部署Prometheus、Grafana、Zipkin、Kiali监控度量Istio

1. 模块简介

Prometheus 是一个开源的监控系统和时间序列数据库。Istio 使用 Prometheus 来记录指标，跟踪 Istio 和网格中的应用程序的健康状况。
Grafana 是一个用于分析和监控的开放平台。Grafana 可以连接到各种数据源，并使用图形、表格、热图等将数据可视化。通过强大的查询语言，你可以定制现有的仪表盘并创建更高级的可视化。通过 Grafana，我们可以监控 Istio 安装和服务网格中运行的应用程序的健康状况。
Zipkin 是一个分布式追踪系统。我们可以轻松地监控服务网格中发生的分布式事务，发现任何性能或延迟问题。为了让我们的服务参与分布式追踪，我们需要在进行任何下游服务调用时传播服务的 HTTP 头信息。尽管所有的请求都要经过 Istio sidecar，但 Istio 没有办法将出站请求与产生这些请求的入站请求联系起来。通过在应用程序中传播相关的头信息可以帮助 Zipkin 将这些跟踪信息拼接起来。
Kiali 是一个基于 Istio 的服务网格的管理控制台。它提供了仪表盘、可观察性，并让我们通过强大的配置和验证能力来操作网格。它通过推断流量拓扑来显示服务网格，并显示网格的健康状况。Kiali 提供了详细的指标，强大的验证，Grafana 访问，以及与 Jaeger 的分布式追踪的强大集成。

2. 部署Prometheus

2.1 安装Prometheus

2.1.1 拉取prometheus镜像

安装 Prometheus，直接采用 Istio 安装包中 /samples/addons 文件夹中的prometheus.yaml进行安装

cd /opt/istio-1.17.8/samples/addons/
ls -hl

在这里插入图片描述
打开prometheus.yaml或者grep image prometheus.yaml查看到，安装prometheus需要用到两个镜像：jimmidyson/configmap-reload:v0.5.0和prom/prometheus:v2.34.0

提前将镜像拉取下来，加载到各个节点，或者确保每个节点都可以正常下载镜像

docker pull jimmidyson/configmap-reload:v0.5.0
docker pull prom/prometheus:v2.34.0
docker save jimmidyson/configmap-reload:v0.5.0 -o configmap-reload-v0.5.0.img
docker save prom/prometheus:v2.34.0 -o prometheus-v2.34.0.img
docker load < configmap-reload-v0.5.0.img
docker load < prometheus-v2.34.0.img

2.1.2 安装prometheus

kubectl apply -f prometheus.yaml

在这里插入图片描述

2.1.3 检查prometheus是否运行

kubectl get deploy -n istio-system

在这里插入图片描述

kubectl get pod -n istio-system -o wide

在这里插入图片描述

2.1.4 启用prometheus dashboard

验证了通过使用 Istio CLI 中的 dashboard 命令，打开 Prometheus 仪表板存在问题，需要远程访问就不行了

istioctl dashboard prometheus

在这里插入图片描述
采用另一种方法，通过将prometheus这个service的类型从ClusterIP改成NodePort（type: NodePort）

kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl edit service prometheus -n istio-system
kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl get pods -o wide -A

在这里插入图片描述
通过上述命令输出可以得到prometheus ui地址，在浏览器中打开 http://172.19.0.243:31878/，进入 Prometheus 仪表盘，如下图所示：

2.2 部署Nginx应用

2.2.1 编写nginx deploy文件

vim nginx.yaml

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:latestimagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: ngx-servicelabels:app: nginx
spec:type: NodePortselector:app: nginxports:- port: 80targetPort: 80nodePort: 32500

2.2.2 创建nginx应用

kubectl apply -f nginx.yaml

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2.2.3 查看pod及svc服务

在这里插入图片描述

2.2.4 访问nginx

根据上面查看的信息，访问http://172.19.0.247:32500/
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3. 部署Grafana

3.1 安装Grafana

3.1.1 拉取grafana镜像

安装 Grafana ，直接采用 Istio 安装包中 /samples/addons 文件夹中的grafana.yaml进行安装，确保在部署 Grafana 之前部署 Promeheus 插件，因为 Grafana 使用 Prometheus 作为其数据源。

cd /opt/istio-1.17.8/samples/addons/
ls -hl

在这里插入图片描述
打开grafana.yaml或者grep image grafana.yaml查看到，安装grafana需要用到的镜像：grafana/grafana:9.0.1

在这里插入图片描述

提前将镜像拉取下来，加载到各个节点，或者确保每个节点都可以正常下载镜像

docker pull grafana/grafana:9.0.1
docker save docker.io/grafana/grafana:9.0.1 -o grafana-9.0.1.img
docker load < grafana-9.0.1.img

3.1.2 安装grafana

kubectl apply -f grafana.yaml

在这里插入图片描述

3.1.3 检查grafana是否运行

kubectl get deploy -n istio-system

在这里插入图片描述

kubectl get pod -n istio-system -o wide

在这里插入图片描述

3.1.4 启用grafana dashboard

验证了通过使用 Istio CLI 中的 dashboard 命令，打开 grafana 仪表板存在问题，需要远程访问就不行了

istioctl dashboard grafana

在这里插入图片描述

采用另一种方法，通过将grafana 这个service的类型从ClusterIP改成NodePort（type: NodePort）

kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl edit service grafana -n istio-system
kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl get pods -o wide -A

在这里插入图片描述

通过上述命令输出可以得到grafana ui地址，在浏览器中打开 http://172.19.0.247:31936，进入 grafana 仪表盘，如下图所示：
在这里插入图片描述
点击搜索框和 istio 文件夹，查看已安装的仪表盘，如下图所示：

3.2 Istio Grafana仪表盘

3.2.1 Istio 控制平面仪表盘（Istio Control Plane Dashboard）

从 Istio 控制平面仪表盘，我们可以监控 Istio 控制平面的健康和性能
在这里插入图片描述

Istio Control Plane Dashboard 仪表盘将向我们展示控制平面的资源使用情况（内存、CPU、磁盘、Go routines），以及关于 Pilot、Envoy 和 Webhook 的信息。

3.2.2 Istio 网格仪表盘（Istio Mesh Dashboard）

网格仪表盘为我们提供了在网格中运行的所有服务的概览。仪表盘包括全局请求量、成功率以及 4xx 和 5xx 响应的数量
在这里插入图片描述

3.2.3 Istio 性能仪表盘（Istio Performance Dashboard）

性能仪表盘向我们展示了 Istio 主要组件在稳定负载下的资源利用率

3.2.4 Istio 服务仪表盘（Istio Service Dashboard）

服务仪表盘允许我们在网格中查看服务的细节。

我们可以获得关于请求量、成功率、持续时间的信息，以及显示按来源和响应代码、持续时间和大小的传入请求的详细图表
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3.2.5 Istio Wasm 扩展仪表盘（Istio Wasm Extension Dashboard）

Istio Wasm 扩展仪表盘显示与 WebAssembly 模块有关的指标。从这个仪表盘，我们可以监控活动的和创建的 Wasm 虚拟机，关于获取删除 Wasm 模块和代理资源使用的数据。
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3.2.6 工作负载仪表盘（Istio Workload Dashboard）

这个仪表盘为我们提供了一个工作负载的详细指标分类
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4. 部署Zipkin

4.1 安装Zipkin

4.1.1 拉取Zipkin 镜像

安装 Zipkin ，直接采用 Istio 安装包中 /samples/addons/extras文件夹中的zipkin.yaml进行安装。

cd /opt/istio-1.17.8/samples/addons/extras 
ls -hl

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打开zipkin.yaml或者grep image zipkin.yaml查看到，安装zipkin需要用到的镜像：openzipkin/zipkin-slim:2.23.14
在这里插入图片描述

提前将镜像拉取下来，加载到各个节点，或者确保每个节点都可以正常下载镜像

docker pull openzipkin/zipkin-slim:2.23.14
docker save openzipkin/zipkin-slim:2.23.14  -o zipkin-slim-2.23.14.img
docker load < zipkin-slim-2.23.14.img

4.1.2 安装zipkin

kubectl apply -f zipkin.yaml

在这里插入图片描述

4.1.3 检查zipkin是否运行

kubectl get deploy -n istio-system

在这里插入图片描述

kubectl get pod -n istio-system -o wide

在这里插入图片描述

4.1.4 启用zipkin dashboard

验证了通过使用 Istio CLI 中的 dashboard 命令，打开 zipkin仪表板存在问题，需要远程访问就不行了

istioctl dashboard zipkin

在这里插入图片描述

采用另一种方法，通过将zipkin这个service的类型从ClusterIP改成NodePort（type: NodePort）

kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl edit service zipkin -n istio-system
kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl get pods -o wide -A

在这里插入图片描述

通过上述命令输出可以得到zipkin ui地址，在浏览器中打开 http://172.19.0.243:31768，进入 zipkin仪表盘，如下图所示：
在这里插入图片描述

5. 部署Kiali

5.1 安装Kiali

5.1.1 拉取Kiali镜像

安装 Kiali，直接采用 Istio 安装包中 /samples/addons文件夹中的kiali.yaml进行安装。

cd /opt/istio-1.17.8/samples/addons/
ls -hl

在这里插入图片描述

打开kiali.yaml或者grep image kiali.yaml查看到，安装kiali需要用到的镜像：quay.io/kiali/kiali:v1.63
在这里插入图片描述

提前将镜像拉取下来，加载到各个节点，或者确保每个节点都可以正常下载镜像

docker pull quay.io/kiali/kiali:v1.63
docker save quay.io/kiali/kiali:v1.63  -o kiali-v1.63.img
docker load < kiali-v1.63.img

5.1.2 安装kiali

kubectl apply -f kiali.yaml

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注意：修改kiali.yaml中的imagePullPolicy策略，将Always修改为IfNotPresent，可采用离线的镜像

5.1.3 检查kiali是否运行

kubectl get deploy -n istio-system

在这里插入图片描述

kubectl get pod -n istio-system -o wide

在这里插入图片描述

5.1.4 启用kiali dashboard

验证了通过使用 Istio CLI 中的 dashboard 命令，打开 zipkin仪表板存在问题，需要远程访问就不行了

istioctl dashboard kiali

在这里插入图片描述

采用另一种方法，通过将zipkin这个service的类型从ClusterIP改成NodePort（type: NodePort）

kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl edit service kiali -n istio-system
kubectl get service -n istio-system -o wide
kubectl get pods -o wide -A

在这里插入图片描述

通过上述命令输出可以得到kiali ui地址，在浏览器中打开 http://172.19.0.247:30965，进入 zipkin仪表盘，如下图所示：
在这里插入图片描述
Kiali 可以生成一个像下图这样的服务图

该图向我们展示了服务的拓扑结构，并将服务的通信方式可视化。它还显示了入站和出站的指标，以及通过连接 Jaeger 和 Grafana（如果安装了）的追踪。图中的颜色代表服务网格的健康状况。红色或橙色的节点可能需要注意。组件之间的边的颜色代表这些组件之间的请求的健康状况。节点形状表示组件的类型，如服务、工作负载或应用程序。

节点和边的健康状况会根据用户的偏好自动刷新。该图也可以暂停以检查一个特定的状态，或回放以重新检查一个特定的时期。

Kiali 提供创建、更新和删除 Istio 配置的操作，由向导驱动。我们可以配置请求路由、故障注入、流量转移和请求超时，所有这些都来自用户界面。如果我们有任何现有的 Istio 配置已经部署，Kiali 可以验证它并报告任何警告或错误。

此文仅记录各模块的安装部署

6. 参考文献

https://www.cnblogs.com/zhangmingcheng/p/15700249.html
https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16836943.html
https://www.jiagou.com/post/43-istio-config/