kubernetes 指标采集组件 metrics-server 的部署

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metrics-server 是一个采集集群中指标的组件，类似于 cadvisor，在 v1.8 版本中引入，官方将其作为 heapster 的替代者，metric-server 属于 core metrics(核心指标)，提供 API metrics.k8s.io，仅可以查看 node、pod 当前 CPU/Memory/Storage 的资源使用情况，也支持通过 Metrics API 的形式获取，以此数据提供给 Dashboard、HPA、scheduler 等使用。

一、开启 API Aggregation

由于 metrics-server 需要暴露 API，但 k8s 的 API 要统一管理，如何将 apiserver 的请求转发给 metrics-server ，解决方案就是使用 kube-aggregator ，所以在部署 metrics-server 之前，需要在 kube-apiserver 中开启 API Aggregation，即增加以下配置：

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--proxy-client-cert-file=/etc/kubernetes/certs/proxy.crt
--proxy-client-key-file=/etc/kubernetes/certs/proxy.key
--requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/certs/proxy-ca.crt
--requestheader-allowed-names=aggregator
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra-
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group
--requestheader-username-headers=X-Remote-User

如果kube-proxy没有在Master上面运行，还需要配置

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--enable-aggregator-routing=true

kube-aggregator 的详细设计文档请参考：configure-aggregation-layer

二、部署 metrics-server

1、获取配置文件
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$ git clone  https://github.com/kubernetes/kubernetes
$ cd  kubernetes/cluster/addons/metrics-server/
2、修改 metrics-server 配置参数

修改 resource-reader.yaml 文件：

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rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  - nodes
  - nodes/stats    #新增这一行
  - namespaces
  verbs:
  - get
  - list
  - watch

修改 metrics-server-deployment.yaml文件:

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     ......
     # metrics-server containers 启动参数作如下修改：
     containers:
     - name: metrics-server
       image: k8s.gcr.io/metrics-server-amd64:v0.3.1
       command:
       - /metrics-server
       - --metric-resolution=30s
       - --kubelet-insecure-tls
       - --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,Hostname,InternalDNS,ExternalDNS,ExternalIP
       # These are needed for GKE, which doesn't support secure communication yet.
       # Remove these lines for non-GKE clusters, and when GKE supports token-based auth.
       #- --kubelet-port=10255
       #- --deprecated-kubelet-completely-insecure=true
			
......           
# 修改启动参数：
       command:
         - /pod_nanny
         - --config-dir=/etc/config
         - --cpu=80m
         - --extra-cpu=0.5m
         - --memory=80Mi
         - --extra-memory=8Mi
         - --threshold=5
         - --deployment=metrics-server-v0.3.1
         - --container=metrics-server
         - --poll-period=300000
         - --estimator=exponential
         # Specifies the smallest cluster (defined in number of nodes)
         # resources will be scaled to.
         #- --minClusterSize={{ metrics_server_min_cluster_size }}
3、部署
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kubectl apply -f .

metrics-server 的资源占用量会随着集群中的 Pod 数量的不断增长而不断上升，因此需要 addon-resizer 垂直扩缩 metrics-server。addon-resizer 依据集群中节点的数量线性地扩展 metrics-server，以保证其能够有能力提供完整的metrics API 服务，具体参考：addon-resizer。

所需要的镜像可以在 k8s-system-images 中下载。

检查是否部署成功：

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$ kubectl get apiservices | grep metrics
v1beta1.metrics.k8s.io     kube-system/metrics-server   True        2m

$ kubectl get pod -n kube-system
metrics-server-v0.3.1-65b6db6945-rpqwf   2/2     Running   0          20h

三、metrics-server 的使用

由于采集数据间隔为1分钟，等待数分钟后查看数据：

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$ kubectl top node
NAME             CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%
node1            108m         2%     1532Mi          40%

$ kubectl top pod -n kube-system
NAME                                     CPU(cores)   MEMORY(bytes)
coredns-576cbf47c7-8v6n8                 2m           14Mi
coredns-576cbf47c7-qk7rk                 2m           10Mi
etcd-node1                               11m          80Mi
kube-apiserver-node1                     17m          566Mi
kube-controller-manager-node1            17m          67Mi
kube-flannel-ds-amd64-8lvs2              2m           13Mi
kube-proxy-85lhl                         3m           19Mi
kube-scheduler-node1                     5m           16Mi
metrics-server-v0.3.1-65b6db6945-rpqwf   2m           19Mi

Metrics-server 可用 API 列表如下：

  • http://127.0.0.1:8001/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes
  • http://127.0.0.1:8001/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/<node-name>
  • http://127.0.0.1:8001/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/pods
  • http://127.0.0.1:8001/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespace/<namespace-name>/pods/<pod-name>

由于 k8s 在 v1.10 后废弃了 8080 端口，可以通过代理或者使用认证的方式访问这些 API：

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$ kubectl proxy
$ curl http://127.0.0.1:8001/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes

也可以直接通过 kubectl 命令来访问这些 API，比如：

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$ kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes
$ kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/pods
$ kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/<node-name>
$ kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespace/<namespace-name>/pods/<pod-name>