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实验软件

链接：https://pan.baidu.com/s/12jfLts2wtJQUvT3WrD9EJg?pwd=rbvo
提取码：rbvo

2022.4.29-p8s综合应用demo-code

image-20220429152344339

前置条件

具有k8s环境：k8s：v1.22.2，containerd：1.5.5
具有p8s环境：prometheus-2.35.0
具有go环境：go1.16.2

比如我们在本地启动一些样例来让 Prometheus 采集。Go 客户端库包含一个示例，该示例为具有不同延迟分布的三个服务暴露 RPC 延迟。

1、下载 Prometheus 的 Go 客户端库并运行示例

  • 首先确保已经安装了 Go 环境并启用 go modules，下载 Prometheus 的 Go 客户端库并运行这三个示例：

至于，如何在linux上安装go环境，可以查看我的另一篇文章：

https://blog.csdn.net/weixin_39246554/article/details/124495828?spm=1001.2014.3001.5502

image-20220429144630951

image-20220429144715121

（1）下载源代码
[root@master1 ~]#git clone https://github.com/prometheus/client_golang.git
[root@master1 ~]#cd client_golang/examples/random/
[root@master1 random]#ls
main.go

（2）编译生成二进制文件
[root@master1 random]#go build
go: downloading github.com/beorn7/perks v1.0.1
go: downloading github.com/cespare/xxhash/v2 v2.1.2
go: downloading github.com/golang/protobuf v1.5.2
go: downloading github.com/prometheus/client_model v0.2.0
go: downloading github.com/prometheus/common v0.33.0
go: downloading github.com/prometheus/procfs v0.7.3
go: downloading google.golang.org/protobuf v1.28.0
go: downloading github.com/matttproud/golang_protobuf_extensions v1.0.1
go: downloading golang.org/x/sys v0.0.0-20220328115105-d36c6a25d886
[root@master1 random]#ll -h
total 12M
-rw-r--r-- 1 root root 4.5K Apr 28 16:52 main.go
-rwxr-xr-x 1 root root  12M Apr 28 16:56 random
  • 然后在3个独立的终端里面运行3个服务：
./random -listen-address=:8080
./random -listen-address=:8081
./random -listen-address=:8082

这个时候我们可以得到3个不同的监控接口：http://localhost:8080/metrics、http://localhost:8081/metrics 和 http://localhost:8082/metrics。

2、配置p8s server的 prometheus.yml文件

现在我们配置 Prometheus 来采集这些新的目标，让我们将这三个目标分组到一个名为 example-random 的任务。假设前两个端点（即：http://localhost:8080/metrics、http://localhost:8081/metrics ）都是生产级目标应用，第三个端点（即：http://localhost:8082/metrics ）为金丝雀实例。要在 Prometheus 中对此进行建模，我们可以将多组端点添加到单个任务中，为每组目标添加额外的标签。 在此示例中，我们将 group =“production” 标签添加到第一组目标，同时将 group=“canary”添加到第二组。将以下配置添加到 prometheus.yml 中的 scrape_configs 部分，然后重新启动 Prometheus 实例：

[root@master1 ~]#cd prometheus-2.35.0.linux-amd64/
[root@master1 prometheus-2.35.0.linux-amd64]#ls
console_libraries  consoles  data  LICENSE  NOTICE  prometheus  prometheus.yml  promtool

[root@master1 prometheus-2.35.0.linux-amd64]#vim prometheus.yml
scrape_configs:
  - job_name: 'example-random'
    # Override the global default and scrape targets from this job every 5 seconds.
    scrape_interval: 5s
    static_configs:
      - targets: ['localhost:8080', 'localhost:8081']
        labels:
          group: 'production'
      - targets: ['localhost:8082']
        labels:
          group: 'canary'

3、验证

修改完prometheus.yml配置文件后，我们重启下prometheus。以上就是添加监控配置最基本的配置方式了，非常简单，只需要提供一个符合 metrics 格式的可访问的接口配置给 Prometheus 就可以了。

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image-20220428204551579

image-20220428204647892

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4、将Prometheus 的 Go 客户端库demo部署在k8s里

但是由于我们这里是要运行在 Kubernetes 系统中，所以我们直接用 Docker 镜像的方式运行。

1.创建monitor命名空间

  • 为了方便管理，我们将监控相关的所有资源对象都安装在monitor 这个 namespace 下面，没有的话可以提前创建。
[root@master1 ~]#kubectl create ns monitor
namespace/monitor created

2.将 prometheus.yml 文件用 ConfigMap 的形式进行管理

本次实验目录如下：

[root@master1 ~]#mkdir p8s-example
[root@master1 ~]#cd p8s-example/
  • 为了能够方便的管理配置文件，我们这里将 prometheus.yml 文件用 ConfigMap 的形式进行管理：

[root@master1 p8s-example**]**#vim prometheus-cm.yaml

# prometheus-cm.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: prometheus-config
  namespace: monitor
data:
  prometheus.yml: |
    global:
      scrape_interval: 15s
      scrape_timeout: 15s
    scrape_configs:
    - job_name: 'prometheus'
      static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']

注意：

image-20220429154500083

3.创建prometheus 的 Pod 资源

现在我们来创建 prometheus 的 Pod 资源：

[root@master1 p8s-example**]**#vim prometheus-deploy.yaml

# prometheus-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prometheus
  namespace: monitor
  labels:
    app: prometheus
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prometheus
    spec:
      serviceAccountName: prometheus
      containers:
      - image: prom/prometheus:v2.34.0
        name: prometheus
        args:
        - "--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml"
        - "--storage.tsdb.path=/prometheus"  # 指定tsdb数据路径
        - "--storage.tsdb.retention.time=24h" #保存时间
        - "--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"  # 支持热更新，直接执行localhost:9090/-/reload立即生效
        ports:
        - containerPort: 9090
          name: http
        volumeMounts:
        - mountPath: "/etc/prometheus"
          name: config-volume
        - mountPath: "/prometheus"
          name: data
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 512Mi
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 512Mi
      volumes:
      - name: data #tsdb数据路径:/prometheus，这里使用的是pvc
        persistentVolumeClaim:
          claimName: prometheus-data
      - configMap: #
          name: prometheus-config
        name: config-volume 

…… #上面突然写成那种我还看不懂了哈哈……老铁，没毛病！
      volumes: #这里要再次熟悉下关于volumes/volumeMounts数据卷挂载的使用方法！！！
      - name: data #tsdb数据路径:/prometheus，这里使用的是pvc
        persistentVolumeClaim:
          claimName: prometheus-data
      - name: config-volume
      	configMap: #
          name: prometheus-config

另外为了 prometheus 的性能和数据持久化我们这里是直接将通过一个 LocalPV 来进行数据持久化的，通过 --storage.tsdb.path=/prometheus 指定数据目录。

4.创建prometheus的pv/pvc资源

创建如下所示的一个 PVC 资源对象，注意是一个 LocalPV，和 node1 节点具有亲和性：

  • 先在宿主机node1节点上上创建这个下面LocalPV要使用到的本地目录：
[root@master1 ~]#ssh node1
Last login: Fri Apr 29 09:57:06 2022 from master1
[root@node1 ~]#mkdir -p  /data/k8s/prometheus
  • 创建prometheus-pvc.yaml文件：

[root@master1 p8s-example**]**#vim prometheus-pvc.yaml

#prometheus-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: prometheus-local
  labels:
    app: prometheus
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 20Gi
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /data/k8s/prometheus #一定要先在宿主机上创建这个目录！！！
  nodeAffinity: #pv也是可以配置节点亲和性的哦！！！
    required:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/hostname
          operator: In
          values:
          - node1 #这里是自己的node1节点
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: prometheus-data
  namespace: monitor
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
  storageClassName: local-storage

5.创建prometheus的rbac资源

由于 prometheus 可以访问 Kubernetes 的一些资源对象，所以需要配置 rbac 相关认证，这里我们使用了一个名为 prometheus 的 serviceAccount 对象：

[root@master1 p8s-example**]**#vim prometheus-rbac.yaml

# prometheus-rbac.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount #创建一个ServiceAccount
metadata:
  name: prometheus
  namespace: monitor
---
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:
  - "extensions"
  resources:
    - ingresses
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - configmaps
  - nodes/metrics
  verbs:
  - get
- nonResourceURLs:
  - /metrics
  verbs:
  - get
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: prometheus
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: prometheus
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: prometheus
  namespace: monitor

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，这个在以前我们很少遇到过。

6.创建以上资源

  • 创建prometheus.yml

我们这里暂时只配置了对 prometheus本身的监控，直接创建该资源对象：

[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-cm.yaml
configmap/prometheus-config created

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。

  • 创建prometheus-pv-pvc.yaml
[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-pvc.yaml 
persistentvolume/prometheus-local created
persistentvolumeclaim/prometheus-data created

#验证
[root@master1 p8s-example]#kubectl get pvc -nmonitor
NAME              STATUS   VOLUME             CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS    AGE
prometheus-data   Bound    prometheus-local   20Gi       RWO            local-storage   33s
[root@master1 p8s-example]#kubectl get pv
NAME               CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                     STORAGECLASS    REASON   AGE
prometheus-local   20Gi       RWO            Retain           Bound    monitor/prometheus-data   local-storage            35s

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  • 创建prometheus-rbac.yaml
[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-rbac.yaml
serviceaccount "prometheus" created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io "prometheus" created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "prometheus" created
  • 现在我们就可以添加 promethues 的资源对象了：
[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-deploy.yaml 
deployment.apps/prometheus created

[root@master1 p8s-example]#kubectl get pods -n monitor
NAME                          READY   STATUS             RESTARTS      AGE
prometheus-58f59fd485-7hncv   0/1     CrashLoopBackOff   2 (24s ago)   112s

[root@master1 p8s-example]#kubectl logs  prometheus-58f59fd485-7hncv -nmonitor
ts=2022-04-29T04:42:09.982Z caller=main.go:516 level=info msg="Starting Prometheus" version="(version=2.34.0, branch=HEAD, revision=881111fec4332c33094a6fb2680c71fffc427275)"
ts=2022-04-29T04:42:09.982Z caller=main.go:521 level=info build_context="(go=go1.17.8, user=root@121ad7ea5487, date=20220315-15:18:00)"
ts=2022-04-29T04:42:09.982Z caller=main.go:522 level=info host_details="(Linux 3.10.0-957.el7.x86_64 #1 SMP Thu Nov 8 23:39:32 UTC 2018 x86_64 prometheus-58f59fd485-7hncv (none))"
ts=2022-04-29T04:42:09.982Z caller=main.go:523 level=info fd_limits="(soft=65536, hard=65536)"
ts=2022-04-29T04:42:09.982Z caller=main.go:524 level=info vm_limits="(soft=unlimited, hard=unlimited)"
ts=2022-04-29T04:42:09.983Z caller=query_logger.go:90 level=error component=activeQueryTracker msg="Error opening query log file" file=/prometheus/queries.active err="open /prometheus/queries.active: permission denied"
panic: Unable to create mmap-ed active query log

goroutine 1 [running]:
github.com/prometheus/prometheus/promql.NewActiveQueryTracker({0x7ffe09113e00, 0xb}, 0x14, {0x3637a40, 0xc0002032c0})
        /app/promql/query_logger.go:120 +0x3d7
main.main()
        /app/cmd/prometheus/main.go:569 +0x6049

image-20220429124328767

创建 Pod 后，我们可以看到并没有成功运行，出现了 open /prometheus/queries.active: permission denied 这样的错误信息，这是因为我们的 prometheus 的镜像中是使用的 nobody 这个用户，然后现在我们通过 LocalPV 挂载到宿主机上面的目录的 ownership 却是 root：

[root@node1 ~]#ls -la /data/k8s
total 0
drwxr-xr-x 3 root root 24 Apr 29 09:57 .
drwxr-xr-x 3 root root 17 Apr 29 09:57 ..
drwxr-xr-x 2 root root  6 Apr 29 09:57 prometheus

所以当然会出现操作权限问题了，这个时候我们就可以通过 securityContext 来为 Pod 设置下 volumes 的权限，通过设置 runAsUser=0 指定运行的用户为 root；也可以通过设置一个 initContainer 来修改数据目录权限（本次使用后面这种方法）：

[root@master1 p8s-example]#vim prometheus-deploy.yaml 
......
initContainers:
- name: fix-permissions
  image: busybox
  command: [chown, -R, "nobody:nobody", /prometheus]
  volumeMounts:
  - name: data
    mountPath: /prometheus
  • 这个时候我们重新更新下 prometheus：
[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-deploy.yaml
deployment.apps/prometheus configured

[root@master1 p8s-example]#kubectl get pods -n monitor
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
prometheus-849c8456c7-dz6rt   1/1     Running   0          54s


[root@master1 p8s-example]#kubectl logs prometheus-849c8456c7-dz6rt  -nmonitor
……
ts=2022-04-29T05:00:09.184Z caller=main.go:1142 level=info msg="Loading configuration file" filename=/etc/prometheus/prometheus.yml
ts=2022-04-29T05:00:09.185Z caller=main.go:1179 level=info msg="Completed loading of configuration file" filename=/etc/prometheus/prometheus.yml totalDuration=1.128855ms db_storage=1.302µs remote_storage=5.18µs web_handler=721ns query_engine=2.705µs scrape=773.91µs scrape_sd=66.725µs notify=1.443µs notify_sd=2.966µs rules=4.859µs tracing=20.118µs
ts=2022-04-29T05:00:09.185Z caller=main.go:910 level=info msg="Server is ready to receive web requests."

image-20220429130211081

7.创建prometheus的svc资源

  • 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：

[root@master1 p8s-example]#vim prometheus-svc.yaml

# prometheus-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: prometheus
  namespace: monitor
  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：
[root@master1 p8s-example]#kubectl apply -f prometheus-svc.yaml
service/prometheus created

[root@master1 p8s-example]#kubectl get svc -nmonitor
NAME         TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
prometheus   NodePort   10.108.47.93   <none>        9090:30092/TCP   9s

8.测试

  • 现在我们就可以通过 http://任意节点IP:30980 访问 prometheus 的 webui 服务了：

image-20220429130419179

  • 现在我们可以查看当前监控系统中的一些监控目标（Status -> Targets）：

image-20220429130455640

image-20220429130618507

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 -下面就有我们搜集到的一些监控指标数据：

prometheus webui metrics

  • 比如我们这里就选择 scrape_duration_seconds 这个指标，然后点击 Execute，就可以看到类似于下面的图表数据了：

prometheus webui query

测试结束。😘

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 adhoc 查询语言的，你想要查什么找对应函数取你的数据好了。

关于我

我的博客主旨：我希望每一个人拿着我的博客都可以做出实验现象，先把实验做出来，然后再结合理论知识更深层次去理解技术点，这样学习起来才有乐趣和动力。并且，我的博客内容步骤是很完整的，也分享源码和实验用到的软件，希望能和大家一起共同进步！

各位小伙伴在实际操作过程中如有什么疑问，可随时联系本人免费帮您解决问题：

  1. 个人微信二维码：x2675263825 （舍得）， qq：2675263825。

    image-20211002091450217

  2. 个人微信公众号：《云原生架构师实战》

    image-20211002141739664

  3. 个人csdn

    https://blog.csdn.net/weixin_39246554?spm=1010.2135.3001.5421

    image-20211002092344616

  4. 个人已开源干货😘

    不服来怼：宇宙中最好用的云笔记 & 其他开源干货：https://www.yuque.com/go/doc/73723298?#

    image-20220424070205366

    image-20220423100718009

  5. 知乎

    https://www.zhihu.com/people/foryouone

    image-20220426204300513

  6. 个人博客

    https://www.onlyonexl.cn/

    image-20220429143423260

  7. 个人网站：(计划ing)

最后

好了，关于prometheus安装实验就到这里了，感谢大家阅读，最后祝大家生活快乐，每天都过的有意义哦，我们下期

# prometheus
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