写在之前
prometheus 配置文件大体框架有以下几个部分：
data:
prometheus.yml: | #
rule_files:
- etc/prometheus/rules.yml
alerting:
alertmanagers:
- static_configs:
- targets: ["localhost:9093"]
global:
scrape_interval: 15s
scrape_timeout: 10s
evaluation_interval: 1m
scrape_configs:
- job_name: 'kubernetes-node'
....
rules.yml: |
groups:
- name: example
rules:
- alert: kubernetes-apiserver打开句柄数>1000
...
- name: 物理节点状态-监控告警
rules:
- alert: 物理节点cpu使用率
...
包括两个文件：prometheus配置文件（prometheus.yaml）和 规则文件 （rules.yml）。
Prometheus配置文件，主要配置加载规则文件的路径，报警服务器的连接配置、全局配置、和抓取目标服务器的配置信息，这里会主要讲解抓取规则。
规则文件这里通过分组的形式进行监控，在监控页面也可以很好的展示；
prometheus 配置文件中global
| Global | 含义 |
| scrape_interval: 15s | 收集目标数据的时间间隔，可以使用全局配置，也可以基于某个Job_name配置，默认为15秒， |
| scrape_timeout: 10s | 目标采集超时时间，默认为10秒； |
| evaluation_interval: 1m | 报警状态更新间隔时间，默认1分钟； |
上面说的报警状态，主要有三个，第一篇文章中有提到，这里加深下理解，再次给出。
| 告警状态 | 功能 |
| pending | 警报通知已经被激活，但低于配置的持续时间，这里的持续时间即rule里的FOR字段设置的时间，在此状态下，不发送报警通知 |
| firing | 警报通知已经发送，而且超出设置的持续时间，该状态下发送报警通知 |
| inactive | 正常状态，既不是pending也不是firing的时候状态即inactive |
prometheus 服务发现方式
Prometheus 默认是采用Pull的方式拉取指标数据，那么它是如何知道拉取哪些目标服务的指标数据呢？其实就是通过配置 scrape_configs来定义各种Job来实现目标服务发现的，配置一个job_name后，这个指定的名称就会在Prometheus UI界面 Targets中显示出来，那么我们监控的目标有很多，尤其是Pod、Service这些经常变动的，我们又应该如何来配置管理 呢，下面我们来看Prometheus 中服务发现几种方式：
| Prometheus 服务发现 | 含义 |
| dns_sd_configs | 基于DNS 服务发现； |
| file_sd_configs | 基于文件服务发现； |
| static_configs | 静态服务发现，这个很好理解，比如我们的kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、Etcd等这些资源相对固定，不会经常性的发生变化，每当有新的目标需要监控时，需要手动配置监控目标服务； |
| kubernetes_sd_configs | 基于Kubernetes的服务发现，比如Pod、Service，这种也叫基于API的动态服务发现； |
| consul_sd_configs | 使用第三方组件Consul ，完成动态服务发现，Prometheus 一直监视consul服务，当发现在consul中注册的服务有变化，prometheus就会自动把注册到consul中的目标资源的变化同步到Prometheus的Targets中来； |
基于API的服务发现：kubernetes_sd_configs
Prometheus 集成了 Kubernetes 的自动服务发现，通过 kube-apiserver 提供的5种模式API来动态服务发现，它们分别是：基于 Node、Service、Pod、Endpoints以及基于ingress的服务发现；
下面给出 Kubernetes 服务发现的实例，这里会使用大量的 relabel_configs 标签，它主要是重新修改标签，它仅仅是对采集过来的指标进行二次处理，我们要什么、不要什么、如何替换等，把以__meta__、__address__、__scheme__或者以__metrics_path__开头的这些元数据标签进行动态的修改、更新、添加、删除操作；
relabel_configs action动作有如下几种：
| relabel_configs action动作 | 含义 |
| replace | 根据regex来去匹配source_labels标签上的值，并将并将匹配到的值写入target_label中，其实就是替换； |
| keep | 只是收集匹配到regex的源标签source_labels，而会丢弃没有匹配到的所有标签，用于选择保留哪些标签； |
| drop | 丢弃匹配到regex的源标签，而会收集没有匹配到的所有标签，用于排除，与keep相反； |
| labeldrop | 使用regex表达式匹配标签，符合规则的标签将从target实例中移除； |
| labelkeep | 使用regex表达式匹配标签，仅收集符合规则的target，不符合匹配规则的不收集； |
| labelmap | 根据regex的定义去匹配Target实例所有标签的名称，并且以匹配到的内容为新的标签名称，其值作为新标签的值； |
几种动作中提到的几个术语解析：
source_labels：字面意思是源标签，没有经过relabel处理之前的标签名；
target_label：目标标签，通过action动作处理之后的新的标签名；
regex：正则表达式，用于匹配源标签值使用的；
replacement：replacement指定的替换后的标签（target_label）对应的数值；
scheme: https、http等代表获取指标数据时使用的协议类型；
prometheus WebUI targets中的endpoints组成：
__scheme__://__address__/__metrics__path__
__scheme__，默认是http，不特别指明，就是http；
__address__，不特别说明也是抓取到源标签中的指标值；
__metrics__path__，默认是/metrics，除非特别指明；
Node 服务发现
主要监控Node节点的指标数据
- job_name: 'kubernetes-node'
kubernetes_sd_configs:
- role: node
relabel_configs:
- source_labels: [__address__]
regex: '(.*):10250'
replacement: '${1}:9100'
target_label: __address__
action: replace
- action: labelmap
regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
job_name 是为监控的目标定义一个标识名称，显示在WebUI界面的Targets中；
kubernetes_sd_configs 代表这是基于kubernetes API进行的动态服务发现方式；
role 指的是使用哪种类型的API，上面已经说过基于5种不同类型API来实现动态服务发现，这里指的是node；
relables_configs 重新修改标签的配置，
source_labels：__address__="172.31.117.233:10250"；
reges: 正则表达式，用于匹配源标签值使用的，这里源标签值是172.31.117.233:10250，通过正则表达式(.*):10250，匹配出来的结果是172.31.117.233；
replacement：替换后标签对应的值172.31.117.233:9100，其实就是 WebUI中Endpoint的数据；
action：replace即替换动作；
labelmap：__meta_kubernetes_node_label_(.+)，根据regex的定义去匹配Target实例所有标签的名称，并且以匹配到的内容为新的标签名称，其值作为新标签的值，其实新的标签值即是 WebUI 界面中显示的；
API Server服务发现
- job_name: 'kubernetes-apiserver'
kubernetes_sd_configs:
- role: endpoints
scheme: https
tls_config:
ca_file: var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
bearer_token_file: var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/
token
relabel_configs:
- source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_
service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
action: keep
regex: default;kubernetes;https
job_name 在WebUI中 Targets中显示的名称；
kubernetes_sd_configs 代表这是基于kubernetes API进行的动态服务发现方式；
role，指的是使用哪种类型的API，上面已经说过基于5种不同类型API来实现动态服务发现，这里指的是endpoints，这里也有一些默认的配置；
scheme，抓取数据时使用的协议类型为https；
tls_config和bearer_token_file，都是使用https进行获取数据使用的认证文件；
source_lables，动态服务发现kube-apiserver时，根据源标签进行一次过滤，把符合的target先过滤出来；
reges，根据正则去过滤哪个源标签被匹配出来，再结合keep动作，它能唯一的表示出是我们监控的对象；
action，keep就是保留符合正则表达式的targets，并显示出来；
node-cadvisor 动态服务发现
主要是监控容器的指标数据；
- job_name: 'kubernetes-node-cadvisor'
kubernetes_sd_configs:
- role: node
scheme: https
tls_config:
ca_file: var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
bearer_token_file: var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/
token
relabel_configs:
- action: labelmap
regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
- target_label: __address__
replacement: kubernetes.default.svc:443
- source_labels: [__meta_kubernetes_node_name]
regex: (.+)
target_label: __metrics_path__
replacement: /api/v1/nodes/${1}/proxy/metrics/cadvisor
job_name，在WebUI中 Targets中显示的名称；
kubernetes_sd_configs 代表这是基于kubernetes API进行的动态服务发现方式；
role 指的是使用哪种类型的API，上面已经说过基于5种不同类型API来实现动态服务发现，这里指的是node；
scheme，抓取数据时使用的协议类型为https；
tls_config和bearer_token_file，都是使用https进行获取数据使用的认证文件；
source_labels，通过regex 匹配出来 master01，把__metrics_path__默认值 metrics 替换成replacement成/api/v1/nodes/${1}/proxy/metrics/cadvisor，这里的$1由master01再次替换，
target_label，__address__它直接replacement 替换成kubernetes.default.svc:443；
Service 动态服务发现
要想让service自动服务发现，必须在注解中声明prometheus.io/port: "9153"和prometheus.io/scrape: "true"，默认是9153端口，可以不声明，但prometheus.io/scrape必须声明，还有一个前提你后面Pod 需要暴露了/metrics接口，否则也监控不到；
- job_name: 'kubernetes-service-endpoints'
kubernetes_sd_configs:
- role: endpoints
relabel_configs:
- source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scrape]
action: keep
regex: true
- source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scheme]
action: replace
target_label: __scheme__
regex: (https?)
- source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_path]
action: replace
target_label: __metrics_path__
regex: (.+)
- source_labels: [__address__, __meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_port]
action: replace
target_label: __address__
regex: ([^:]+)(?::\d+)?;(\d+)
replacement: $1:$2
- action: labelmap
regex: __meta_kubernetes_service_label_(.+)
- source_labels: [__meta_kubernetes_namespace]
action: replace
target_label: kubernetes_namespace
- source_labels: [__meta_kubernetes_service_name]
action: replace
target_label: kubernetes_name
job_name，在WebUI中 Targets中显示的名称；
kubernetes_sd_configs 代表这是基于kubernetes API进行的动态服务发现方式；
role 指的是使用哪种类型的API，上面已经说过基于5种不同类型API来实现动态服务发现，这里指的是node；
__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scrape，这个标签为true的过滤出来；
__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_path，如果指定了拉取指标数据的接口，把原来的__metrics_path__ 替换掉；
labelmap，保留哪些标签显示在prometheus WebUI中；
Pod 动态服务发现
Pod要想动态的服务发现，必须在定义Pod的时候，使用annotations:声明prometheus.io/scrape: 'true'，否则创建的Pod不会被自动服务发现，还有一个前提你使用的镜像需要暴露了/metrics接口，否则也监控不到；
- job_name: kubernetes-pods
kubernetes_sd_configs:
- role: pod
relabel_configs:
- action: keep
regex: true
source_labels:
- __meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_scrape
- action: replace
regex: (.+)
source_labels:
- __meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_path
target_label: __metrics_path__
- action: replace
regex: ([^:]+)(?::\d+)?;(\d+)
replacement: $1:$2
source_labels:
- __address__
- __meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_port
target_label: __address__
- action: labelmap
regex: __meta_kubernetes_pod_label_(.+)
- action: replace
source_labels:
- __meta_kubernetes_namespace
target_label: kubernetes_namespace
- action: replace
source_labels:
- __meta_kubernetes_pod_name
target_label: kubernetes_pod_name
这里的规则不作介绍和之前大同小异，要想让 Pod 自动服务发现，就需要暴露metrics接口；
基于静态配置的服务发现：static_configs
kube-scheduler/controller-manager/proxy静态服务发现
- job_name: 'kube-scheduler'
scrape_interval: 5s
static_configs:
- targets: ['172.31.117.233:10251','172.31.117.234:10251','172.31.117.235:10251']
- job_name: 'kube-controller-manager'
scrape_interval: 5s
static_configs:
- targets: ['172.31.117.233:10252','172.31.117.234:10252','172.31.117.235:10252']
- job_name: 'kube-proxy'
scrape_interval: 5s
static_configs:
- targets: ['172.31.117.233:10249','1172.31.117.234:10249','1172.31.117.235:10249','1172.31.117.236:10249']
静态配置相对简单，直接添加targets即可，以列表的形式，这里需要注意一个问题，由于集群是使用kubeadm安装的，kube-proxy监听的是127.0.0.1:10249，无法正常监控，需要修改
[root@master01 monitor]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
默认metricsBindAddress : ""，监听在127.0.0.1:10249
需要先把之前的kube-proxy删除，然后它会自动重建Pod，此时即可监听0.0.0.0:10249
[root@master01 monitor]# kubectl get pods -n kube-system|grep kube-proxy
kube-proxy-5zs9d 1/1 Running 0 33h
kube-proxy-b28fj 1/1 Running 0 33h
kube-proxy-btmlh 1/1 Running 1 33h
kube-proxy-ct7vd 1/1 Running 0 33h
[root@master01 monitor]# kubectl get pods -n kube-system|grep kube-proxy|gawk '{print $1}'
kube-proxy-5zs9d
kube-proxy-b28fj
kube-proxy-btmlh
kube-proxy-ct7vd
[root@master01 monitor]# for i in `kubectl get pods -n kube-system|grep kube-proxy|gawk '{print $1}'`
> do
> kubectl delete pods $i -n kube-system
> done
pod "kube-proxy-5zs9d" deleted
pod "kube-proxy-b28fj" deleted
pod "kube-proxy-btmlh" deleted
pod "kube-proxy-ct7vd" deleted
[root@master01 monitor]# kubectl get pods -n kube-system|grep kube-proxy
kube-proxy-5xh5r 1/1 Running 0 22s
kube-proxy-ccp4w 1/1 Running 0 29s
kube-proxy-swmw9 1/1 Running 0 17s
kube-proxy-vkz78 1/1 Running 0 20s
[root@master01 monitor]#
监控情况截图
etcd服务发现
由于集群采用了 https 的方式访问 etcd 集群，如果想监控etcd的话，也需要使用证书，我们这边使用 secret 资源类型，让 Prometheus 挂载此证书；
[root@master01 monitor]# kubectl create secret generic etcd-certs --from-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd/etcd.pem --from-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd/etcd-key.pem --from-file=/etc/kubernetes/ssl/ca/ca.pem -n monitor
secret/etcd-certs created
[root@master01 monitor]#
修改prometheus-alertmanager-deployment.yaml文件添加如下标注配置
添加Etcd 静态监控配置
- job_name: 'k8s-etcd'
scheme: https
tls_config:
ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/k8s-certs/etcd/ca.pem
cert_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/k8s-certs/etcd/etcd.pem
key_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/k8s-certs/etcd/etcd-key.pem
scrape_interval: 5s
static_configs:
- targets: ['172.31.117.233:2379','172.31.117.234:2379','172.31.117.235:2379']
监控如图
Prometheus常用启动参数
| 配置参数 | 说明 |
| - --config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml | 配置文件路径 |
| - --storage.tsdb.path=/prometheus | 存储路径，默认在data目录下 |
| - --storage.tsdb.retention=720h | 数据保留时间 |
| - --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 | 热加载 reload操作，如果不生效，删除重建； |
| - --web.max-connections=512 | 默认最大连接数 |
| - --alertmanager.timeout=10s | 报警信息发送给alertmanager的超时时间 |
| - --query.timeout=2m | 查询超时间 |
| - --query.max-concurrency=20 | 并发查询数，prometheus的默认采集指标中有一项，prometheus_engine_queries_concurrent_max可以拿到最大查询并发数及查询情况 |
总结
主要总结 Prometheus 监控抓取的配置规则，尤其是relabel_configs的使用，这个是Prometheus 配置监控目标的重点，详细说明了node、pod、service、kube-apiserver的动态服务发现方式及配置文件详解，又列举了kube-controller-manager、kube-scheduler和etcd静态配置服务发现的方式，基于文件和DNS的服务发现，用的不多，先不总结，最后总结了Prometheus常用启动参数。
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