手动安装prometheus

二进制运行方式prometheus

Prometheus 是 Golang 编写的程序，所以要安装的话也非常简单，只需要将二进制文件下载下来直接执行即可，前往地址：https://prometheus.io/download 下载我们对应的版本即可。

`
[root@k8s-master src]# pwd
/usr/local/src
[root@k8s-master src]# ll
drwxr-xr-x. 4 3434 3434       132 8月  28 2020 prometheus-2.21.0-rc.0.linux-amd64
-rw-r--r--. 1 root root  64405384 2月   9 23:57 prometheus-2.21.0-rc.0.linux-amd64.tar.gz
`

Prometheus 是通过一个 YAML 配置文件来进行启动的，使用二进制的方式来启动的话，可以使用下面的命令：

./prometheus --config.file=prometheus.yml

其中 prometheus.yml 文件的基本配置如下：

global:
  scrape_interval:     15s
  evaluation_interval: 15s #[ɪˌvæljuˈeɪʃn]控制
rule_files:
  # - "first.rules"
  # - "second.rules"
scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']

上面这个配置文件中包含了3个模块：global、rule_files 和 scrape_configs。

1. global 模块控制 Prometheus Server 的全局配置：

   scrape_interval：表示 prometheus 抓取指标数据的频率，默认是15s

   evaluation_interval：用来控制评估规则的频率，prometheus 使用规则产生新的时间序列数据或者产生警报

2. rule_files 模块制定了规则所在的位置

   prometheus 可以根据这个配置加载规则，用于生成新的时间序列数据或者报警信息，当前我们没有配置任何规则。

3. scrape_configs 用于控制 prometheus 监控哪些资源。

   由于 prometheus 通过 HTTP 的方式来暴露的它本身的监控数据，prometheus 也能够监控本身的健康情况。在默认的配置里有一个单独的 job，叫做prometheus，它采集 prometheus 服务本身的时间序列数据。

   这个 job 包含了一个单独的、静态配置的目标：监听 localhost 上的9090端口。prometheus 默认会通过目标的/metrics路径采集 metrics。所以，默认的 job 通过 URL：http://localhost:9090/metrics采集 metrics。收集到的时间序列包含 prometheus 服务本身的状态和性能。

   如果我们还有其他的资源需要监控的话，直接配置在该模块下面就可以了。

docker方式运行Prometheus

由于我们这里是要跑在 Kubernetes 系统中，所以我们直接用 Docker 镜像的方式运行即可。

为了方便管理，我们将所有的资源对象都安装在kube-ops的 namespace 下面，没有的话需要提前安装。

1.创建kube-ops 命名空间

[root@k8s-master src]# cat kube-ops-ns.yaml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:   
  name: kube-ops
  labels:     
    name: kube-ops

root@k8s-master src]# kubectl apply -f kube-ops-ns.yaml 			
namespace/kube-ops created

[root@k8s-master src]# kubectl get ns -A
NAME              STATUS   AGE
kube-ops          Active   12s

2.为了方便的管理配置文件，将 prometheus.yml 文件用 ConfigMap 的形式进行管理：

[root@k8s-master src]# cat prometheus-cm.yaml 
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-config
  namespace: kube-ops
data:
  prometheus.yml: |
    global:
      scrape_interval: 15s
      scrape_timeout: 15s
    scrape_configs:
    - job_name: 'prometheus'
      static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']

[root@k8s-master src]# kubectl create -f prometheus-cm.yaml
configmap/prometheus-config created
[root@k8s-master src]# kubectl get cm
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master src]# kubectl get cm -A
NAMESPACE     NAME                                 DATA   AGE
kube-ops      prometheus-config                    1      27s

配置文件创建完成了，以后如果我们有新的资源需要被监控，我们只需要将上面的 ConfigMap 对象更新即可。

3.创建 prometheus 的 Pod 资源：(prometheus-deploy.yaml)

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prometheus
  namespace: kube-ops
  labels:
    app: prometheus
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prometheus
    spec:
      serviceAccountName: prometheus
      containers:
      - image: prom/prometheus:v2.4.3
        name: prometheus
        command:
        - "/bin/prometheus"
        args:
        - "--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml"
        - "--storage.tsdb.path=/prometheus"
        - "--storage.tsdb.retention=24h"
        - "--web.enable-admin-api"  # 控制对admin HTTP API的访问，其中包括删除时间序列等功能
        - "--web.enable-lifecycle"  # [ˈsaɪkl]支持热更新，直接执行localhost:9090/-/reload立即生效
        ports:
        - containerPort: 9090
          protocol: TCP
          name: http
        volumeMounts:
        - mountPath: "/prometheus"
          subPath: prometheus #在一个pod中，将同一个卷共享，使其有多个用处。#通常用来指定卷中的一个子目录，而不是直接使用卷的根目录。
          name: data
        - mountPath: "/etc/prometheus"
          name: config-volume
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 512Mi
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 512Mi
      securityContext:
        runAsUser: 0
      volumes:
      - name: data
        persistentVolumeClaim:
          claimName: prometheus
      - configMap:
          name: prometheus-config
        name: config-volume

这里将 prometheus.yml 文件对应的 ConfigMap 对象通过 volume 的形式挂载进了 Pod，这样 ConfigMap 更新后，对应的 Pod 里面的文件也会热更新的，然后我们再执行上面的 reload 请求，Prometheus 配置就生效了

除此之外，为了将时间序列数据进行持久化，我们将数据目录和一个 pvc 对象进行了绑定，所以我们需要:

4.提前创建好这个 pvc 对象：(prometheus-volume.yaml)

我们这里简单的通过 NFS 作为存储后端创建一个 pv、pvc 对象：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume #持久化
metadata:
  name: prometheus
spec:
  capacity: # [kəˈpæsəti]容量
    storage: 10Gi
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle   # [ˌriːˈsaɪkl] 回收策略：回收（回收再利用）
  nfs:
    server: 192.168.10.131
    path: /data/k8s	
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim #[kleɪm]索取
metadata:
  name: prometheus
  namespace: kube-ops
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

`kubectl create -f prometheus-volume.yaml`

我们需要在 prometheus 中去访问 Kubernetes 的相关信息，所以我们这里管理了一个名为 prometheus 的 serviceAccount 对象：(prometheus-rbac.yaml)

5.我们需要配置 rbac 认证(prometheus-rbac.yaml)

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: prometheus
  namespace: kube-ops
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: prometheus
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  - services
  - endpoints
  - pods
  - nodes/proxy
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - configmaps
  - nodes/metrics
  verbs:
  - get
- nonResourceURLs: #用来对非资源型 metrics 进行操作的权限声明
  - /metrics
  verbs:
  - get
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: prometheus
roleRef: #reference[ˈrefrəns] 参考
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: prometheus
subjects: #主题
- kind: ServiceAccount
  name: prometheus
  namespace: kube-ops

由于我们要获取的资源信息，在每一个 namespace 下面都有可能存在，所以我们这里使用的是 ClusterRole 的资源对象，值得一提的是我们这里的权限规则声明中有一个nonResourceURLs的属性，是用来对非资源型 metrics 进行操作的权限声明

直接创建上面的资源对象即可.

$ kubectl create -f prometheus-rbac.yaml
serviceaccount "prometheus" created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io "prometheus" created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "prometheus" created

还有一个要注意的地方是我们这里必须要添加一个securityContext的属性，将其中的runAsUser设置为0，这是因为现在的 prometheus 运行过程中使用的用户是 nobody，否则会出现下面的permission denied之类的权限错误.

6.添加 promethues 的资源对象：

kubectl create -f prometheus-deploy.yaml
deployment.extensions "prometheus" created
$ kubectl get pods -n kube-ops
NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
prometheus-6dd775cbff-zb69l   1/1       Running   0          20m
$ kubectl logs -f prometheus-6dd775cbff-zb69l -n kube-ops
......
level=info ts=2018-10-22T14:44:40.535385503Z caller=main.go:523 msg="Server is ready to receive web requests."

7.Pod 创建成功后，为了能够在外部访问到 prometheus 的 webui 服务，我们还需要创建一个 Service 对象：(prometheus-svc.yaml)

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: prometheus
  namespace: kube-ops
  labels:
    app: prometheus
spec:
  selector:
    app: prometheus
  type: NodePort
  ports:
    - name: web
      port: 9090
      targetPort: http

为了方便测试，我们这里创建一个NodePort类型的服务，当然我们可以创建一个Ingress对象，通过域名来进行访问：

$ kubectl create -f prometheus-svc.yaml
service "prometheus" created
$ kubectl get svc -n kube-ops
NAME         TYPE       CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                          AGE
prometheus   NodePort   10.111.118.104   <none>        9090:30672/TCP                   24s

然后我们就可以通过http://任意节点IP:30672访问 prometheus 的 webui 服务了。
为了数据的一致性，prometheus 所有的数据都是使用的 UTC 时间，所以我们默认打开的 dashboard 中有这样一个警告，我们需要在查询的时候指定我们当前的时间才可以。然后我们可以查看当前监控系统中的一些监控目标：
由于我们现在还没有配置任何的报警信息，所以 Alerts 菜单下面现在没有任何数据，隔一会儿，我们可以去 Graph 菜单下面查看我们抓取的 prometheus 本身的一些监控数据了，其中- insert metrics at cursor -下面就是我们搜集到的一些监控数据指标：
除了简单的直接使用采集到的一些监控指标数据之外，这个时候也可以使用强大的 PromQL 工具，PromQL其实就是 prometheus 便于数据聚合展示开发的一套 ad hoc 查询语言的，你想要查什么找对应函数取你的数据好了。