使用 Prometheus 监控 Istio 多集群

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概述

本教程的目的是为如何配置两个或者多个 Kubernetes 集群组成的 Istio 网格提供操作引导。这不是唯一的操作方式，而是演示一个使用 Prometheus 遥测多集群的可行方案。

我们推荐 Istio 多集群监控使用 Prometheus，其主要原因是基于 Prometheus 的分层联邦（Hierarchical Federation）。

通过 Istio 部署到每个集群中的 Prometheus 实例作为初始收集器，然后将数据聚合到网格层次的 Prometheus 实例上。网格层次的 Prometheus 既可以部署在网格之外（外部），也可以部署在网格内的集群中。

安装 Istio 多集群

按照多集群安装部分，在多集群部署模型中选择可行的模型配置 Istio 多集群。为了能够实现本教程的目的，让示例都能够运行，并提出以下警告：

确保在多集群中安装了一个 Istio Prometheus 集群实例!

在每个集群中使用 Istio 独立部署的 Prometheus 是跨集群监控的基础，通过联邦（Federation）的方式将 Prometheus 的生产就绪实例运行在网格外部或其中任意一个集群中。

验证在多集群中运行的 Prometheus 实例：

$ kubectl -n istio-system get services prometheus
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
prometheus   ClusterIP   10.8.4.109   <none>        9090/TCP   20h

配置 Prometheus Federation

外部 Prometheus

您可能希望在 Istio 部署之外运行 Prometheus 实例有几个原因。也许您希望长期监控并且与被监控的集群解耦。也许您在想单独的地方去监测多个独立的网格。或许您还有其他的动机，不管您的原因是什么，您都需要一些特殊的配置来让它全部工作起来。

Istio 提供了一种通过 Gateway 向外部暴露集群服务的方式。您可以为主集群的 Prometheus 配置 Ingress Gateway，为集群内 Prometheus 端点提供外部连接。

对于每个集群，请按照远程访问遥测插件任务中的相应说明进行操作。还请注意，您应该建立安全（HTTPS）访问。

接下来，配置您的外部 Prometheus 实例，类似以下的配置来访问主集群的 Prometheus 实例（替换 Ingress 域名和集群名称）：

scrape_configs:
- job_name: 'federate-{{CLUSTER_NAME}}'
  scrape_interval: 15s

  honor_labels: true
  metrics_path: '/federate'

  params:
    'match[]':
      - '{job="kubernetes-pods"}'

  static_configs:
    - targets:
      - 'prometheus.{{INGRESS_DOMAIN}}'
      labels:
        cluster: '{{CLUSTER_NAME}}'

注意：

CLUSTER_NAME 应该与创建集群时的值保持一致（通过 values.global.multiCluster.clusterName 设置）。
没有开启 Prometheus 端点验证。这意味着任何人都可以查询您的主集群的 Prometheus 实例，这是不可取的。
如果 Gateway 没有正确的 HTTPS 配置，所有的通讯都是通过明文传输的，这是不可取的。

集群内的 Prometheus

如果您希望在其中一个从集群中运行 Prometheus，则需要与网格中另一个主集群的 Prometheus 实例建立连接。

这实际上只是外部 federation 配置的一种变体。在这种情况下，运行在主集群上的 Prometheus 的配置与从集群 Prometheus 的配置不同。

监控 Istio 多集群的内部 Prometheus 的架构。 — 监控 Istio 多集群的内部 Prometheus

配置您的 Prometheus 使得可以同时访问 Prometheus 主从实例：

首先执行以下命令：

$ kubectl -n istio-system edit cm prometheus -o yaml

然后给从集群添加配置（替换每个集群的 Ingress 域名和集群名称），并且给主集群添加一个配置：

scrape_configs:
- job_name: 'federate-{{REMOTE_CLUSTER_NAME}}'
  scrape_interval: 15s

  honor_labels: true
  metrics_path: '/federate'

  params:
    'match[]':
      - '{job="kubernetes-pods"}'

  static_configs:
    - targets:
      - 'prometheus.{{REMOTE_INGRESS_DOMAIN}}'
      labels:
        cluster: '{{REMOTE_CLUSTER_NAME}}'

- job_name: 'federate-local'

  honor_labels: true
  metrics_path: '/federate'

  metric_relabel_configs:
  - replacement: '{{CLUSTER_NAME}}'
    target_label: cluster

  kubernetes_sd_configs:
  - role: pod
    namespaces:
      names: ['istio-system']
  params:
    'match[]':
    - '{__name__=~"istio_(.*)"}'
    - '{__name__=~"pilot(.*)"}'