd 命令可以通过写入文件来测试 CPU 的性能。可以使用以下命令来测试：
> 
>     dd if=/dev/zero of=/dev/null
> 
> 这个命令会从 /dev/zero 读取数据，并将其写入到 /dev/null 中。这个命令的目的是测试 CPU 的性能，因为数据不会被写入硬盘。
> 
> 2、使用 cat 命令：和上面类似，可以使用以下命令：
> 
>       cat /dev/zero > /dev/null
> 
> 这个命令也会向 /dev/null 中写入数据并且不会写入硬盘。
> 
> 3、使用 sysbench 命令：如果你的系统上已经安装了 sysbench 工具，则可以使用以下命令来进行测试：
> 
>      sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
> 
> 这个命令会使用一个质数算法来进行 CPU 压力测试。如果你的系统上没有安装 sysbench，可以使用包管理器进行安装。
> 
> 4、使用 dd 和 pipeviewer 命令：如果你想要同时测试 CPU 和磁盘性能，可以使用以下命令：
> 
>        dd if=/dev/zero bs=1M count=10000 | pv | dd of=/dev/null
> 
> 这个命令会从 /dev/zero 读取 10GB 的数据，并通过 pipeviewer 工具来输出进度信息。数据会被写入 /dev/null 中，因此不会占用硬盘空间。  
> 这些是在没有网络无法安装 stress 工具的情况下进行 CPU 压力测试的一些方法。可以根据具体情况选择适合的方法。

5、Prometheus抓取不到监控指标的值

> Prometheus抓取不到监控指标的值可能有以下原因：
> 
> 1、监控目标配置错误：在 Prometheus 中，抓取监控指标需要配置目标。如果目标未正确配置，则 Prometheus 将无法抓取指标。例如，如果目标的 IP 地址或端口号错误，或者目标上的监控代理未正确配置，则 Prometheus 将无法抓取指标。  
> 2、监控指标不存在或名称错误：当 Prometheus 抓取监控指标时，需要指定一个正确的指标名称。如果指标名称不存在或指标名称错误，则 Prometheus 将无法抓取指标，从而导致抓取不到监控指标的值。  
> 3、抓取规则配置错误：在 Prometheus 中，可以使用抓取规则调整抓取目标的行为。如果抓取规则未正确配置，则可能会导致 Prometheus 抓取不到监控指标的值。例如，如果抓取规则中的抓取目标与实际监控目标不匹配，则会导致抓取不到指标。  
> 4、通信问题：如果监控目标和 Prometheus 之间存在网络通信问题，则可能会导致 Prometheus 抓取不到监控指标的值。例如，如果目标防火墙阻止了来自 Prometheus 的连接或阻止了指定的端口，则可能会导致抓取不到监控指标。还可能是因为网络延迟或其它网络故障。  
> 5、抓取频率设置不当：在 Prometheus 抓取监控指标的过程中，需要设置合适的抓取频率。如果抓取频率设置太低，则可能会导致 Prometheus 无法及时抓取监控指标。但是如果抓取频率设置太高，则可能会导致由于高网络流量或过多的指标而导致抓取失败。
> 
> 总之，如果 Prometheus 无法抓取监控指标的值，则需要逐一排查上述问题，并解决导致问题的根本原因，以确保 Prometheus 正确抓取监控指标的值。

6、Prometheus客户端的targets中vm-instance中有些endpoint状态为up有些为down

> 在Prometheus监控系统中，各个被监控的目标可以是一个或多个Endpoint。如果在Target子菜单中，所有Endpoint都被标记为down状态，这说明Prometheus无法从这些Endpoint获取任何指标数据，即这些目标无法被Prometheus监控。  
> 由于监控数据的缺失，这可能会对监控数据产生一些负面影响，例如：
> 
> 1、无法监控到Endpoint的性能指标，例如请求响应时间、请求吞吐量等，从而无法提供准确的指标数据。  
> 2、在Prometheus服务器收集监控数据时，会有很多请求超时和错误，这可能会产生大量的日志记录，从而在服务器上消耗过多的内存和CPU资源，这可能会导致Prometheus服务器的压力增加。  
> 3、由于无法从Endpoint收集数据，可能会影响Prometheus的警报功能，因为警报规则通常基于监控数据进行设置。

7、什么时候虚拟机的监控状态为up或者down

> 在Prometheus监控的Kubernetes集群中，每个虚拟机的状态取决于它是否运行了Prometheus的node-exporter服务，并且Kubernetes的监控指标接口（kubelet指标接口）是否正常运行。  
> node-exporter是用于收集虚拟机上的node级别指标数据的Prometheus exporter，例如内存使用情况、CPU使用率等指标。它会将这些指标数据暴露为HTTP接口，以便被Prometheus服务器进行数据抓取和分析。因此，如果虚拟机上运行了node-exporter，并且该Exporter服务的HTTP接口处于可访问状态，则Prometheus可以访问到该虚拟机的指标数据，该虚拟机的endpoint状态就会被设置为up。  
> Kubernetes的监控指标接口也是类似的。kubelet是一个运行在Kubernetes节点上的系统进程，负责管理该节点上的容器和Pod等资源。kubelet会将节点的运行状态暴露为HTTP接口，供Prometheus进行数据抓取。如果该接口处于正常运行状态，则Prometheus可以访问到该节点的指标数据，该节点的endpoint状态就会被设置为up。  
> 因此，如果创建的虚拟机没有正常运行node-exporter或kubelet指标接口，则Prometheus无法访问到该节点的指标数据，该节点的endpoint状态就会被设置为down。