第11章 Kubernetes平台中日志收集

一.收集哪些日志

• K8S系统的组件日志
• K8S Cluster里面部署的应用程序日志

二.日志方案

filebeat-ELK.png

三.容器日志收集方案

1. Node 上部署一个日志收集程序

• DaemonSet方式部署日志收集程序
• 对本节点/var/log和 /var/lib/docker/containers/ 两个目录下的日志进行采集


方案1.png

2. Pod 中附加专用日志收集的容器

• 每个运行应用程序的Pod中增加一个日志收集容器，使用emtyDir共享日志目录让日志收集程序读取到。


方案2.png

3. 应用程序直接推送日志

•超出Kubernetes范围


方案3.png
方式 优点 缺点
方案一：Node上部署一个日志收集程序 每个Node仅需部署一个日志收集程序资源消耗少，对应用无侵入 应用程序日志需要写到标准输出和标准错误输出， 不支持多行日志
方案二：Pod中附加专用日志收集的容器 低耦合 每个Pod启动一个日志收集代理，增加资源消耗， 并增加运维维护成本
方案三：应用程序直接推送日志 无需额外收集工具 浸入应用，增加应用复杂度

四、安装ELK

主机IP：10.40.6.214

1. 安装JDK

# yum install java-1.8.0-openjdk -y
# java -version
java version "1.8.0_181"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_181-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.181-b13, mixed mode)

2. 安装logstash、elasticsearch和kibana

配置yum源, yum安装
https://www.elastic.co/guide/en/logstash/6.5/installing-logstash.html

# cat /etc/yum.repos.d/elastic.repo
[logstash-6.x]
name=Elastic repository for 6.x packages
baseurl=https://artifacts.elastic.co/packages/6.x/yum
gpgcheck=1
gpgkey=https://artifacts.elastic.co/GPG-KEY-elasticsearch
enabled=1
autorefresh=1
type=rpm-md

# yum install logstash elasticsearch kibana -y

3. 配置及启动

kibana, elasticsearch 配置及启动

# egrep -v "^#|^$" /etc/kibana/kibana.yml
server.port: 5601
server.host: "0.0.0.0"
elasticsearch.hosts: ["http://localhost:9200"]

# chown elasticsearch.elasticsearch /var/log/elasticsearch/ -R
# systemctl start elasticsearch
# systemctl start kibana

kibana 地址：http://10.40.6.214:5601

logstash配置及启动：

# cat //etc/logstash/conf.d/logstash-to-es.conf
input {
  beats {
    ports => 5044
  }


}

filter {
}

output {
  elasticsearch {
    hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
    index => "k8s-log-%{+YYYY-MM-dd}"
  }
  stdout { codec => rubydebug }   ##调试使用，调试没问题后可以去掉
}

# /usr/share/logstash/bin/logstash -f /etc/logstash/conf.d/logstash-to-es.conf  ##调试
# /usr/share/logstash/bin/logstash -f /etc/logstash/conf.d/logstash-to-es.conf  &   ##调试通过放后台运行

五、收集k8s组件日志

filebeat的配置文件filebeat.yml使用ConfigMap管理，k8s组件日志记录在node节点本机/var/log/messages目录下，所以将node节点/var/log/messages目录挂载到pod中。创建收集k8s 组件日志/var/log/messages资源：

# cat k8s-logs.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: k8s-logs-filebeat-config
  namespace: kube-system

data:
  filebeat.yml: |-
    filebeat.prospectors:
      - type: log
        paths:
          - /messages
        fields:
          app: k8s
          type: module
        fields_under_root: true

    output.logstash:
      hosts: ['10.40.6.214:5044']

---

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: k8s-logs
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    matchLabels:
      project: k8s
      app: filebeat
  template:
    metadata:
      labels:
        project: k8s
        app: filebeat
    spec:
      containers:
      - name: filebeat
        image: docker.elastic.co/beats/filebeat:6.5.4
        args: [
          "-c", "/etc/filebeat.yml",
          "-e",
        ]
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 500Mi
        securityContext:
          runAsUser: 0
        volumeMounts:
        - name: filebeat-config
          mountPath: /etc/filebeat.yml
          subPath: filebeat.yml
        - name: k8s-logs
          mountPath: /messages
      volumes:
      - name: k8s-logs
        hostPath:
          path: /var/log/messages
          type: File
      - name: filebeat-config
        configMap:
          name: k8s-logs-filebeat-config

# kubectl create -f k8s-logs.yaml

访问kibana 地址：http://10.40.6.214:5601，创建索引

六、收集nginx访问日志

1. 收集nginx Pod日志filebeat配置

filebeat配置使用ConfigMap管理，这里在日志里加了两个字段app和type,方便在logstsh组件加日志写入ES(output )时做逻辑处理，比如app为www且type为nginx-access的index => "nginx-access-%{+YYYY.MM.dd}"。

# cat filebeat-nginx-configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: filebeat-nginx-config
  namespace: test

data:
  filebeat.yml: |-
    filebeat.prospectors:
      - type: log
        paths:
          - /usr/local/nginx/logs/access.log
        # tags: ["access"]
        fields:
          app: www
          type: nginx-access
        fields_under_root: true

      - type: log
        paths:
          - /usr/local/nginx/logs/error.log
        # tags: ["error"]
        fields:
          app: www
          type: nginx-error
        fields_under_root: true

    output.logstash:
      hosts: ['10.40.6.214:5044']

# kubectl apply -f filebeat-nginx-configmap.yaml

2. 创建nginx-php pod yaml文件

在原来的nginx-php pod yaml文件添加filebeat容器；以emptyDir模式挂载到nginx日志目录/usr/local/nginx/logs

# cat nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: php-demo
  namespace: test
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      project: www
      app: php-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        project: www
        app: php-demo
    spec:
      imagePullSecrets:
      - name: registry-pull-secret
      containers:
      - name: nginx
        image: 10.40.6.165/project/php-demo:1.0
        imagePullPolicy: Always
        ports :
        - containerPort: 80
          name: web
          protocol: TCP
        resources:
          requests:
            cpu: 0.5
            memory: 256Mi
          limits:
            cpu: 1
            memory: 1Gi
        resources:
          requests:
            cpu: 0.5
            memory: 256Mi
          limits:
            cpu: 1
            memory: 1Gi
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /index.php
            port: 80
          initialDelaySeconds: 6
          timeoutSeconds: 20
        volumeMounts:
        - name: nginx-logs
          mountPath: /usr/local/nginx/logs

      - name: filebeat
        image: docker.elastic.co/beats/filebeat:6.5.4
        args: [
          "-c", "/etc/filebeat.yml",
          "-e",
        ]
        resources:
          limits:
            memory: 500Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        securityContext:
          runAsUser: 0
        volumeMounts:
        - name: filebeat-config
          mountPath: /etc/filebeat.yml
          subPath: filebeat.yml
        - name: nginx-logs
          mountPath: /usr/local/nginx/logs

      volumes:
      - name: nginx-logs
        emptyDir: {}
      - name: filebeat-config
        configMap:
          name: filebeat-nginx-config

# kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
# kubectl get pod -n test
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
db-0                                1/1     Running   0          3d
php-demo-7656f9499f-5cnpk           2/2     Running   0          18s
php-demo-7656f9499f-v8w5t           2/2     Running   0          18s

# kubectl exec -it php-demo-7656f9499f-5cnpk -c filebeat bash  -n test
[root@php-demo-7656f9499f-5cnpk filebeat]# ll /usr/local/nginx/logs/
total 8
-rw-r--r-- 1 root root 2664 Jun 18 11:03 access.log
-rw-r--r-- 1 root root  636 Jun 18 11:01 error.log

3. 修改logstsh配置文件并重启

(1). input字段

配件数据来源，也就是logstash 端口

(2). filter字段

过滤不要字段或处理相关字段，这里暂时忽略

(3). output字段

以某个字段为条件，定义写入到ES不同的index中，如app==“www”且type == "nginx-access"写入到index => "nginx-access-%{+YYYY.MM.dd}",配置如下：

# cat logstash-to-es.conf
input {
  beats {
     port => 5044
  }
}


filter {
}

output {
    if [app] == "www" {
        if [type] == "nginx-access" {
           elasticsearch {
              hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
              index => "nginx-access-%{+YYYY.MM.dd}"
           }
        }
        else if [type] == "nginx-error" {
           elasticsearch {
              hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
              index => "nginx-error-%{+YYYY.MM.dd}"
           }
        }
        else if [type] == "tomcat-catalina" {
           elasticsearch {
              hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
              index => "tomcat-catalina-%{+YYYY.MM.dd}"
           }
        }
    } else if [app] == "k8s" {
        if [type] == "module" {
           elasticsearch {
              hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
              index => "k8s-log-%{+YYYY.MM.dd}"
           }
        }
    }
}

七、采集tomcat pod日志

1. 收集tomcat pod日志filebeat配置

# cat filebeat-tomcat-configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: filebeat-config
  namespace: test

data:
  filebeat.yml: |-
    filebeat.prospectors:
    - type: log
      paths:
        - /usr/local/tomcat/logs/catalina.*
      # tags: ["tomcat"]
      fields:
        app: www
        type: tomcat-catalina
      fields_under_root: true
      multiline:
        pattern: '^\['   ##多行匹配，以[ 开头到下一个[ 归为一行
        negate: true
        match: after
    output.logstash:
      hosts: ['10.40.6.214:5044']

# kubectl create -f filebeat-tomcat-configmap.yaml

2. 创建tomcat pod

# cat tomcat-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: tomcat-java-demo
  namespace: test
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      project: www
      app: java-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        project: www
        app: java-demo
    spec:
      imagePullSecrets:
      - name: registry-pull-secret
      containers:
      - name: tomcat
        image: 10.40.6.165/project/java-demo:v2
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - containerPort: 8080
          name: web
          protocol: TCP
        resources:
          requests:
            cpu: 0.5
            memory: 1Gi
          limits:
            cpu: 1
            memory: 2Gi
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 60
          timeoutSeconds: 20
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 60
          timeoutSeconds: 20
        volumeMounts:
        - name: tomcat-logs
          mountPath: /usr/local/tomcat/logs

      - name: filebeat
        image: docker.elastic.co/beats/filebeat:6.5.4
        args: [
          "-c", "/etc/filebeat.yml",
          "-e",
        ]
        resources:
          limits:
            memory: 500Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        securityContext:
          runAsUser: 0
        volumeMounts:
        - name: filebeat-config
          mountPath: /etc/filebeat.yml
          subPath: filebeat.yml
        - name: tomcat-logs
          mountPath: /usr/local/tomcat/logs
      volumes:
      - name: tomcat-logs
        emptyDir: {}
      - name: filebeat-config
        configMap:
          name: filebeat-config

# kubectl apply -f tomcat-deployment.yaml
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