SIOS Tech. Lab | エンジニアのタメになるOSS・クラウド・認証の技術トピックス 
はじめに
サイオステクノロジー中島です。
Kubernetesのノード負荷監視の後編となります。前回で、監視エージェントをインストールしましたので、本記事は、そのエージェントを使用してデータ監視を行います。
構築手順
構築方法について、以下の手順で構築を行います。作業については、masterの機器にsshでログインして作業を実施します。手順1と2は前編を確認してください。
- 名前空間の作成
- 監視エージェントを各nodeに実行
- Prometheusで監視
- Grafanaを使用してPrometheusの視覚的に監視
装置構成として以下のように構築した装置を使用します。
Prometheusで監視
以下の図のように設定ファイルをmasterで読み込んで、node-exporterのエージェント監視するPrometheusが起動するpodを起動させます。
図 Prometheusの設定ファイル読み込みイメージ図
図 Prometheus設定ファイル読み込み後の動作イメージ図
以下に、ServiceAccountを発行とRoleとユーザーやグループを紐付けるリソース定義を記載します。
・prometheus-account.yml
apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: prometheus namespace: gf-space --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRoleBinding metadata: name: prometheus namespace: gf-space roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: ClusterRole name: prometheus subjects: - kind: ServiceAccount name: prometheus namespace: gf-space
以下に、アカウントに対して、操作できるロールを割り当てる定義を記載します。
・prometheus-role.yml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRole metadata: name: prometheus rules: - apiGroups: [""] resources: - nodes - services - endpoints - pods verbs: ["get", "list", "watch"] - apiGroups: - extensions resources: - ingresses verbs: ["get", "list", "watch"] - nonResourceURLs: ["/metrics"] verbs: ["get"]
以下に、prometheusを動作させるための設定ファイル(prometheus.yml)を定義します。本章では、kubernetesネットワーク内に存在するpodから、「__meta_kubernetes_pod_container_name」で定義された名前が「exporter」または、「cadvisor」であるpodが監視対象となるように設定しています。
・prometheus-conf.yml
apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: namespace: gf-space name: prometheus-configmap data: prometheus.yml: | global: scrape_interval: 15s # By default, scrape targets every 15 seconds. evaluation_interval: 15s # Evaluate rules every 15 seconds. The default is every 1 minute. # Attach these labels to any time series or alerts when communicating with # external systems (federation, remote storage, Alertmanager). #external_labels: # monitor: 'codelab-monitor' # A scrape configuration containing exactly one endpoint to scrape: # Here it's Prometheus itself. scrape_configs: # The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config. - job_name: 'prometheus' # Override the global default and scrape targets from this job every 5 seconds. scrape_interval: 5s static_configs: - targets: ['localhost:9090'] - job_name: 'kubernetes-pods' tls_config: ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token kubernetes_sd_configs: - role: pod relabel_configs: - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_container_name] regex: exporter|cadvisor action: keep - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_node_name] action: replace target_label: node_name
以下に、本章で定義したアカウントで動作するprometheusがpod起動する設定のDeployment記載ymlファイルを記載します。
・prometheus.yml
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: prometheus namespace: gf-space spec: selector: matchLabels: app: prometheus template: metadata: labels: app: prometheus spec: serviceAccountName: prometheus serviceAccount: prometheus containers: - name: prometheus image: prom/prometheus imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 9090 volumeMounts: - name: config-vol mountPath: /etc/prometheus/prometheus.yml # mountPath: /prometheus/prometheus.yml subPath: prometheus.yml volumes: - name: config-vol configMap: name: prometheus-configmap items: - key: prometheus.yml path: prometheus.yml
以下に、ネットワーク外から30747ポートにアクセスした通信をPrometheusのpodに渡しますサービスを記載します。
・prometheus-service.yml
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: prometheus-service namespace: gf-space spec: selector: app: prometheus ports: - port: 9090 targetPort: 9090 nodePort: 30747 type: LoadBalancer
以下コマンドで動作させます。
$ kubectl apply -f prometheus-account.yml $ kubectl apply -f prometheus-role.yml $ kubectl apply -f rometheus-conf.yml $ kubectl apply -f prometheus.yml $ kubectl apply -f prometheus-service.yml
以下のコマンドで、prometheusのステータスが「Running」になることを確認してください。もしならない場合は、prometheus-conf.yml内の設定ファイルが間違っている可能性が高いです。
$ kubectl get pod --namespace=gf-space -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES exporter-hdrf9 1/1 Running 2 5d20h 192.168.0.25 raspberrypi5 <none> <none> exporter-sftk9 1/1 Running 1 5d20h 192.168.0.21 bookserver2 <none> <none> exporter-xqh25 1/1 Running 3 5d20h 192.168.0.24 k8s-worker-1 <none> <none> prometheus-8496447b96-jdwf4 1/1 Running 0 4m8s 10.244.2.69 raspberrypi5 <none> <none>
起動後、「http://bookserver2.local:30747」にブラウザでアクセスすると以下のような画面が表示されます
また、status->targetの順でアクセスすると以下の図のように、Endpointにkubernetesネットワーク内で起動している監視エージェントを監視するように自動登録されています。
Grafanaを使用してPrometheusの視覚的に監視
事前にNFS共有のフォルダ内にgrafanaフォルダを作りchmodコマンドで権限を777にする。
本章で読み込む設定ファイルについて以下に示す。
図 Grafana起動の読み込みファイル図
また、読み込んだ後で、動作するKubernetesクラスタの状態を以下に示す。
図 Grafana設定ファイル読み込み後の動作イメージ図
フォルダをマウントするための設定ファイルを以下に示します。なお、マウント対象となるフォルダは、k8s-worker-1(192.168.0.24)内で定義したNFSの対象フォルダとなります。また、このフォルダをコンテナにマウントした時に保存容量は1GBを定義します。
・grafana-volue.yml
apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: "grafana-pv-volume" namespace: gf-space labels: type: "local" spec: storageClassName: "manual" persistentVolumeReclaimPolicy: Retain capacity: storage: "1Gi" accessModes: - ReadWriteOnce # hostPath: # path: /home/pi/usb/usb1/grafana nfs: server: 192.168.0.24 path: /home/pi/nfs/grafana --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: grafana-pv-claim namespace: gf-space spec: storageClassName: manual accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 1Gi
Grafanaのpodを起動させるための定義を以下に示します。なお、フォルダマウントについては、PersistentVolumeClaimで定義したフォルダをGrafanaのpodにマウントさせます。
・grafana.yml
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: grafana namespace: gf-space spec: selector: matchLabels: app: grafana template: metadata: labels: app: grafana spec: containers: - name: grafana image: grafana/grafana imagePullPolicy: IfNotPresent env: - name: TZ value: 'Asia/Tokyo' ports: - containerPort: 3000 volumeMounts: - name: grafana-vol mountPath: /var/lib/grafana volumes: - name: grafana-vol persistentVolumeClaim: claimName: grafana-pv-claim
Grafanaのpodへの接続サービス設定を以下に示します。本設定の機能は、クラスタ外からの接続ポートは30748を開き、そこへの通信をGrafanaのpodに渡します。
・grafana-service.yml
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: grafana-service namespace: gf-space spec: selector: app: grafana ports: - port: 3000 targetPort: 3000 nodePort: 30748 type: LoadBalancer
以下のコマンドで、起動させてください。
kubectl apply -f grafana-volue.yml kubectl apply -f grafana.yml kubectl apply -f grafana-service.yml
起動後、Grafanaにアクセスして、クラスタ上に存在するPrometheusのサーバを登録します。データソースでPrometheusを選択し、URL「http://prometheus-service:9090」を登録してください。
後は、ダッシュボードでグラフを登録をすれば以下の図に近いものを作ることができます。
参考までに以下図で使用した設定を記載します。
・CPU使用率
avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode=”user”}[1m] ) )by (node_name)*100
・使用メモリ
node_memory_MemTotal_bytes-node_memory_MemFree_bytes
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