一，Prometheus概述

1，什么是Prometheus？
Prometheus是最初在SoundCloud上構(gòu)建的開源系統(tǒng)監(jiān)視和警報(bào)工具包，自2012年成立以來，許多公司和組織都采用了Prometheus，該項(xiàng)目擁有非?；钴S的開發(fā)人員和用戶社區(qū)。現(xiàn)在，它是一個(gè)獨(dú)立的開源項(xiàng)目，并且獨(dú)立與任何公司維護(hù)。為了強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)并闡明項(xiàng)目的治理結(jié)構(gòu)，Prometheus在2016年加入了 Cloud Native Computing Foundation（云原生計(jì)算基金會(huì)（CNCF）），這是繼kubernetes之后的第二個(gè)托官項(xiàng)目。

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2，Prometheus的優(yōu)勢(shì)
Prometheus 的主要優(yōu)勢(shì)有：

• 由指標(biāo)名稱和鍵/值識(shí)別時(shí)間序列數(shù)據(jù)組成的多維數(shù)據(jù)模型。
• 強(qiáng)大的查詢語(yǔ)言 （PromQL）
• 不依賴分布式存儲(chǔ)；單個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)具有自治能力。
• 通過基于HTTP的拉取方式采集時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
• 可以通過中間網(wǎng)關(guān)來推送時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
• 可以通過靜態(tài)配置文件或服務(wù)發(fā)現(xiàn)來獲取監(jiān)控目標(biāo)。
• 支持多種類型的圖標(biāo)和儀表盤，比如Grafana等。

3，Prometheus的核心組件
Prometheus生態(tài)系統(tǒng)有多個(gè)組件組成，其中有許多組件是可選的：

• Prometheus Server：用于收集指標(biāo)和存儲(chǔ)時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并提供查詢接口。
• client Library：客戶端庫(kù)（例如Go，python，java等），為需要監(jiān)控的服務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的/metrics（服務(wù)指標(biāo)度量）并暴露給Prometheus server。
• push gateway：推送網(wǎng)關(guān)，主要用于臨時(shí)性的jobs。由于這類jobs存在時(shí)間較短，可能在Prometheus來pull之前就消失了，對(duì)此jobs定時(shí)將指標(biāo)push到pushgateway，再由Prometheus server從pushgateway上pull。
• Exporter：用于暴露已有的第三方服務(wù)的 metrics 給Prometheus。
• alertmanager：用來處理告警，從Prometheus server端接收警告后，會(huì)進(jìn)行去除重復(fù)數(shù)據(jù)，分組，并路由到對(duì)收的接收方式，發(fā)出報(bào)警。最常見的接收方式：電子郵件。

4，Prometheus的架構(gòu)
Prometheus 的整體架構(gòu)以及生態(tài)系統(tǒng)組件如下圖所示：

Prometheus server直接從監(jiān)控目標(biāo)中或者間接通過推送網(wǎng)關(guān)來拉取監(jiān)控指標(biāo)，它在本地存儲(chǔ)所有抓取到的樣本數(shù)據(jù)，并對(duì)此數(shù)據(jù)執(zhí)行一系列規(guī)則，以匯總和記錄現(xiàn)有數(shù)據(jù)的新時(shí)間序列和生成告警?？梢酝ㄟ^Grafana或者其他工具來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的可視化。

5，Prometheus的優(yōu)缺點(diǎn)
Prometheus對(duì)于采集純數(shù)字值的時(shí)間序列非常在行，所以它適合以物理機(jī)為中心的監(jiān)控，也適合監(jiān)控高度動(dòng)態(tài)的面向服務(wù)的架構(gòu)體。在微服務(wù)領(lǐng)域，它的多維數(shù)據(jù)采集以及查詢非常獨(dú)到且很有競(jìng)爭(zhēng)力。
Prometheus最大的價(jià)值在于可靠性，用戶可以再任何時(shí)候看到整個(gè)被監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)信息，即使在系統(tǒng)有問題的是時(shí)候。但它不能做到100%的精確，比如如果你要按請(qǐng)求數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)，那么Prometheus不太適合你，因?yàn)樗占臄?shù)據(jù)可能不夠詳細(xì)完整。這種情況下你最好使用其他系統(tǒng)來收集和分析數(shù)據(jù)以進(jìn)行計(jì)費(fèi)，并使用Prometheus來監(jiān)控系統(tǒng)的其余部分。

二，Prometheus部署

部署環(huán)境：

節(jié)點(diǎn)名	主機(jī)ip	操作系統(tǒng)
master	172.16.1.30	Centos7
node01	172.16.1.31	Centos7
node02	172.16.1.32	Centos7

1，獲得Prometheus的git項(xiàng)目：

1）安裝git工具包：
[root@master ~]# yum install git -y

2）獲取Prometheus的git項(xiàng)目：
[root@master prometheus]#  git clone https://github.com/coreos/kube-prometheus.git

#執(zhí)行g(shù)it pull命令進(jìn)行更新，確?？寺〉奖镜氐氖亲钚碌模?[root@master kube-prometheus]# git pull
Already up-to-date.

2，導(dǎo)入部署Prometheus所需組件鏡像：
1）在集群中的所有node上進(jìn)行上傳鏡像包（包括master）

2）分別在集群中的node上進(jìn)行l(wèi)oad操作：

#注意：確定在當(dāng)前路徑下執(zhí)行
[root@master images]# for i in `ls`; do docker load < $i; done
[root@node01 images]# for i in `ls`; do docker load < $i; done
[root@node02 images]#  for i in `ls`; do docker load < $i; done

以上鏡像都是我通過國(guó)內(nèi)阿里云鏡像站下載好的（已修改tag），我已上傳至網(wǎng)盤，大家可以去進(jìn)行下載：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1c8pP3vAS9qHCQqc-XaYRXQ
提取碼：8zk2

注意：
考慮到以上組件的鏡像版本在git項(xiàng)目上會(huì)經(jīng)常的更新，所以大家就得根據(jù)最新版本去下載相對(duì)應(yīng)的鏡像；yaml文件中默認(rèn)是從quay.io和gcr.io進(jìn)行鏡像拉取（其他的國(guó)內(nèi)可直接拉?。覀冎?，國(guó)內(nèi)訪問外網(wǎng)是被屏蔽的，我們無法直接將鏡像下載下來，所以可以分別通過 quay-mirror.qiniu.com 和 registry.aliyuncs.com鏡像站去拉取。
###例如：
拉取鏡像：quay.io/coreos/prometheus-operator:v0.36.0
可以改為：quay-mirror.qiniu.com/coreos/prometheus-operator:v0.36.0

拉取鏡像：gcr.io/google_containers/kube-proxy
可以改為：registry.aliyuncs.com/google_containers//kube-proxy

3，修改訪問模式為nodeport

1）修改grafana-service文件：
[root@master kube-prometheus]# cd manifests/
[root@master manifests]# vim grafana-service.yaml 

2）修改Prometheus-service文件：
[root@master manifests]# vim prometheus-service.yaml 

3)修改alertmanager-service文件：

4，執(zhí)行安裝操作
1）先安裝Prometheus所需要的資源（在manifests/setup目錄下的yaml文件）：

[root@master manifests]# kubectl apply -f  setup/

2）安裝Prometheus（在manifests/路徑下的yaml文件）：
[root@master manifests]# cd ..
[root@master kube-prometheus]# kubectl apply -f manifests/

5，查看Prometheus資源（確保以下pod都達(dá)到所期望的狀態(tài)值）
[root@master kube-prometheus]# kubectl get pod -n monitoring

[root@master kube-prometheus]# kubectl get svc -n monitoring

以上各組件說明：

• MerticServer： k8s集群資源使用情況的聚合器，收集數(shù)據(jù)給k8s集群內(nèi)使用；如kubectl，hpa，scheduler等。
• PrometheusOperator：是一個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和警報(bào)工具箱，用來存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
• NodeExPorter：用于各個(gè)node的關(guān)鍵度量指標(biāo)狀態(tài)數(shù)據(jù)。
• kubeStateMetrics：收集k8s集群內(nèi)資源對(duì)象數(shù)據(jù)，指定告警規(guī)則。
• Prometheus：采用pull方式收集apiserver，scheduler，control-manager，kubelet組件數(shù)據(jù)，通過http協(xié)議傳輸。
• Grafana：是可視化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控平臺(tái)。

6，Prometheus監(jiān)控頁(yè)面展示

1）訪問Prometheus web頁(yè)面：
訪問url：http://172.16.1.30:30200/

#部署成功后，會(huì)顯示集群節(jié)點(diǎn)各個(gè)組件的詳細(xì)信息，并且狀態(tài)為up。

2）訪問alertmanager web頁(yè)面：
訪問url: http://172.16.1.30:30300

3）訪問Grafana 圖形化界面：
訪問url： http://172.16.1.30:30100 ， 初始用戶名和密碼都為：admin

#修改用戶名和密碼后點(diǎn)擊登錄：

三，使用Prometheus監(jiān)控平臺(tái)

1，為grafana添加Prometheus數(shù)據(jù)源

上圖所示，可以看到當(dāng)部署完P(guān)rometheus后默認(rèn)已經(jīng)為我們添加了一個(gè)Prometheus數(shù)據(jù)源，大家也可以點(diǎn)擊右上角的"Add data source"選項(xiàng)自定義添加所需要的數(shù)據(jù)源。如下圖所示：

2，為grafana添加dashboard

3，監(jiān)控集群資源

如上圖所示，已為我們提供了一些內(nèi)置資源監(jiān)控模板，大家可以選擇查看需要監(jiān)控的資源。下面將展示幾個(gè)重要監(jiān)控的資源對(duì)象信息：

1）查看集群資源信息：

#可以看到集群中cpu，memory，network以及磁盤IO等使用信息的展示。

2）查看各個(gè)節(jié)點(diǎn)資源的使用情況：

3）Pod資源查看：

#如上所示，可以看到Prometheus為我們提供的資源監(jiān)控項(xiàng)還是非常全面的。其他資源監(jiān)控項(xiàng)大家可以自行查看。

4，其他監(jiān)控模板
grafana提供自帶的監(jiān)控模板是非常豐富的，不過我們也可以進(jìn)入Grafana官網(wǎng)下載其他監(jiān)控模板。

1）下載監(jiān)控模板，如下圖所示：

比如，我們選擇Node Exporter for Prometheus 模板：

2）在Grafana web界面上導(dǎo)入模板：

模板導(dǎo)入成功，其他類型的監(jiān)控模板大家可以自己在Grafana官網(wǎng)上去下載。

Alertmanager實(shí)現(xiàn)郵箱告警可參考博文：監(jiān)控利器-Prometheus安裝與部署+實(shí)現(xiàn)郵箱報(bào)警

分享題目：Prometheus+Grafan監(jiān)控k8s集群詳解
標(biāo)題鏈接：http://aaarwkj.com/article28/peijcp.html

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