Kubernetes 部署图表工具 Grafana

2021-04-21 08:00:00 kubernetes prometheus

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系统环境:

Grafana 版本: 7.4.3
操作系统: CentOS 7.9
Docker 版本: 19.03.13
Kubernetes 版本: 1.20.2

参考地址:

示例地址:

Kubernetes 部署 Node Exporter 的部署文件

系列文章目录

一、什么是 Grafana

Grafana 是一个开源的度量分析与可视化工具。该工具提供查询、可视化、报警和指标展示等功能，能灵活创建图表、仪表盘等可视化界面。

其支持的主要提供的功能是:

• 可视化: 提供多种可选择的不同类型的图形，能够灵活绘制不同样式，且还提供很多插件，可以很方便的对数据指标和日志进行可视化操作。 • 动态仪表盘: 提供以模板和变量的方式来创建动态且可重复使用的仪表盘，这些模板变量显示在仪表盘顶部，可以灵活调整。 • 浏览指标: 通过瞬时查询和动态变化等方式展示数据，可以根据不同的时间范围拆分视图。 • 浏览日志: 体验使用保留的标签过滤器从指标切换到日志的魔力，可以快速搜索所有日志或实时流式传输的数据。 • 警报: 可以直观地根据重要的指标定义警报规则。Grafana 将不断评估并向 Slack，PagerDuty，VictorOps，OpsGenie 等系统发送通知。 • 混合数据源: 在同一图中混合不同的数据源，可以基于每个查询指定不同数据源。

二、Kubernetes 部署 Grafana 存储

部署 Grafana 之前，我们需要提前准备用于存储 Grafana 数据的 PV、PVC 资源，这里创建 PV、PVC 资源文件 grafana-storage.yaml，内容如下:

 1apiVersion: v1
 2kind: PersistentVolume
 3metadata:
 4  name: grafana
 5  labels:
 6    k8s-app: grafana
 7spec:
 8  capacity:          
 9    storage: 5Gi
10  accessModes:       
11    - ReadWriteOnce
12  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
13  storageClassName: grafana
14  mountOptions:
15    - hard
16    - nfsvers=4.1    
17  nfs: 
18    path: /nfs/grafana     ## NFS 服务器目录
19    server: 192.168.2.31   ## NFS 服务器地址
20---
21kind: PersistentVolumeClaim
22apiVersion: v1
23metadata:
24  name: grafana
25  labels:
26    k8s-app: grafana  
27spec:
28  accessModes:
29    - ReadWriteOnce
30  storageClassName: grafana
31  resources:
32    requests:
33      storage: 5Gi
34  selector:
35    matchLabels:
36      k8s-app: grafana

这里使用的是 NFS 方式的 PV，需要存在 NFS Server 端才行，如果使用其它存储，请自行按照对应的存储方式进行配置 PV 参数。

接下来将存储相关 PV、PVC 文件部署到 Kubernetes 集群中:

-f: 指定要部署的资源文件。
-n: 指定 Namespace 名称。

1$ kubectl apply -f grafana-storage.yaml -n kube-system

三、Kubernetes 部署 Grafana

接下来创建 Grafana 部署到 Kubernetes 的资源文件 grafana-deploy.yaml，内容如下:

 1apiVersion: v1
 2kind: Service
 3metadata:
 4  name: grafana
 5  labels:
 6    k8s-app: grafana
 7spec:
 8  type: NodePort
 9  ports:
10  - name: http
11    port: 3000
12    targetPort: 3000
13    nodePort: 30300
14  selector:
15    k8s-app: grafana
16---
17apiVersion: apps/v1
18kind: Deployment
19metadata:
20  name: grafana
21  labels:
22    k8s-app: grafana
23spec:
24  selector:
25    matchLabels:
26      k8s-app: grafana
27  template:
28    metadata:
29      labels:
30        k8s-app: grafana
31    spec:
32      initContainers:             ## 初始化容器，用于修改挂载的存储的文件夹归属组与归属用户
33      - name: init-file
34        image: busybox:1.28
35        imagePullPolicy: IfNotPresent
36        securityContext:
37          runAsUser: 0
38        command: ['chown', '-R', "472:0", "/var/lib/grafana"]
39        volumeMounts:
40        - name: data
41          mountPath: /var/lib/grafana
42          subPath: grafana
43      containers:                
44      - name: grafana             ## Grafana 容器
45        image: grafana/grafana:7.4.3
46        securityContext:          ## 容器安全策略，设置运行容器使用的归属组与用户
47          fsGroup: 0
48          runAsUser: 472
49        ports:
50        - name: http
51          containerPort: 3000
52        env:                      ## 配置环境变量，设置 Grafana 的默认管理员用户名/密码
53        - name: GF_SECURITY_ADMIN_USER
54          value: "admin"
55        - name: GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD
56          value: "admin"
57        resources:
58          limits:
59            cpu: '2'
60            memory: 1Gi
61          requests:
62            cpu: 1
63            memory: 512Mi
64        readinessProbe:           ## 就绪探针
65          failureThreshold: 10
66          httpGet:
67            path: /api/health
68            port: 3000
69            scheme: HTTP
70          initialDelaySeconds: 10
71          periodSeconds: 10
72          successThreshold: 1
73          timeoutSeconds: 30
74        livenessProbe:            ## 存活探针
75          failureThreshold: 10
76          httpGet:
77            path: /api/health
78            port: 3000
79            scheme: HTTP
80          initialDelaySeconds: 10
81          periodSeconds: 10
82          successThreshold: 1
83          timeoutSeconds: 1
84        volumeMounts:            ## 容器挂载配置
85        - name: data
86          mountPath: /var/lib/grafana
87          subPath: grafana
88      volumes:                   ## 共享存储挂载配置
89      - name: data
90        persistentVolumeClaim:
91          claimName: grafana     ## 指定使用的 PVC

上面设置了 初始化容器，该容器作用就是在 Pod 初始化时候，将挂载的目录的归属组设置为 Grafana 镜像中配置的 用户组 ID，将目录归属的用户设置为 ROOT 用户。

除了配置初始化容器外，我们也在 grafana 容器中指定了 GF_SECURITY_ADMIN_USER 和 GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD 两个环境变量，这俩个环境变量分别用于配置初始化的 Grafana 的默认的 用户名/密码 分别为 admin/admin，等到后面登录到 Grafana 界面后我们就可以将该密码修改掉。

有了 Grafana 部署的资源文件，我们就可以将其部署到 Kubernetes 中，执行命令如下:

-f: 指定要部署的资源文件。
-n: 指定 Namespace 名称。

1$ kubectl apply -f grafana-deploy.yaml -n kube-system

四、Grafana 安装并载入插件

等执行完 kubectl 命令将 Grafana 部署到 Kubernetes 集群后，我们首先要做的就是先给这个初始化的 Grafana 应用安装一些插件。默认情况下我们可以选择他通过 Grafana 界面中的插件界面里的按钮来安装插件，不过很多时候在界面里点击按钮执行安装都会提醒安装失败。所以，在这里我们可以选择进入 Grafana Pod 容器内，通过镜像自带的 grafana-cli 工具进行插件的安装。

首先获取部署的 Grafana 的 Pod 的名称，执行的命令如下:

1$ kubectl get pods -A | grep -e "grafana"
2
3kube-system   grafana-7cc5f9cc5c-65rlm    1/1     Running   0     2m41s

可以看到 Grafana 名称为 grafana-7cc5f9cc5c-65rlm，并且 Pod 在 kube-system 命名空间。

这里我们直接对该 Grafana Pod 的 grafana 容器发送 grafana-cli plugins install 命令安装 饼图 插件，命令如下:

-c: 执行 Pod 中的一个容器。
-n: 指定命名空间。
--: 可以在 -- 后面，添加要执行命令。

1$ kubectl exec -it grafana-7cc5f9cc5c-65rlm \
2  -c grafana \
3  -n kube-system \
4  -- grafana-cli plugins install grafana-piechart-panel

如果命令执行成功，我们应该可以看到下面日志信息:

1installing grafana-piechart-panel @ 1.6.1
2from: https://grafana.com/api/plugins/grafana-piechart-panel/versions/1.6.1/download
3into: /var/lib/grafana/plugins
4
5✔ Installed grafana-piechart-panel successfully 
6
7Restart grafana after installing plugins . <service grafana-server restart>

虽然插件已经安装成功，不过在默认情况下 Grafana 并不会自动热加载插件，必须将应用重启后才能够重新加载插件，所以我们让 Pod 进行重启。

在 Kubernetes 中，可以通过 kubectl 的 scale 命令控制 Deployment 资源缩成 0 个副本，然后再扩展成 1 个副本，这样 Pod 会被先删除，再进行重启，执行的命令如下:

1## 缩放副本到 0 使 Grafana Pod 关闭
2$ kubectl scale deployment grafana --replicas=0 -n kube-system
3
4## 扩展副本到 1 使 Grafana Pod 启动
5$ kubectl scale deployment grafana --replicas=1 -n kube-system