Grafana 安装并监控k8s集群

Grafana是一个跨平台的开源的度量分析和可视化工具，可以通过将采集的数据查询然后可视化的展示，并及时通知。

由于Prometheus自带的web Ui图标功能相对较弱，所以一般情况下我们会使用一个第三方的工具来展示这些数据

Grafana介绍

grafana 是一个可视化面包，有着非常漂亮的图片和布局展示，功能齐全的度量仪表盘和图形化编辑器，支持Graphite、Zabbix、InfluxDB、Prometheus、OpenTSDB、Elasticasearch等作为数据源，比Prometheus自带的图标展示功能强大很多，更加灵活，有丰富的插件

我们这里使用deployment持久化安装grafana

cat >>grafana_deployment.yaml <<EOF
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: grafana
  namespace: kube-system
  labels:
    app: grafana
spec:
  revisionHistoryLimit: 10
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grafana
    spec:
      containers:
      - name: grafana
        image: grafana/grafana:5.3.4
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 3000
          name: grafana
        env:
        - name: GF_SECURITY_ADMIN_USER
          value: admin
        - name: GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD
          value: abcdocker
        readinessProbe:
          failureThreshold: 10
          httpGet:
            path: /api/health
            port: 3000
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 60
          periodSeconds: 10
          successThreshold: 1
          timeoutSeconds: 30
        livenessProbe:
          failureThreshold: 3
          httpGet:
            path: /api/health
            port: 3000
            scheme: HTTP
          periodSeconds: 10
          successThreshold: 1
          timeoutSeconds: 1
        resources:
          limits:
            cpu: 300m
            memory: 1024Mi
          requests:
            cpu: 300m
            memory: 1024Mi
        volumeMounts:
        - mountPath: /var/lib/grafana
          subPath: grafana
          name: storage
      securityContext:
        fsGroup: 472
        runAsUser: 472
      volumes:
      - name: storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: grafana
EOF

这里使用了grafana 5.3.4的镜像，添加了监控检查、资源声明，比较重要的变量是GF_SECURITY_ADMIN_USER和GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD为grafana的账号和密码。

由于grafana将dashboard、插件这些数据保留在/var/lib/grafana目录下，所以我们这里需要做持久化，同时要针对这个目录做挂载声明，由于5.3.4版本用户的userid和groupid都有所变化，所以这里添加了一个securityContext设置用户ID

现在我们添加一个pv和pvc用于绑定grafana

cat >>grafana_volume.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: grafana
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  nfs:
    server: 10.4.82.138
    path: /data/k8s
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: grafana
  namespace: kube-system
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
EOF

这里配置依旧使用NFS进行挂载使用

现在我们还需要创建一个service，使用NodePort

cat >>grafana_svc.yaml<<EOF
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: grafana
  namespace: kube-system
  labels:
    app: grafana
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 3000
  selector:
    app: grafana
EOF

由于5.1(可以选择5.1之前的docker镜像，可以避免此类错误)版本后groupid更改，同时我们将/var/lib/grafana挂载到pvc后，目录拥有者可能不是grafana用户，所以我们还需要添加一个Job用于授权目录

cat grafana_job.yaml <<EOF
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: grafana-chown
  namespace: kube-system
spec:
  template:
    spec:
      restartPolicy: Never
      containers:
      - name: grafana-chown
        command: ["chown", "-R", "472:472", "/var/lib/grafana"]
        image: busybox
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - name: storage
          subPath: grafana
          mountPath: /var/lib/grafana
      volumes:
      - name: storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: grafana
EOF

这里使用一个busybox镜像将/var/lib/grafana目录修改为权限472

#需要先创建pv和pvc  (这里是需要安装顺序来创建)
kubectl create -f grafana_volume.yaml
kubectl create -f grafana_job.yaml
kubectl create -f grafana_deployment.yaml
kubectl create -f grafana_svc.yaml

创建完成后我们打开grafana的dashboard界面

[root@abcdocker grafana]# kubectl get svc -n kube-system |grep grafana
grafana                NodePort    10.98.192.213            3000:32452/TCP           9h

然后我们在任意集群中的节点访问端口为32452

这里的集群密码就是上面我们创建deployment里面设置的变量，我这里用户设置为admin密码abcdocker

登陆到grafana就显示到了我们的引导界面

第一次创建grafana需要添加数据源

类型选择prometheus

这里的地址我们填写下面的url

http://prometheus.kube-system.svc.cluster.local:9090

这里的prometheus代表service名称

kube-system代表命名空间

这里的Access配置要说明一下

服务器(Server)访问模式（默认）：所有请求都将从浏览器发送到 Grafana 后端的服务器，后者又将请求转发到数据源，通过这种方式可以避免一些跨域问题，其实就是在 Grafana 后端做了一次转发，需要从Grafana 后端服务器访问该 URL。
浏览器(Browser)访问模式：所有请求都将从浏览器直接发送到数据源，但是有可能会有一些跨域的限制，使用此访问模式，需要从浏览器直接访问该 URL。

我们可以检查一下数据源是否配置成功

数据源添加完毕后，接下来添加New dashboard

这里我们可以自定义模板，或者可以使用别人写好的模板 （写好的模板后面是需要我们自己修改的）

grafana提供了很多模板，类似和docker镜像仓库一下。导入模板也极其简单。点击上方的Dashboard

这里面的模板都是公共的，可以免费使用

点进去任意一个模板后，我们可以看到ID，复制ID然后在返回grafana

我这里添加一个监控Kubernetes集群。显示整体群集CPU、内存、磁盘使用情况以及单个pod统计信息。

https://grafana.com/dashboards/162

点击导入模板

在这里我们输入162或者url，会自动跳转到配置页面

https://grafana.com/dashboards/162

选择好数据源之后，我们在点击Import即可

这里就会将模板162给我们导入进行

这里就会获取我们prometheus里面的数据了

现在的模板还没有进行保存，我们要点击保存一下

现在就保存下来了

目前我们导入模板之后是无法直接使用滴

这里无法显示是由于模板定义的标签，我们prometheus并没有这个数据元，所以说我们要对模板进行修改！

在修改之前我们先设置一下时区，grafana默认走的是浏览器时区，但是prometheus使用的是UTC时区

修改默认模板 (我这里使用的是162模板，下面模板修改请根据我的操作步骤进行操作)

grafana模板修改

前面的步骤必须和我相同，否则这里可能会无法出现值

首先我们进行编辑 Cluster memory usage (集群内存使用率)

计算方式就是(整个集群的内存-(整个集群剩余的内存以及Buffer和Cached))/整

(sum(node_memory_MemTotal_bytes) - sum(node_memory_MemFree_bytes + node_memory_Buffers_bytes+node_memory_Cached_bytes)) / sum(node_memory_MemTotal_bytes) * 100

这里要说明一点，这里填写的是PromSQL，也就是说是可以在prometheus查询到的。 如果查询不到grafana也是会获取不到数据的

这里在prometheus是可以获取到的

Cluster memory usage 配置如下 (集群内存使用率)

sum(sum by (container_name)( rate(container_cpu_usage_seconds_total{image!=""}[1m] ) )) / count(node_cpu_seconds_total{mode="system"}) * 100

Cluster filesystem usage 集群文件系统使用率

(sum(node_filesystem_size_bytes{device="tmpfs"}) - 
sum(node_filesystem_free_bytes{device="tmpfs"}) ) / 
sum(node_filesystem_size_bytes{device="tmpfs"}) * 100

这里如果不出值可以在冒泡专区发截图，在截图中执行df -h -T

这里我们就获取到数据了

接下来我们配置集群中Pod cpu使用率

sum by (pod_name)(rate(container_cpu_usage_seconds_total{image!="", pod_name!=""}[1m]))

下面显示的地方配置

{{ pod_name }}

集群pod 内存使用率

sort_desc(sum (container_memory_usage_bytes{image!="", pod_name!=""}) by(pod_name))

下面显示的名称同样也是{{ pod_name }}

最后我们配置一下Pod 网络监控

1.入口流量
sort_desc(sum by (pod_name) (rate (container_network_receive_bytes_total{name!=""}[1m]) ))
 
2.出口流量
sort_desc(sum by (pod_name) (rate (container_network_transmit_bytes_total{name!=""}[1m]) ))
 
#监控时间为1分钟

效果图如下 记得点击保存