Kubernetes+Prometheus+Grafana部署
一、基础概念
1.1 基础概念
Kubernetes(通常写成“k8s”)Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统。其设计目标是在主机集群之间提供一个能够自动化部署、可拓展、应用容器可运营的平台。Kubernetes通常结合docker容器工具工作,并且整合多个运行着docker容器的主机集群,Kubernetes不仅仅支持Docker,还支持Rocket,这是另一种容器技术。
** 功能特性:**
自动化容器部署与复制
随时扩展或收缩容器规模
组织容器成组,提供容器间的负载均衡
快速更新及回滚容器版本
提供弹性伸缩,如果某个容器失效就进行替换
1.2 架构图
1.3 组件
1.3.1 Master
Master节点上面主要由四个模块组成:APIServer、scheduler、controller manager、etcd
- APIServer:APIServer负责对外提供RESTful的Kubernetes API服务,它是系统管理指令的统一入口,任何对资源进行增删改查的操作都要交给APIServer处理后再提交给etcd。如架构图中所示,kubectl(Kubernetes提供的客户端工具,该工具内部就是对Kubernetes API的调用)是直接和APIServer交互的。
- schedule:scheduler的职责很明确,就是负责调度pod到合适的Node上。如果把scheduler看成一个黑匣子,那么它的输入是pod和由多个Node组成的列表,输出是Pod和一个Node的绑定,即将这个pod部署到这个Node上。Kubernetes目前提供了调度算法,但是同样也保留了接口,用户可以根据自己的需求定义自己的调度算法。
- controller manager:如果说APIServer做的是“前台”的工作的话,那controller manager就是负责“后台”的。每个资源一般都对应有一个控制器,而controller manager就是负责管理这些控制器的。比如我们通过APIServer创建一个pod,当这个pod创建成功后,APIServer的任务就算完成了。而后面保证Pod的状态始终和我们预期的一样的重任就由controller manager去保证了。
- etcd:etcd是一个高可用的键值存储系统,Kubernetes使用它来存储各个资源的状态,从而实现了Restful的API。
1.3.2 Node
每个Node节点主要由三个模块组成:kubelet、kube-proxy、runtime。
runtime。runtime指的是容器运行环境,目前Kubernetes支持docker和rkt两种容器。
- kube-proxy:该模块实现了Kubernetes中的服务发现和反向代理功能。反向代理方面:kube-proxy支持TCP和UDP连接转发,默认基于Round Robin算法将客户端流量转发到与service对应的一组后端pod。服务发现方面,kube-proxy使用etcd的watch机制,监控集群中service和endpoint对象数据的动态变化,并且维护一个service到endpoint的映射关系,从而保证了后端pod的IP变化不会对访问者造成影响。另外kube-proxy还支持session affinity。
- kubelet:Kubelet是Master在每个Node节点上面的agent,是Node节点上面最重要的模块,它负责维护和管理该Node上面的所有容器,但是如果容器不是通过Kubernetes创建的,它并不会管理。本质上,它负责使Pod得运行状态与期望的状态一致。
1.3.3 Pod
- Pod是k8s进行资源调度的最小单位,每个Pod中运行着一个或多个密切相关的业务容器,这些业务容器共享这个Pause容器的IP和Volume,我们以这个不易死亡的Pause容器作为Pod的根容器,以它的状态表示整个容器组的状态。一个Pod一旦被创建就会放到Etcd中存储,然后由Master调度到一个Node绑定,由这个Node上的Kubelet进行实例化。
- 每个Pod会被分配一个单独的Pod IP,Pod IP + ContainerPort 组成了一个Endpoint。
1.3.4 Service
- Service其功能使应用暴露,Pods 是有生命周期的,也有独立的 IP 地址,随着 Pods 的创建与销毁,一个必不可少的工作就是保证各个应用能够感知这种变化。这就要提到 Service 了,Service 是 YAML 或 JSON 定义的由 Pods 通过某种策略的逻辑组合。更重要的是,Pods 的独立 IP 需要通过 Service 暴露到网络中。
二、安装部署
2.1 kubernetes安装部署
安装有较多方式,在此使用二进制安装和利用kubadm进行安装部署
2.1.1 二进制安装部署k8s
环境介绍
| 名称 | 主机名称 | IP地址 |安装软件包|系统版本
| -------- | -------- | -------- |
| kubernets server | master | 172.16.0.67 |etcd,kube-apiserver,kube-controller-manager,kube-scheduler|CentOS7.3 64位
| kubernets node1 | node01 | 172.16.0.66 |kubelet,kube-proxy,docker|CentOS7.3 64位
| kubernets node1 | node02 | 172.16.0.68 |kubelet,kube-proxy,docker|CentOS7.3 64位
软件版本
kubenets网址
https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG-1.8.md#v183
server端二进制文件
https://dl.k8s.io/v1.8.13/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
node端二进制文件
https://dl.k8s.io/v1.8.13/kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz
防火墙配置
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
systemctl mask firewalld
主机名修改,添加hosts解析
2.1.1.1 服务端安装配置
master服务器安装etcd
yum install etcd -y
配置etcd,并启动服务器配置开机自启动
下载软件包,创建目录拷贝文件
cd /tmp && wget -c https://dl.k8s.io/v1.8.13/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz tar -zxf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg} mv kubernetes/server/bin/{kube-apiserver,kube-scheduler,kube-controller-manager,kubectl} /opt/kubernetes/bin
创建apiserver配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver<<EOF KUBE_LOGTOSTDERR='--logtostderr=true' KUBE_LOG_LEVEL="--v=4" KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd-servers=http://172.16.0.67:2379" KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0" KUBE_API_PORT="--insecure-port=8080" KUBE_ADVERTISE_ADDR="--advertise-address=172.16.0.67" KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false" KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--service-cluster-ip-range=10.10.10.0/24" EOF
创建apiserver服务文件
cat >/lib/systemd/system/kube-apiserver.service<<EOF [Unit] Description=Kubernetes API Server Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver #ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver ${KUBE_APISERVER_OPTS} ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-apiserver \ \${KUBE_LOGTOSTDERR} \ \${KUBE_LOG_LEVEL} \ \${KUBE_ETCD_SERVERS} \ \${KUBE_API_ADDRESS} \ \${KUBE_API_PORT} \ \${KUBE_ADVERTISE_ADDR} \ \${KUBE_ALLOW_PRIV} \ \${KUBE_SERVICE_ADDRESSES} Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
启动服务设置开机自启动
systemctl daemon-reload systemctl enable kube-apiserver systemctl start kube-apiserver
配置scheduler
cat >/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler <<EOF KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" KUBE_LOG_LEVEL="--v=4" KUBE_MASTER="--master=172.16.0.67:8080" KUBE_LEADER_ELECT="--leader-elect" EOF
创建服务器启动文件
cat>/lib/systemd/system/kube-scheduler.service<<EOF [Unit] Description=Kubernetes Scheduler Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-scheduler ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-scheduler \ \${KUBE_LOGTOSTDERR} \ \${KUBE_LOG_LEVEL} \ \${KUBE_MASTER} \ \${KUBE_LEADER_ELECT} Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
启动服务
systemctl daemon-reload systemctl enable kube-scheduler systemctl restart kube-scheduler
创建contorller-manager配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager<<EOF KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" KUBE_LOG_LEVEL="--v=4" KUBE_MASTER="--master=172.16.0.67:8080" EOF
创建系统启动文件
cat > /lib/systemd/system/kube-controller-manager.service<<EOF [Unit] Description=Kubernetes Controller Manager Documentation=https://github.com/kubernetes/kubernetes [Service] EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-controller-manager ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-controller-manager \ \${KUBE_LOGTOSTDERR} \ \${KUBE_LOG_LEVEL} \ \${KUBE_MASTER} \ \${KUBE_LEADER_ELECT} Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
启动服务
systemctl daemon-reload systemctl enable kube-controller-manager systemctl start kube-controller-manager
至此master就已经配置完成,如若配置中有错误,可以通过#journalctl -u 服务名称查看报错,
为方便使用添加环境变量
echo "export PATH=\$PATH:/opt/kubernetes/bin" >> /etc/profile source /etc/profile
2.1.1.2 node节点安装配置
安装配置docker
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo yum makecache fast yum install docker-ce -y
下载安装kubenets-node软件包
cd /tmp && wget https://dl.k8s.io/v1.8.13/kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz tar -zxf kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz mkdir -p /opt/kubernetes/{bin,cfg} mv kubernetes/node/bin/{kubelet,kube-proxy} /opt/kubernetes/bin/
创建kubeconfig配置文件
cat > /opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig <<EOF apiVersion: v1 kind: Config clusters: - cluster: server: http://172.16.0.67:8080 name: local contexts: - context: cluster: local name: local current-context: local EOF
创建配置文件
cat> /opt/kubernetes/cfg/kubelet <<EOF # 启用日志标准错误 KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" # 日志级别 KUBE_LOG_LEVEL="--v=4" # Kubelet服务IP地址 NODE_ADDRESS="--address=172.16.0.66" # Kubelet服务端口 NODE_PORT="--port=10250" # 自定义节点名称 NODE_HOSTNAME="--hostname-override=172.16.0.66" # kubeconfig路径,指定连接API服务器 KUBELET_KUBECONFIG="--kubeconfig=/opt/kubernetes/cfg/kubelet.kubeconfig" # 允许容器请求特权模式,默认false KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false" # DNS信息 KUBELET_DNS_IP="--cluster-dns=10.10.10.2" KUBELET_DNS_DOMAIN="--cluster-domain=cluster.local" # 禁用使用Swap KUBELET_SWAP="--fail-swap-on=false" EOF
创建systemd服务文件
cat>/lib/systemd/system/kubelet.service<<EOF [Unit] Description=Kubernetes Kubelet After=docker.service Requires=docker.service [Service] EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kubelet ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kubelet \ \${KUBE_LOGTOSTDERR} \ \${KUBE_LOG_LEVEL} \ \${NODE_ADDRESS} \ \${NODE_PORT} \ \${NODE_HOSTNAME} \ \${KUBELET_KUBECONFIG} \ \${KUBE_ALLOW_PRIV} \ \${KUBELET_DNS_IP} \ \${KUBELET_DNS_DOMAIN} \ \${KUBELET_SWAP} Restart=on-failure KillMode=process [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
启动服务
systemctl daemon-reload
systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet
node节点安装kube-proxy
创建配置文件
cat>/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy <<EOF # 启用日志标准错误 KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" # 日志级别 KUBE_LOG_LEVEL="--v=4" # 自定义节点名称 NODE_HOSTNAME="--hostname-override=172.16.0.66" # API服务地址 KUBE_MASTER="--master=http://172.16.0.67:8080" EOF
创建systemd服务文件
cat > /lib/systemd/system/kube-proxy.service<<EOF [Unit] Description=Kubernetes Proxy After=network.target [Service] EnvironmentFile=-/opt/kubernetes/cfg/kube-proxy ExecStart=/opt/kubernetes/bin/kube-proxy \ \${KUBE_LOGTOSTDERR} \ \${KUBE_LOG_LEVEL} \ \${NODE_HOSTNAME} \ \${KUBE_MASTER} Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target EOF
启动服务
systemctl daemon-reload systemctl enable kube-proxy systemctl restart kube-proxy
其他节点加入集群与node01方式相同,但需修改kubelet的–address和–hostname-override选项为本机IP即可。
2.1.2 利用kubeadm安装部署k8s
2.1.2.1 server端配置
安装docker
yum install -y docker
systemctl enable docker && systemctl start docker
配置并安装kubeadm源
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo [kubernetes] name=Kubernetes baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64 enabled=1 gpgcheck=1 repo_gpgcheck=1 gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg EOF
配置k8s配置文件
cat <<EOF > /etc/sysctl.d/k8s.conf net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 EOF sysctl --system
yum安装并启动服务
yum install -y kubelet kubeadm kubectl systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet systemctl daemon-reload systemctl restart kubelet
初始化创建集群
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
–apiserver-advertise-address 指明用 Master 的哪个 interface 与 Cluster 的其他节点通信。如果 Master 有多个 interface,建议明确指定,如果不指定,kubeadm 会自动选择有默认网关的 interface。
–pod-network-cidr 指定 Pod 网络的范围。Kubernetes 支持多种网络方案,而且不同网络方案对 --pod-network-cidr 有自己的要求,这里设置为 10.244.0.0/16 是因为我们将使用 flannel 网络方案,必须设置成这个 CIDR。
命令执行完成会返回提示如何注册其他节点到 Cluster,此处需要记录下token值,或整条命令。
配置kubectl
# 创建用户 useradd xuel passwd xuel # 切换到普通用户 su - xuel mkdir -p $HOME/.kube sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config # 配置环境变量 export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
建议用普通用户操作kubectl
部署flannel
安装 Pod 网络,要让 Kubernetes Cluster 能够工作,必须安装 Pod 网络,否则 Pod 之间无法通信。
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
2.1.2.2 node端配置
在需要加入集群的node节点也需要安装docker 和 kubeadm ,启动kubelet服务等操作,和master节点一样,在此就省略。
加入集群
此条命令为kubeadm init记录的命令
kubeadm join 172.16.0.64:6443 --token dt5tet.26peoqdwftx7yafv --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5b4030d19662122204ff78a4fd0ac496b739a9945517deca67a9384f0bab2b21
2.1.2.3 测试查看
在master 执行
kubectl get nodes kubectl get pod --all-namespaces
2.2 Prometheus+Grafana的监控部署
2.2.1 master/node节点环境部署
在master可以进行安装部署
下载相关yaml文件
在node节点下载监控所需镜像
docker pull prom/node-exporter docker pull prom/prometheus:v2.0.0 docker pull grafana/grafana:4.2.0
2.2.2 采用daemonset方式部署node-exporter组件
kubectl create -f node-exporter.yaml
2.2.3 部署prometheus组件
2.2.3.1 rbac文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/prometheus/rbac-setup.yaml
2.2.3.2 以configmap的形式管理prometheus组件的配置文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/prometheus/configmap.yaml
2.2.3.3 Prometheus deployment 文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/prometheus/prometheus.deploy.yml
2.2.3.4 Prometheus service文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/prometheus/prometheus.svc.yml
2.2.4 部署grafana组件
2.2.4.1 grafana deployment配置文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/grafana/grafana-deploy.yaml
2.2.4.2 grafana service配置文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/grafana/grafana-svc.yaml
2.2.4.3 grafana ingress配置文件
kubectl create -f k8s-prometheus-grafana/grafana/grafana-ing.yaml
2.2.4.4查看相关pod和service
[root@master-node prometheus_bak]# kubectl get pod -n kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE coredns-6d56c8448f-hc65k 1/1 Running 5 29d coredns-6d56c8448f-s8xhm 1/1 Running 5 29d etcd-master-node 1/1 Running 6 29d grafana-core-7bd999c9df-gnmdz 1/1 Running 0 19h kube-apiserver-master-node 1/1 Running 7 29d kube-controller-manager-master-node 1/1 Running 19 29d kube-flannel-ds-bvccl 1/1 Running 1 21d kube-flannel-ds-qf266 0/1 Error 5746 21d kube-proxy-n5rt6 1/1 Running 1 29d kube-proxy-p6tgk 1/1 Running 7 29d kube-scheduler-master-node 1/1 Running 19 29d node-exporter-2bzlr 1/1 Running 0 20h prometheus-6f4fb8979b-2n9p9 1/1 Running 0 4h1m
[root@master-node prometheus_bak]# kubectl get svc -n kube-system NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE grafana NodePort 10.96.5.67 <none> 3000:30176/TCP 19h kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 29d node-exporter NodePort 10.96.11.153 <none> 9100:31672/TCP 20h prometheus NodePort 10.96.8.230 <none> 9090:30003/TCP 4h
Node-exporter对应的nodeport端口为31672,通过访问http://10.96.11.153:31672/metrics 可以看到对应的metrics
prometheus对应的nodeport端口为30003,通过访问http://47.52.166.125:30003/target 可以看到prometheus已经成功连接上了k8s的apiserver
可以看到grafana nodeport端口为30176,可使用nodeip+nodeport的方式访问grafana http://10.40.0.152:31000
默认用户名和密码都是admin
添加数据源
导入面板,可以直接输入模板编号315在线导入,或者下载好对应的json模板文件本地导入,面板模板下载地址https:///dashboards/315
参考:https://blog.51cto.com/kaliarch/2160569