自建 Prometheus 采集腾讯云容器服务监控数据最佳实践

概述

用 Prometheus 采集腾讯云容器服务的监控数据时如何配置采集规则？主要需要注意的是 kubelet 与 cadvisor 的监控指标采集，本文分享为 Prometheus 配置 scrape_config 来采集腾讯云容器服务集群的监控数据的方法。

普通节点采集规则

    - job_name: "tke-cadvisor"
      scheme: https
      metrics_path: /metrics/cadvisor # 采集容器 cadvisor 监控数据
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true # tke 的 kubelet 使用自签证书，忽略证书校验
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet # 排除超级节点
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: "tke-kubelet"
      scheme: https
      metrics_path: /metrics # 采集 kubelet 自身的监控数据
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: "tke-probes" # 采集容器健康检查健康数据
      scheme: https
      metrics_path: /metrics/probes
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)

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• 使用节点服务发现 (kubernetes_sd_configs 的 role 为 node)，抓取所有节点 kubelet:10250 暴露的几种监控数据。
• 如果集群是普通节点与超级节点混用，排除超级节点 (relabel_configs 中将带 node.kubernetes.io/instance-type: eklet 这种 label 的 node 排除)。
• TKE 节点上的 kubelet 证书是自签的，需要忽略证书校验，所以 insecure_skip_verify 要置为 true。
• kubelet 通过 /metrics/cadvisor, /metrics 与 /metrics/probes 路径分别暴露了容器 cadvisor 监控数据、kubelet 自身监控数据以及容器健康检查健康数据，为这三个不同路径分别配置采集 job 进行采集。

超级节点采集规则

    - job_name: eks # 采集超级节点监控数据
      honor_timestamps: true
      metrics_path: '/metrics' # 所有健康数据都在这个路径
      params: # 通常需要加参数过滤掉 ipvs 相关的指标，因为可能数据量较大，打高 Pod 负载。
        collect[]:
        - 'ipvs'
        # - 'cpu'
        # - 'meminfo'
        # - 'diskstats'
        # - 'filesystem'
        # - 'load0vg'
        # - 'netdev'
        # - 'filefd'
        # - 'pressure'
        # - 'vmstat'
      scheme: http
      kubernetes_sd_configs:
      - role: pod # 超级节点 Pod 的监控数据暴露在 Pod 自身 IP 的 9100 端口，所以使用 Pod 服务发现
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_annotation_tke_cloud_tencent_com_pod_type]
        regex: eklet # 只采集超级节点的 Pod
        action: keep
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_phase]
        regex: Running # 非 Running 状态的 Pod 机器资源已释放，不需要采集
        action: keep
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_ip]
        separator: ;
        regex: (.*)
        target_label: __address__
        replacement: ${1}:9100 # 监控指标暴露在 Pod 的 9100 端口
        action: replace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_name]
        separator: ;
        regex: (.*)
        target_label: pod # 将 Pod 名字写到 "pod" label
        replacement: ${1}
        action: replace
      metric_relabel_configs:
      - source_labels: [__name__]
        separator: ;
        regex: (container_.*|pod_.*|kubelet_.*)
        replacement: $1
        action: keep

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• 超级节点的监控数据暴露在每个 Pod 的 9100 端口的 /metrics 这个 HTTP API 路径(非 HTTPS)，使用 Pod 服务发现(kubernetes_sd_configs 的 role 为 pod)，用一个 job 就可以采集完。
• 超级节点的 Pod 支持通过 collect[] 这个查询参数来过滤掉不希望采集的指标，这样可以避免指标数据量过大，导致 Pod 负载升高，通常要过滤掉 ipvs 的指标。
• 如果集群是普通节点与超级节点混用，确保只采集超级节点的 Pod (relabel_configs 中只保留有 tke.cloud.tencent.com/pod-type:eklet 这个注解的 Pod)。
• 如果 Pod 的 phase 不是 Running 也无法采集，可以排除。
• container_ 开头的指标是 cadvisor 监控数据，pod_ 前缀指标是超级节点 Pod 所在子机的监控数据(相当于将 node_exporter 的 node_ 前缀指标替换成了 pod_)，kubelet_ 前缀指标是超级节点 Pod 子机内兼容 kubelet 的指标(主要是 pvc 存储监控)。

kube-prometheus-stack 配置

如今都流行使用 kube-prometheus-stack 这个 helm chart 来自建 Prometheus，在 values.yaml 中进行自定义配置然后安装到集群，其中可以配置 Prometheus 原生的 scrape_config (非 CRD)，配置方法是将自定义的 scrape_config 写到 prometheus.prometheusSpec.additionalScrapeConfigs 字段下，下面是示例:

prometheus:
  prometheusSpec:
    additionalScrapeConfigs:
    - job_name: "tke-cadvisor"
      scheme: https
      metrics_path: /metrics/cadvisor
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: "tke-kubelet"
      scheme: https
      metrics_path: /metrics
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: "tke-probes"
      scheme: https
      metrics_path: /metrics/probes
      tls_config:
        insecure_skip_verify: true
      authorization:
        credentials_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_label_node_kubernetes_io_instance_type]
        regex: eklet
        action: drop
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: eks
      honor_timestamps: true
      metrics_path: '/metrics'
      params:
        collect[]: ['ipvs']
        # - 'cpu'
        # - 'meminfo'
        # - 'diskstats'
        # - 'filesystem'
        # - 'load0vg'
        # - 'netdev'
        # - 'filefd'
        # - 'pressure'
        # - 'vmstat'
      scheme: http
      kubernetes_sd_configs:
      - role: pod
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_annotation_tke_cloud_tencent_com_pod_type]
        regex: eklet
        action: keep
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_phase]
        regex: Running
        action: keep
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_ip]
        separator: ;
        regex: (.*)
        target_label: __address__
        replacement: ${1}:9100
        action: replace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_name]
        separator: ;
        regex: (.*)
        target_label: pod
        replacement: ${1}
        action: replace
      metric_relabel_configs:
      - source_labels: [__name__]
        separator: ;
        regex: (container_.*|pod_.*|kubelet_.*)
        replacement: $1
        action: keep
    storageSpec:
     volumeClaimTemplate:
       spec:
         accessModes: ["ReadWriteOnce"]
         resources:
           requests:
             storage: 100Gi

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FAQ

为什么使用 collect[] 这种奇怪的参数过滤指标？

超级节点的 Pod 监控指标使用 collect[] 查询参数来过滤不需要的监控指标:

curl ${IP}:9100/metrics?collect[]=ipvs&collect[]=vmstat

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为什么要使用这么奇怪的参数名？这是因为 node_exporter 就是用的这个参数，超级节点的 Pod 内部引用了 node_exporter 的逻辑，这里 是 node_exporter 的 collect[] 参数用法说明。