Модуль устанавливает prometheus operator, который позволяет создавать и автоматизированно управлять инсталляциями Prometheus.

Функционал устанавливаемого оператора:

  • определяет следующие custom resource’ы:
    • Prometheus — определяет инсталляцию (кластер) Prometheus
    • ServiceMonitor — определяет, как собирать метрики с сервисов
    • Alertmanager — определяет кластер Alertmanager‘ов
    • PrometheusRule — определяет список Prometheus rules
  • следит за этими ресурсами и:
    • генерирует StatefulSet с самим Prometheus и необходимые для его работы конфигурационные файлы, сохраняя их в Secret;
    • следит за ресурсами ServiceMonitor и PrometheusRule и на их основании обновляет конфигурационные файлы Prometheus через внесение изменений в Secret.

Prometheus

Что делает Prometheus?

В целом, сервер Prometheus делает две ключевых вещи — собирает метрики и выполняет правила:

  • Для каждого target’а (цель для мониторинга), каждый scrape_interval, делает HTTP запрос на этот target, получает в ответ метрики в своем формате, которые сохраняет к себе в базу
  • Каждый evaluation_interval обрабатывает rules, на основании чего:
    • или шлет алерты
    • или записывает (себе же в базу) новые метрики (результат выполнения rule’а)

Как настраивается Prometheus?

  • У сервера Prometheus есть config и есть rule files (файлы с правилами)
  • В config имеются следующие секции:
    • scrape_configs — настройки поиска target’ов (целей для мониторинга, см. подробней следующий раздел).

    • rule_files — список директорий, в которых лежат rule’ы, которые необходимо загружать:

      rule_files:
- /etc/prometheus/rules/rules-0/*
- /etc/prometheus/rules/rules-1/*
    • alerting — настройки поиска Alert Manager’ов, в которые слать алерты. Секция очень похожа на scrape_configs, только результатом ее работы является список endpoint’ов, в которые Prometheus будет слать алерты.

Где Prometheus берет список target’ов?

  • В целом Prometheus работает следующим образом:

    Работа Prometheus

    • (1) Prometheus читает секцию конфига scrape_configs, согласно которой настраивает свой внутренний механизм Service Discovery
    • (2) Механизм Service Discovery взаимодействует с API Kubernetes (в основном — получает endpoint`ы)
    • (3) На основании происходящего в Kubernetes механизм Service Discovery обновляет Targets (список target’ов)

  • В scrape_configs указан список scrape job’ов (внутреннее понятие Prometheus), каждый из которых определяется следующим образом:

    scrape_configs:
  # Общие настройки
- job_name: d8-monitoring/custom/0    # просто название scrape job'а, показывается в разделе Service Discovery
  scrape_interval: 30s                  # как часто собирать данные
  scrape_timeout: 10s                   # таймаут на запрос
  metrics_path: /metrics                # path, который запрашивать
  scheme: http                          # http или https
  # Настройки service discovery
  kubernetes_sd_configs:                # означает, что target'ы мы получаем из Kubernetes
  - api_server: null                    # означает, что адрес API-сервера использовать из переменных окружения (которые есть в каждом Pod'е)
    role: endpoints                     # target'ы брать из endpoint'ов
    namespaces:
      names:                            # искать endpoint'ы только в этих namespace'ах
      - foo
      - baz
  # Настройки "фильтрации" (какие enpoint'ы брать, а какие нет) и "релейблинга" (какие лейблы добавить или удалить, на все получаемые метрики)
  relabel_configs:
  # Фильтр по значению label'а prometheus_custom_target (полученного из связанного с endpoint'ом service'а)
  - source_labels: [__meta_kubernetes_service_label_prometheus_custom_target]
    regex: .+                           # подходит любой НЕ пустой лейбл
    action: keep
  # Фильтр по имени порта
  - source_labels: [__meta_kubernetes_endpointslice_port_name]
    regex: http-metrics                 # подходит, только если порт называется http-metrics
    action: keep
  # Добавляем label job, используем значение label'а prometheus_custom_target у service'а, к которому добавляем префикс "custom-"
  #
  # Лейбл job это служебный лейбл Prometheus:
  #    * он определяет название группы, в которой будет показываться target на странице targets
  #    * и конечно же он будет у каждой метрики, полученной у этих target'ов, чтобы можно было удобно фильтровать в rule'ах и dashboard'ах
  - source_labels: [__meta_kubernetes_service_label_prometheus_custom_target]
    regex: (.*)
    target_label: job
    replacement: custom-$1
    action: replace
  # Добавляем label namespace
  - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace]
    regex: (.*)
    target_label: namespace
    replacement: $1
    action: replace
  # Добавляем label service
  - source_labels: [__meta_kubernetes_service_name]
    regex: (.*)
    target_label: service
    replacement: $1
    action: replace
  # Добавляем label instance (в котором будет имя Pod'а)
  - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_name]
    regex: (.*)
    target_label: instance
    replacement: $1
    action: replace
  • Таким образом, Prometheus сам отслеживает:
    • добавление и удаление Pod’ов (при добавлении/удалении Pod’ов Kubernetes изменяет endpoint’ы, а Prometheus это видит и добавляет/удаляет target’ы)
    • добавление и удаление сервисов (точнее endpoint’ов) в указанных namespace’ах
  • Изменение конфига требуется в следующих случаях:
    • нужно добавить новый scrape config (обычно — новый вид сервисов, которые надо мониторить)
    • нужно изменить список namespace’ов

Prometheus Operator

Что делает Prometheus Operator?

  • С помощью механизма CRD (Custom Resource Definitions) определяет четыре custom ресурса:
    • prometheus — определяет инсталляцию (кластер) Prometheus
    • servicemonitor — определяет, как “мониторить” (собирать метрики) набор сервисов
    • alertmanager — определяет кластер Alertmanager’ов
    • prometheusrule — определяет список Prometheus rules
  • Следит за ресурсами prometheus и генерирует для каждого:
    • StatefulSet (с самим Prometheus’ом)
    • Secret с prometheus.yaml (конфиг Prometheus’а) и configmaps.json (конфиг для prometheus-config-reloader)
  • Следит за ресурсами servicemonitor и prometheusrule и на их основании обновляет конфиги (prometheus.yaml и configmaps.json, которые лежат в секрете).

Что в Pod’е с Prometheus’ом?

Что в Pod Prometheus

  • Два контейнера:
    • prometheus — сам Prometheus
    • prometheus-config-reloader — обвязка, которая:
      • следит за изменениями prometheus.yaml и, при необходимости, вызывает reload конфигурации Prometheus’у (специальным HTTP-запросом, см. подробнее ниже)
      • следит за PrometheusRule’ами (см. подробнее ниже) и по необходимости скачивает их и перезапускает Prometheus
  • Pod использует три volume:
    • config — примонтированный secret (два файла: prometheus.yaml и configmaps.json). Подключен в оба контейнера.
    • rules — emptyDir, который наполняет prometheus-config-reloader, а читает prometheus. Подключен в оба контейнера, но в prometheus в режиме read only.
    • data — данные Prometheus. Подмонтирован только в prometheus.

Как обрабатываются Service Monitor’ы?

Как обрабатываются Service Monitor'ы

  • (1) Prometheus Operator читает (а также следит за добавлением/удалением/изменением) Service Monitor’ы (какие именно Service Monitor’ы — указано в самом ресурсе prometheus, см. подробней официальную документацию).
  • (2) Для каждого Service Monitor’а, если в нем НЕ указан конкретный список namespace’ов (указано any: true), Prometheus Operator вычисляет (обращаясь к API Kubernetes) список namespace’ов, в которых есть Service’ы (подходящие под указанные в Service Monitor’е label’ы).
  • (3) На основании прочитанных ресурсов servicemonitor (см. официальную документацию) и на основании вычисленных namespace’ов Prometheus Operator генерирует часть конфига (секцию scrape_configs) и сохраняет конфиг в соответствующий Secret.
  • (4) Штатными средствами самого Kubernetes данные из секрета прилетают в Pod (файл prometheus.yaml обновляется).
  • (5) Изменение файла замечает prometheus-config-reloader, который по HTTP отправляет запрос Prometheus’у на перезагрузку.
  • (6) Prometheus перечитывает конфиг и видит изменения в scrape_configs, которые обрабатывает уже согласно своей логике работы (см. подробнее выше).

Как обрабатываются Custome Resources с rule’ами?

Как обрабатываются Custome Resources с rule'ами

  • (1) Prometheus Operator следит за PrometheusRule’ами (подходящими под указанный в ресурсе prometheus ruleSelector).
  • (2) Если появился новый (или был удален существующий) PrometheusRule — Prometheus Operator обновляет prometheus.yaml (а дальше срабатывает логика в точности соответствующая обработке Service Monitor’ов, которая описана выше).
  • (3) Как в случае добавления/удаления PrometheusRule’а, так и при изменении содержимого PrometheusRule’а, Prometheus Operator обновляет ConfigMap prometheus-main-rulefiles-0.
  • (4) Штатными средствами самого Kubernetes данные из ConfigMap прилетают в Pod
  • Изменение файла замечает prometheus-config-reloader, который:
    • (5) скачивает изменившиеся ConfigMap’ы в директорию rules (это emptyDir)
    • (6) по HTTP отправляет запрос Prometheus’у на перезагрузку
  • (7) Prometheus перечитывает конфиг и видит изменившиеся rule’ы.