Kubernetes日志收集的那些套路
作者 |?分布式實驗室
正文
準(zhǔn)備
關(guān)于容器日志
Docker的日志分為兩類，一類是Docker引擎日志；另一類是容器日志。引擎日志一般都交給了系統(tǒng)日志，不同的操作系統(tǒng)會放在不同的位置。本文主要介紹容器日志，容器日志可以理解是運行在容器內(nèi)部的應(yīng)用輸出的日志，默認(rèn)情況下，docker logs顯示當(dāng)前運行的容器的日志信息，內(nèi)容包含 STOUT（標(biāo)準(zhǔn)輸出）和STDERR（標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出）。日志都會以json-file的格式存儲于 /var/lib/docker/containers/<容器id>/<容器id>-json.log，不過這種方式并不適合放到生產(chǎn)環(huán)境中。
默認(rèn)方式下容器日志并不會限制日志文件的大小，容器會一直寫日志，導(dǎo)致磁盤爆滿，影響系統(tǒng)應(yīng)用。（docker log-driver支持log文件的rotate） Docker Daemon收集容器的標(biāo)準(zhǔn)輸出，當(dāng)日志量過大時會導(dǎo)致Docker Daemon成為日志收集的瓶頸，日志的收集速度受限。 日志文件量過大時，利用docker logs -f查看時會直接將Docker Daemon阻塞住，造成docker ps等命令也不響應(yīng)。
Docker提供了logging drivers配置，用戶可以根據(jù)自己的需求去配置不同的log-driver，可參考官網(wǎng)Configure logging drivers[1]。但是上述配置的日志收集也是通過Docker Daemon收集，收集日志的速度依然是瓶頸。
log-driver?日志收集速度
syslog?14.9?MB/s
json-file?37.9?MB/s
能不能找到不通過Docker Daemon收集日志直接將日志內(nèi)容重定向到文件并自動rotate的工具呢？答案是肯定的采用S6[2]基底鏡像。
S6-log將CMD的標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到/.../default/current，而不是發(fā)送到 Docker Daemon，這樣就避免了Docker Daemon收集日志的性能瓶頸。本文就是采用S6基底鏡像構(gòu)建應(yīng)用鏡像形成統(tǒng)一日志收集方案。
關(guān)于Kubernetes日志
Kubernetes日志收集方案分成三個級別：
應(yīng)用（Pod）級別
Pod級別的日志，默認(rèn)是輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)志輸入，實際上跟Docker容器的一致。使用kubectl logs pod-name -n namespace查看，具體參考：https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#logs。
節(jié)點級別
Node級別的日志 , 通過配置容器的log-driver來進行管理，這種需要配合logrotare來進行，日志超過最大限制，自動進行rotate操作。
集群級別
集群級別的日志收集，有三種。
節(jié)點代理方式，在Node級別進行日志收集。一般使用DaemonSet部署在每個Node中。這種方式優(yōu)點是耗費資源少，因為只需部署在節(jié)點，且對應(yīng)用無侵入。缺點是只適合容器內(nèi)應(yīng)用日志必須都是標(biāo)準(zhǔn)輸出。
使用sidecar container作為容器日志代理，也就是在Pod中跟隨應(yīng)用容器起一個日志處理容器，有兩種形式：
一種是直接將應(yīng)用容器的日志收集并輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出（叫做Streaming sidecar container），但需要注意的是，這時候，宿主機上實際上會存在兩份相同的日志文件：一份是應(yīng)用自己寫入的；另一份則是sidecar的stdout和stderr對應(yīng)的JSON文件。這對磁盤是很大的浪費，所以說，除非萬不得已或者應(yīng)用容器完全不可能被修改。
另一種是每一個Pod中都起一個日志收集agent（比如Logstash或Fluebtd）也就是相當(dāng)于把方案一里的logging agent放在了Pod里。但是這種方案資源消耗（CPU，內(nèi)存）較大，并且日志不會輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出，kubectl logs會看不到日志內(nèi)容。
應(yīng)用容器中直接將日志推到存儲后端，這種方式就比較簡單了，直接在應(yīng)用里面將日志內(nèi)容發(fā)送到日志收集服務(wù)后端。
日志架構(gòu)
通過上文對Kubernetes日志收集方案的介紹，要想設(shè)計一個統(tǒng)一的日志收集系統(tǒng)，可以采用節(jié)點代理方式收集每個節(jié)點上容器的日志，日志的整體架構(gòu)如圖所示：
解釋如下：
所有應(yīng)用容器都是基于S6基底鏡像的，容器應(yīng)用日志都會重定向到宿主機的某個目錄文件下比如/data/logs/namespace/appname/podname/log/xxxx.log log-agent內(nèi)部包含F(xiàn)ilebeat，Logrotate等工具，其中Filebeat是作為日志文件收集的agent 通過Filebeat將收集的日志發(fā)送到Kafka Kafka在講日志發(fā)送的ES日志存儲/kibana檢索層 Logstash作為中間工具主要用來在ES中創(chuàng)建index和消費Kafka的消息
整個流程很好理解，但是需要解決的是：
用戶部署的新應(yīng)用，如何動態(tài)更新Filebeat配置 如何保證每個日志文件都被正常的rotate 如果需要更多的功能則需要二次開發(fā)Filebeat，使Filebeat支持更多的自定義配置
付諸實踐
解決上述問題，就需要開發(fā)一個log-agent應(yīng)用以DaemonSet形式運行在Kubernetes集群的每個節(jié)點上，應(yīng)用內(nèi)部包含F(xiàn)ilebeat，Logrotate和需要開發(fā)的功能組件。
第一個問題，如何動態(tài)更新Filebeat配置，可以利用http://github.com/fsnotify/fsnotify工具包監(jiān)聽日志目錄變化create、delete事件，利用模板渲染的方法更新Filebeat配置文件。
第二個問題，利用http://github.com/robfig/cron工具包創(chuàng)建CronJob，定期rotate日志文件，注意應(yīng)用日志文件所屬用戶，如果不是root用戶所屬，可以在配置中設(shè)置切換用戶。
/var/log/xxxx/xxxxx.log?{
??su?www-data?www-data
??missingok
??notifempty
??size?1G
??copytruncate
}?
第三個問題，關(guān)于二次開發(fā)filebeat，可以參考博文：https://www.jianshu.com/p/fe3ac68f4a7a
總結(jié)
本文只是對Kubernetes日志收集提供了一個簡單的思路，關(guān)于日志收集可以根據(jù)公司的需求，因地制宜。
相關(guān)鏈接：
https://docs.docker.com/v17.09/engine/admin/logging/overview/ http://skarnet.org/software/s6/
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