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如何在Kubernetes中安装metrics-server以获取Node节点、Pod容器资源监控指标?

2023-10-31

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本章目录：Kubernetes中安装metrics-server以获取客户端资源监控指标

原文地址: https://blog.weiyigeek.top/2022/2-27-620.html

0x01 Kubernetes中安装metrics-server以获取客户端资源监控指标

描述: 通常在集群安装完成后,我们需要对其设置持久卷、网络存储等插件, 除此之外我们还需安装metrics-server以便于获取Node与Pod相关资源消耗等信息，否则你在执行kubectl top命令时会提示error: Metrics API not available, 所以本小节将针对Metrics-server的安装进行讲解。

项目地址: https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server

Q: 什么是metrics-server?

Metrics Server 是 Kubernetes 内置自动缩放管道的可扩展、高效的容器资源指标来源。
Metrics Server 从 Kubelets 收集资源指标，并通过 Metrics API 在 Kubernetes apiserver 中公开它们，供 Horizontal Pod Autoscaler 和 Vertical Pod Autoscaler 使用。

简单的说: Metrics Server 是集群解析监控数据的聚合器,安装后用户可以通过标准的API（/apis/metrics.k8s.io）来访问监控数据，此处值得注意的是Metrics-Server并非kube-apiserver的一部分,而是通过Aggregator这种插件机制,在独立部署的情况下同kube-apiserver一起统一对外服务的，当进行api请求时kube-aggregator统一接口会分析访问api具体的类型，帮我们负载到具体的api上。

GET /apis/metrics.k8s.io/V1beta1
            |
      Kube-aggregator
      |              |                 |
Kube-apiserver  Metrics-server another-add-onapiserver

Metrics Server 特点：

  • 适用于大多数集群的单一部署（请参阅要求）

  • 快速自动缩放，每 15 秒收集一次指标。

  • 资源效率，集群中每个节点使用 1 mili 的 CPU 核心和 2 MB 的内存。

  • 可扩展支持多达 5,000 个节点集群。

Metrics Server 功能：(horizontalpodautoscalers.autoscaling 水平扩展必备)

  • 基于CPU/内存的水平自动缩放

  • 自动调整/建议容器所需的资源

Metrics Server 访问流程图

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温馨提示: 我们可以通过 kubectl top 命令来访问 Metrics API 获取资源监控相关数据。
温馨提示: 注意 Metrics API 只可以查询当前度量数据,并不保存历史数据。

安装使用
步骤 01.Metrics Server 可以直接从 YAML 清单安装，也可以通过官方 Helm 图表安装。

# 下载 YAML 清单
wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml

# 提前下载相应的镜像加快部署
grep "image:" components.yaml
# image: k8s.gcr.io/metrics-server/metrics-server:v0.6.1

# 由于其镜像国内无法访问此处我们采用阿里云k8s.gcr.io镜像源
sed -i 's#k8s.gcr.io/metrics-server#registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers#g' components.yaml

# 部署资源清单
kubectl apply -f components.yaml
  # serviceaccount/metrics-server created
  ......
  # apiservice.apiregistration.k8s.io/v1beta1.metrics.k8s.io created

步骤 02.Metrics Server 默认是安装在kube-system名称空间下，我们可以查看其deployment、Pod运行以及SVC情况。

# 1.部署清单状态查看
kubectl get deploy,pod,svc -n kube-system -l k8s-app=metrics-server
# NAME                             READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
# deployment.apps/metrics-server   1/1     1            0           91s

# NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
# pod/metrics-server-6ffc8966f5-cf2qh   1/1     Running   0          91s

# NAME                     TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
# service/metrics-server   ClusterIP   10.96.28.153   <none>        443/TCP   91s

# 2.注册到K8S集群中的 metrics.k8s.io API 查看
kubectl get apiservices.apiregistration.k8s.io  | grep "metrics"
  # v1beta1.metrics.k8s.io                 kube-system/metrics-server   True        14h

步骤 03.查看各个节点以及Pod的资源指标（CPU/MEM）

$ kubectl top node
  NAME         CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%
  master-223   102m         2%     1147Mi          61%
  master-224   119m         2%     2188Mi          57%
  master-225   139m         3%     3773Mi          48%
  node-1       54m          1%     921Mi           49%
  node-2       61m          1%     824Mi           44%

# 默认名称空间中Pod的资源信息
$  kubectl top pod
  NAME                          CPU(cores)   MEMORY(bytes)
  hello-nginx-7f4ff84cb-mjw79   0m           6Mi
  nginx-web-0                   0m           6Mi
  nginx-web-1                   0m           5Mi

问题解决:

问题1.部署 metrics-server 资源清单后 Pod 状态为 0/1 并报出annot validate certificate for 10.10.107.223 because it doesn't contain any IP SANs"错误问题解决。

  • 错误信息:

$ kubectl describe pod -n kube-system metrics-server-6ffc8966f5-cf2qh
  # Warning  Unhealthy  8s (x17 over 2m27s)  kubelet            Readiness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 500

$ kubectl logs -f --tail 50 -n kube-system metrics-server-6ffc8966f5-cf2qh
  # E0520 11:13:17.379944       1 scraper.go:140] "Failed to scrape node" err="Get \"https://10.10.107.226:10250/metrics/resource\": x509: cannot validate certificate for 10.10.107.226 because it doesn't contain any IP SANs" node="node-1"
  # E0520 11:13:17.382948       1 scraper.go:140] "Failed to scrape node" err="Get \"https://10.10.107.223:10250/metrics/resource\": x509: cannot validate certificate for 10.10.107.223 because it doesn't contain any IP SANs" node="master-223"

  • 问题原因: 由于 metrics-server 未获得TLS Bootstrap 签发证书的导致访问各节点资源时报错。

  • 解决办法: 启用 TLS BootStrap 证书签发

# 1.分别在 Master 与 Node 节点中启用TLS BootStrap 证书签发，在 kubelet 的 yaml 配置中追加入如下K/V.
# 方式1.Kubeadm 搭建的集群
$ vim /var/lib/kubelet/config.yaml
...
serverTLSBootstrap: true

# 方式2.二进制搭建的集群(注意此路径根据你的kubelet.service进行配置), 此处我们定义的路径为 /etc/kubernetes/cfg/kubelet-config.yaml
$ tee -a /etc/kubernetes/cfg/kubelet-config.yaml <<'EOF'
serverTLSBootstrap: true
EOF

# 2.最后分别重启各个节点kubelet服务即可
systemctl daemon-reload && systemctl restart kubelet.service

# 3.查看节点的证书签发请求
kubectl get csr
  # NAME        AGE     SIGNERNAME                      REQUESTOR                REQUESTEDDURATION   CONDITION
  # csr-2m5d6   2m27s   kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:master-223   <none>              Pending
  # csr-ff7vb   19m     kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:master-225   <none>              Pending
  # csr-gg8gq   86s     kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:master-224   <none>              Pending
  # csr-56k9s   55s     kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:node-1       <none>              Pending
  # csr-dmghl   3s      kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:node-2       <none>              Pending

# 4.手动允许节点证书签发请求
kubectl certificate approve csr-2m5d6
kubectl certificate approve csr-56k9s
kubectl certificate approve csr-ff7vb
kubectl certificate approve csr-gg8gq
  # certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/csr-gg8gq approved

# 5.查看签发的 certificate 特征
kubectl get csr csr-dmghl
  # NAME        AGE     SIGNERNAME                      REQUESTOR           REQUESTEDDURATION   CONDITION
  # csr-dmghl   10m    kubernetes.io/kubelet-serving   system:node:node-2   <none>              Approved,Issued

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