Kubernetes日誌分析

一、Kubernetes日誌概述

Kubernetes是一種雲原生的容器編排系統，它為容器化應用提供了高效的管理機制。在 Kubernetes 集群中，每個節點上都會將重要的日誌信息保存在本地。由於 Kubernetes 系統的架構較為分散，實時收集日誌和檢測錯誤不是一件容易的事情。因此，對K8S日誌進行分析可以幫助我們發現問題和提高系統性能。

二、Kubernetes日誌收集方案

Kubernetes支持很多種日誌收集方案，如官方的 kube-apiserver、kubelet、etcd，以及開源的 Fluentd 和 Elastic Stack 等。其中，Fluentd是最常用的一種方案。它是一個開源的日誌數據收集器，可以從各種數據源中收集數據，統一處理並發送到不同的目標存儲庫中。

三、Fluentd日誌收集方案實現

1、使用 Fluentd 安裝的 Kubernetes 插件
Fluentd 安裝的 Kubernetes 插件可以自動對 Kubernetes 所有日誌源進行配置，比如 kube-apiserver、kubelet 和 etcd 等。使用這種方法，只需要將插件作為 DaemonSet 在 Kubernetes 集群中進行部署即可。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-kubernetes-daemonset
  namespace: kube-system
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: fluentd-logging
      annotations:
        pod.beta.kubernetes.io/lifecycle: '{"postStart":{"exec":{"command":["/bin/sh","-c","cp -Rp /etc/fluentd/etc/* /etc/fluentd; fluentd -c /etc/fluentd/fluentd.conf -p /etc/fluentd/plugins"]}}}'
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
      - name: fluentd-kubernetes-daemonset
        image: fluent/fluentd-kubernetes-daemonset:v1.10.2-debian-elasticsearch7-1.4
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /var/lib/docker/containers
          readOnly: true
          securityContext:
            privileged: true
        - name: fluentd-config
          mountPath: /etc/fluentd
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers
      - name: fluentd-config
        configMap:
          name: fluentd-config

2、使用 Fluentd DaemonSet 進行日誌收集
使用 DaemonSet 部署 Fluentd Agent，並將 Fluentd 的配置文件和插件掛載到本地的節點上，通過對日誌源進行配置，將日誌發送到後端存儲中。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: fluentd-conf
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
data:
  fluent.conf: |
    
      @type tail
      path /var/log/containers/*.log
      pos_file /var/log/fluentd-containers.log.pos
      tag kubernetes.*
      time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%NZ
      types cri,containerd
      read_from_head true
      
        @type detect_exceptions
        remove_tag_prefix kubernetes.
      
    
    
      @type kubernetes_metadata
    
    
      @type elasticsearch
      host elasticsearch.logging.svc.cluster.local
      port 9200
      logstash_format true
      logstash_prefix fluentd
      include_tag_key true
      tag_key @log_name
      flush_interval 1s
    
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: fluentd-logging
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: fluentd-logging
    spec:
      serviceAccount: fluentd
      serviceAccountName: fluentd
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      containers:
      - name: fluentd
        image: fluent/fluentd:v1.3-debian-1
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /var/lib/docker/containers
          readOnly: true
        - name: fluentdconf
          mountPath: /fluentd/etc/
        ports:
        - containerPort: 24224
          hostPort: 24224
        - containerPort: 24220
          hostPort: 24220
        env:
        - name: FLUENT_UID
          value: "0"
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers
      - name: fluentdconf
        configMap:
          name: fluentd-conf

四、Kubernetes日誌分析工具

1、Kibana
Kibana是一個基於Elasticsearch搜索引擎的開源數據分析和可視化平台。使用Kibana，您可以直觀地查看分析日誌、文檔和數據，而不僅僅是查看數據。您可以使用Kibana來搜索、查看、與數據進行交互，並創建漂亮的可視化工具。

2、Prometheus
Prometheus是一套基於開源的系統監控和警報工具。Prometheus在Kubernetes應用程序與操作系統之間的縫隙中收集統計信息，並提供了一種可視化應用於存儲、查詢和可視化數據的方式。可以將日誌轉化為指標數據，Prometheus可以分析Kubernetes集群中各個組件的運行狀態，如API服務器、代理、節點和應用程序等。

五、Kubernetes日誌分析的應用

1、故障檢測
定時分析Kubernetes日誌，可以很好地檢測集群中的故障以及其根源。如果發現系統出現了故障，則可以通過日誌分析找到出錯的服務、應用程序或節點。

2、性能問題診斷
使用Kubernetes中的日誌，可以對應用程序的性能進行監測。如果應用程序不斷重啟，可以通過分析不同時期的日誌，找到導致這種行為的事件。

3、安全審計
通過Kubernetes日誌審計，可以檢查集群中是否存在安全漏洞、是否有異常訪問、是否產生過於強大的API請求等問題。

六、總結

通過日誌分析，可以追蹤系統運作情況，檢測問題，提高應用程序性能和安全性，提高企業運營效率。