prometheus k8s服务发现

Prometheus的服务发现在解决什么问题？

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被监控的目标（target）是整个监控体系中重要组成部分，传统监控系统zabbix通过 网络发现的机制自动创建主机到zabbix-server，进而快速地对目标进行监控。同样在Prometheus监控中存在一个叫服务发现的机制，在k8s容器环境中由于集群内实例网络地址是动态的，我们不可能每次创建或修改实例都将实例IP写入Prometheus的target中，借助服务发现我们可以快速的将集群内的资源注册到Prometheus-server中。

Prometheus 中的 scrape_config 是什么？

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Prometheus通过yml文件来存储配置文件，通过scrape_config（抓取配置）域来配置抓取目标和抓取服务发现方式。

scrape_config指定了一组target和抓取参数。在一般情况下，一个scrape_config指定一个作业。

如下指定了两个静态服务发现prometheus、kube-state-metrics，

scrape_configs:
- job_name: prometheus
  static_configs:
  - targets:
    - localhost:9090
- job_name: kube-state-metrics
  static_configs:
  - targets:
    - prometheus-kube-state-metrics.monitoring.svc:8080

Prometheus支持的服务发现非常多：

• static_configs: 静态服务发现
• dns_sd_configs: DNS 服务发现
• file_sd_configs: 文件服务发现
• kubernetes_sd_configs: Kubernetes 服务发现
• gce_sd_configs: GCE 服务发现
• ec2_sd_configs: EC2 服务发现
• openstack_sd_configs: OpenStack 服务发现
• azure_sd_configs: Azure 服务发现

前面4个是比较常用的，这里我们主要介绍kubernetes_sd_configs，其他的比较简单可查看Prometheus官方文档 prometheus configuration

什么是 Kubernetes_sd_configs？

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Prometheus中k8s服务发现的原理是通过 Kubernetes 的REST API 检索抓取目标，并始终与集群状态保持同步。所以我们需要配置Kubernetes_sd_configs来访问K8s API

比如我们要抓取k8s ingress，需要为Prometheus指定用于RBAC认证证书和serviceaccount的token

- job_name: 'kubernetes-ingress'
  scheme: https
  tls_config:
    ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
    insecure_skip_verify: true
  bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
  kubernetes_sd_configs:
  - role: ingress

这里的role为k8s中资源实体如 endpoints、service,、pod,、node或 ingress

当指定ingress时，Prometheus将每个入口地址发现为一个目标。

重载配置文件后可以在Prometheus Service Discovery查看发现的target

发现apiserver配置

- job_name: kubernetes-apiservers
  scheme: https
  tls_config:
    ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt 
    insecure_skip_verify: true
  bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token 
  kubernetes_sd_configs:
  - role: endpoints
  relabel_configs:
  - action: keep
    regex: default;kubernetes;https
    source_labels:
    - __meta_kubernetes_namespace
    - __meta_kubernetes_service_name
    - __meta_kubernetes_endpoint_port_name

这里我们用到了relabel_configs即重新打标，动作为keep 啥意思呢？ 首先我们通过k8s API获取到所有endpoints，将endpoints中的含元数据 namespace、service_name、endpoint_port_name的实例和regex匹配，如果匹配成功就保留。这用来过滤一下不需要的实例时很有用。

通过kubectl 查看的kubernetes这个endpoints的信息

# kubectl describe endpoints kubernetes
Name:         kubernetes
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Subsets:
  Addresses:          192.168.1.82,192.168.1.83,192.168.1.84
  NotReadyAddresses:  <none>
  Ports:
    Name   Port  Protocol
    ----   ----  --------
    https  6443  TCP

发现出来的target如下

这里有一个隐藏点，Prometheus会把元数据中的__address__ 和__metrics_path__作为endpoint，下面我们来看一个替换元数据的node实例

发现node配置

- job_name: kubernetes-nodes
  scheme: https
  tls_config:
    ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
    insecure_skip_verify: true
  bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
  kubernetes_sd_configs:
  - role: node
  relabel_configs:
  - action: labelmap
    regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
  - replacement: kubernetes.default.svc:443
    target_label: __address__
  - regex: (.+)
    replacement: /api/v1/nodes/$1/proxy/metrics
    source_labels:
    - __meta_kubernetes_node_name
    target_label: __metrics_path__

这里的动作为labelmap,可用于标签替换。首先获取所有node，对元数据__address__中的value替换为replacement的值kubernetes.default.svc:443

在replacement的值中可以通过$1,$2,$3...的方式引用source_labels的key-value，所以元数据__metrics_path__的值将会被/api/v1/nodes/{node_name}/proxy/metrics替换。

发现出的node如下所示，此时target的address和metrics_path已被替换了。

以上通过kubernetes-apiservers、kubernetes-nodes的实例简单介绍了Prometheus中如何实现k8s集群资源的服务发现以及相应的配置和操作。亦可参考Prometheus示例配置prometheus-kubernetes

希望小作文对你有些许帮助，如果内容有误请指正。通过博客阅读：iqsing.github.io