1. 介绍

**Elasticsearch** 是一个实时的、分布式的可扩展的搜索引擎,允许进行全文、结构化搜索,它通常用于索引和搜索大量日志数据,也可用于搜索许多不同类型的文档。

Elasticsearch 通常与 Kibana 一起部署,Kibana 是 Elasticsearch 的一个功能强大的数据可视化 Dashboard,**Kibana** 允许你通过 web 界面来浏览 Elasticsearch 日志数据。

**Fluentd**是一个流行的开源数据收集器,我们将在 Kubernetes 集群节点上安装 Fluentd,通过获取容器日志文件、过滤和转换日志数据,然后将数据传递到 Elasticsearch 集群,在该集群中对其进行索引和存储。

2. 下载镜像

Elasticsearch 镜:docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.17.1
Kibana 镜像:docker.elastic.co/kibana/kibana:7.17.1
Fluentd 镜像:quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v3.4.0
nfs镜像:nfs-client-provisioner:v3.1.0-k8s1.11

3. 搭建nfs环境

参考:

4. 部署es

在创建 Elasticsearch 集群之前,我们先创建一个命名空间,我们将在其中安装所有日志相关的资源对象。

新建一个 kube-logging.yaml 文件

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: logging

然后通过 kubectl 创建该资源清单,创建一个名为 logging 的 namespace:

$ kubectl create -f kube-logging.yaml
namespace/logging created
$ kubectl get ns
NAME           STATUS    AGE
default        Active    244d
logging        Active    4h

现在创建了一个命名空间来存放我们的日志相关资源,接下来可以部署 EFK 相关组件,首先开始部署一个3节点的 Elasticsearch 集群。

这里我们使用3个 Elasticsearch Pod 来避免高可用下多节点集群中出现的“脑裂”问题,当一个或多个节点无法与其他节点通信时会产生“脑裂”,可能会出现几个主节点。

了解更多 Elasticsearch 集群脑裂问题,可以查看文档https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/modules-node.html#split-brain

一个关键点是您应该设置参数discover.zen.minimum_master_nodes=N/2+1,其中N是 Elasticsearch 集群中符合主节点的节点数,比如我们这里3个节点,意味着N应该设置为2。这样,如果一个节点暂时与集群断开连接,则另外两个节点可以选择一个新的主节点,并且集群可以在最后一个节点尝试重新加入时继续运行,在扩展 Elasticsearch 集群时,一定要记住这个参数。

首先创建一个名为 elasticsearch 的无头服务,新建文件 elasticsearch-svc.yaml,文件内容如下

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: elasticsearch
  namespace: logging
  labels:
    app: elasticsearch
spec:
  selector:
    app: elasticsearch
  clusterIP: None
  ports:
    - port: 9200
      name: rest
    - port: 9300
      name: inter-node

定义了一个名为 elasticsearch 的 Service,指定标签 app=elasticsearch,当我们将 Elasticsearch StatefulSet 与此服务关联时,服务将返回带有标签 app=elasticsearch的 Elasticsearch Pods 的 DNS A 记录,然后设置 clusterIP=None,将该服务设置成无头服务。最后,我们分别定义端口9200、9300,分别用于与 REST API 交互,以及用于节点间通信。

使用 kubectl 直接创建上面的服务资源对象:

$ kubectl create -f elasticsearch-svc.yaml
service/elasticsearch created
$ kubectl get services --namespace=logging
Output
NAME            TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
elasticsearch   ClusterIP   None         <none>        9200/TCP,9300/TCP   26s

现在我们已经为 Pod 设置了无头服务和一个稳定的域名.elasticsearch.logging.svc.cluster.local,接下来我们通过 StatefulSet 来创建具体的 Elasticsearch 的 Pod 应用。

Kubernetes StatefulSet 允许我们为 Pod 分配一个稳定的标识和持久化存储,Elasticsearch 需要稳定的存储来保证 Pod 在重新调度或者重启后的数据依然不变,所以需要使用 StatefulSet 来管理 Pod。

要了解更多关于 StaefulSet 的信息,可以查看官网关于 StatefulSet 的相关文档:https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/statefulset/。

新建名为 elasticsearch-statefulset.yaml 的资源清单文件,首先粘贴下面内容:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: es
  namespace: logging
spec:
  serviceName: elasticsearch
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        app: elasticsearch

该内容中,我们定义了一个名为 es 的 StatefulSet 对象,然后定义serviceName=elasticsearch和前面创建的 Service 相关联,这可以确保使用以下 DNS 地址访问 StatefulSet 中的每一个 Pod:es-[0,1,2].elasticsearch.logging.svc.cluster.local,其中[0,1,2]对应于已分配的 Pod 序号。

然后指定3个副本,将 matchLabels 设置为app=elasticsearch,所以 Pod 的模板部分.spec.template.metadata.lables也必须包含app=elasticsearch标签。

然后定义 Pod 模板部分内容:

...
    spec:
      nodeSelector:
        es: log
      containers:
      - name: elasticsearch
        image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.17.1
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        ports:
        - name: rest
          containerPort: 9200
        - name: inter
          containerPort: 9300
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
          requests:
            cpu: 1000m
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /usr/share/elasticsearch/data
        env:
        - name: cluster.name
          value: k8s-logs
        - name: node.name
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: cluster.initial_master_nodes
          value: "es-0,es-1,es-2"
        - name: discovery.zen.minimum_master_nodes
          value: "2"
        - name: discovery.seed_hosts
          value: "elasticsearch"
        - name: ES_JAVA_OPTS
          value: "-Xms512m -Xmx512m"
        - name: network.host
          value: "0.0.0.0"

该部分是定义 StatefulSet 中的 Pod,暴露了9200和9300两个端口,注意名称要和上面定义的 Service 保持一致。然后通过 volumeMount 声明了数据持久化目录,下面我们再来定义 VolumeClaims。最后就是我们在容器中设置的一些环境变量了:

  • cluster.name:Elasticsearch 集群的名称,我们这里命名成 k8s-logs。
  • node.name:节点的名称,通过 metadata.name 来获取。这将解析为 es-[0,1,2],取决于节点的指定顺序。
  • discovery.seed_hosts:此字段用于设置在 Elasticsearch 集群中节点相互连接的发现方法。由于我们之前配置的无头服务,我们的 Pod 具有唯一的 DNS 域es-[0,1,2].elasticsearch.logging.svc.cluster.local,因此我们相应地设置此变量。要了解有关 Elasticsearch 发现的更多信息,请参阅 Elasticsearch 官方文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/modules-discovery.html。
  • discovery.zen.minimum_master_nodes:我们将其设置为(N/2) + 1,N是我们的群集中符合主节点的节点的数量。我们有3个 Elasticsearch 节点,因此我们将此值设置为2(向下舍入到最接近的整数)。要了解有关此参数的更多信息,请参阅官方 Elasticsearch 文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/modules-node.html#split-brain。
  • ES_JAVA_OPTS:这里我们设置为-Xms512m -Xmx512m,告诉JVM使用512 MB的最小和最大堆。您应该根据群集的资源可用性和需求调整这些参数。要了解更多信息,请参阅设置堆大小的相关文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/heap-size.html。
    接下来添加关于 initContainer 的内容:
...
      initContainers:
      - name: increase-vm-max-map
        image: busybox
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        command: ["sysctl", "-w", "vm.max_map_count=262144"]
        securityContext:
          privileged: true
      - name: increase-fd-ulimit
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "ulimit -n 65536"]
        securityContext:
          privileged: true

这里我们定义了几个在主应用程序之前运行的 Init 容器,这些初始容器按照定义的顺序依次执行,执行完成后才会启动主应用容器。

第一个名为 increase-vm-max-map 的容器用来增加操作系统对mmap计数的限制,默认情况下该值可能太低,导致内存不足的错误,要了解更多关于该设置的信息,可以查看 Elasticsearch 官方文档说明:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/vm-max-map-count.html。

最后一个初始化容器是用来执行ulimit命令增加打开文件描述符的最大数量的。

此外 Elastisearch Notes for Production Use 文档还提到了由于性能原因最好禁用 swap,当然对于 Kubernetes 集群而言,最好也是禁用 swap 分区的。

现在我们已经定义了主应用容器和它之前运行的 Init Containers 来调整一些必要的系统参数,接下来我们可以添加数据目录的持久化相关的配置,在 StatefulSet 中,使用 volumeClaimTemplates 来定义 volume 模板即可:

...
  volumeClaimTemplates:
 - metadata:
      name: data
      labels:
        app: elasticsearch
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: rook-ceph-block
      resources:
        requests:
          storage: 50Gi # 可自行设置大小

我们这里使用 volumeClaimTemplates 来定义持久化模板,Kubernetes 会使用它为 Pod 创建 PersistentVolume,设置访问模式为ReadWriteOnce,这意味着它只能被 mount 到单个节点上进行读写,然后最重要的是使用了一个 StorageClass 对象,这里我们就直接使用前面创建的 Ceph RBD 类型的名为 rook-ceph-block 的 StorageClass 对象即可。最后,我们指定了每个 PersistentVolume 的大小为 50GB,我们可以根据自己的实际需要进行调整该值。

完整的 Elasticsearch StatefulSet 资源清单文件内容如下:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: es
  namespace: logging
spec:
  serviceName: elasticsearch
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels: 
        app: elasticsearch
    spec:
      nodeSelector:
        es: log
      initContainers:
      - name: increase-vm-max-map
        image: busybox
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        command: ["sysctl", "-w", "vm.max_map_count=262144"]
        securityContext:
          privileged: true
      - name: increase-fd-ulimit
        image: busybox
        command: ["sh", "-c", "ulimit -n 65536"]
        securityContext:
          privileged: true
      containers:
      - name: elasticsearch
        image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.17.1
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        ports:
        - name: rest
          containerPort: 9200
        - name: inter
          containerPort: 9300
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
          requests:
            cpu: 1000m
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /usr/share/elasticsearch/data
        env:
        - name: cluster.name
          value: k8s-logs
        - name: node.name
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: cluster.initial_master_nodes
          value: "es-0,es-1,es-2"
        - name: discovery.zen.minimum_master_nodes
          value: "2"
        - name: discovery.seed_hosts
          value: "elasticsearch"
        - name: ES_JAVA_OPTS
          value: "-Xms512m -Xmx512m"
        - name: network.host
          value: "0.0.0.0"
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
      labels:
        app: elasticsearch
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: rook-ceph-block
      resources:
        requests:
          storage: 50Gi

现在直接使用 kubectl 工具部署即可:

$ kubectl create -f elasticsearch-statefulset.yaml
statefulset.apps/es created

添加成功后,可以看到 logging 命名空间下面的所有的资源对象:

$ kubectl get sts -n logging
NAME   READY   AGE
es     3/3     83m
$ kubectl get pods -n logging
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
es-0                      1/1     Running   0          83m
es-1                      1/1     Running   0          82m
es-2                      1/1     Running   0          81m
$ kubectl get svc -n logging
NAME            TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
elasticsearch   ClusterIP   None             <none>        9200/TCP,9300/TCP   20h

Pods 部署完成后,我们可以通过请求一个 REST API 来检查 Elasticsearch 集群是否正常运行。使用下面的命令将本地端口9200 转发到 Elasticsearch 节点(如es-0)对应的端口:

$ kubectl port-forward es-0 9200:9200 --namespace=logging
Forwarding from 127.0.0.1:9200 -> 9200
Forwarding from [::1]:9200 -> 9200

然后,在另外的终端窗口中,执行如下请求:

$ curl http://localhost:9200/_cluster/state?pretty

正常来说,应该会看到类似于如下的信息:

{
  "cluster_name" : "k8s-logs",
  "compressed_size_in_bytes" : 348,
  "cluster_uuid" : "QD06dK7CQgids-GQZooNVw",
  "version" : 3,
  "state_uuid" : "mjNIWXAzQVuxNNOQ7xR-qg",
  "master_node" : "IdM5B7cUQWqFgIHXBp0JDg",
  "blocks" : { },
  "nodes" : {
    "u7DoTpMmSCixOoictzHItA" : {
      "name" : "es-1",
      "ephemeral_id" : "ZlBflnXKRMC4RvEACHIVdg",
      "transport_address" : "10.244.4.191:9300",
      "attributes" : { }
    },
    "IdM5B7cUQWqFgIHXBp0JDg" : {
      "name" : "es-0",
      "ephemeral_id" : "JTk1FDdFQuWbSFAtBxdxAQ",
      "transport_address" : "10.244.2.215:9300",
      "attributes" : { }
    },
    "R8E7xcSUSbGbgrhAdyAKmQ" : {
      "name" : "es-2",
      "ephemeral_id" : "9wv6ke71Qqy9vk2LgJTqaA",
      "transport_address" : "10.244.40.4:9300",
      "attributes" : { }
    }
  },
...

看到上面的信息就表明我们名为 k8s-logs 的 Elasticsearch 集群成功创建了3个节点:es-0,es-1,和es-2。

5. 部署kibana

Elasticsearch 集群启动成功了,接下来我们可以来部署 Kibana 服务,新建一个名为 kibana.yaml 的文件,对应的文件内容如下:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  namespace: logging
  name: kibana-config
  labels:
    app: kibana
data:
  kibana.yml: |
    server.name: kibana
    server.host: "0.0.0.0"
    i18n.locale: zh-CN                      #设置默认语言为中文
    elasticsearch:
      hosts: ${ELASTICSEARCH_HOSTS}         #es集群连接地址,由于我这都都是k8s部署且在一个ns下,可以直接使用service name连接
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kibana
  namespace: logging
  labels:
    app: kibana
spec:
  ports:
  - port: 5601
  type: NodePort
  selector:
    app: kibana

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kibana
  namespace: logging
  labels:
    app: kibana
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: kibana
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kibana
    spec:
      nodeSelector:
        es: log
      containers:
      - name: kibana
        image: harbor.domain.com/efk/kibana:7.17.1
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
          requests:
            cpu: 1000m
        env:
        - name: ELASTICSEARCH_URL
          value: http://elasticsearch:9200                 #设置为handless service dns地址即可
        - name: ELASTICSEARCH_HOSTS
          value: http://elasticsearch:9200
        ports:
        - containerPort: 5601
        volumeMounts:
        - name: config
          mountPath: /usr/share/kibana/config/kibana.yml     #kibana配置文件挂载地址
          readOnly: true
          subPath: kibana.yml
      volumes:
      - name: config             # 跟上面得volumeMounts名称匹配
        configMap:
          name: kibana-config                               #对应configmap名称

配置完成后,直接使用 kubectl 工具创建:

$ kubectl create -f kibana.yaml
service/kibana created
deployment.apps/kibana created

创建完成后,可以查看 Kibana Pod 的运行状态:

$ kubectl get pods --namespace=logging
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
es-0                      1/1     Running   0          85m
es-1                      1/1     Running   0          84m
es-2                      1/1     Running   0          83m
kibana-5c565c47dd-xj4bd   1/1     Running   0          80m
$ kubectl get svc -n logging
NAME            TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
elasticsearch   ClusterIP   None            <none>        9200/TCP,9300/TCP   3h22m
kibana          NodePort    10.111.223.99   <none>        5601:30027/TCP      3h20m

如果 Pod 已经是 Running 状态了,证明应用已经部署成功了,然后可以通过 NodePort 来访问 Kibana 这个服务,在浏览器中打开http://<任意节点IP>:30027即可,如果看到如下欢迎界面证明 Kibana 已经成功部署到了 Kubernetes集群之中。

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_elasticsearch

6. 部署fluentd

Fluentd 是一个高效的日志聚合器,是用 Ruby 编写的,并且可以很好地扩展。对于大部分企业来说,Fluentd 足够高效并且消耗的资源相对较少,另外一个工具Fluent-bit更轻量级,占用资源更少,但是插件相对 Fluentd 来说不够丰富,所以整体来说,Fluentd 更加成熟,使用更加广泛,所以我们这里也同样使用 Fluentd 来作为日志收集工具。

工作原理

Fluentd 通过一组给定的数据源抓取日志数据,处理后(转换成结构化的数据格式)将它们转发给其他服务,比如 Elasticsearch、对象存储等等。Fluentd 支持超过300个日志存储和分析服务,所以在这方面是非常灵活的。主要运行步骤如下:

首先 Fluentd 从多个日志源获取数据

结构化并且标记这些数据

然后根据匹配的标签将数据发送到多个目标服务去

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_elasticsearch_02


一般来说我们是通过一个配置文件来告诉 Fluentd 如何采集、处理数据的,下面简单和大家介绍下 Fluentd 的配置方法

比如我们这里为了收集 Kubernetes 节点上的所有容器日志,就需要做如下的日志源配置:

<source>
  @id fluentd-containers.log
  @type tail                             # Fluentd 内置的输入方式,其原理是不停地从源文件中获取新的日志。
  path /var/log/containers/*.log         # 挂载的服务器Docker容器日志地址
  pos_file /var/log/es-containers.log.pos
  tag raw.kubernetes.*                   # 设置日志标签
  read_from_head true
  <parse>                                # 多行格式化成JSON
    @type multi_format                   # 使用 multi-format-parser 解析器插件
    <pattern>
      format json                        # JSON 解析器
      time_key time                      # 指定事件时间的时间字段
      time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%NZ  # 时间格式
    </pattern>
    <pattern>
      format /^(?<time>.+) (?<stream>stdout|stderr) [^ ]* (?<log>.*)$/
      time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%N%:z
    </pattern>
  </parse>
</source>

上面配置部分参数说明如下:

  • id:表示引用该日志源的唯一标识符,该标识可用于进一步过滤和路由结构化日志数据
  • type:Fluentd 内置的指令,tail 表示
    Fluentd 从上次读取的位置通过 tail 不断获取数据,另外一个是 http 表示通过一个 GET 请求来收集数据。
  • path:tail 类型下的特定参数,告诉 Fluentd 采集 /var/log/containers 目录下的所有日志,这是
    docker 在 Kubernetes 节点上用来存储运行容器 stdout 输出日志数据的目录。
  • pos_file:检查点,如果
    Fluentd 程序重新启动了,它将使用此文件中的位置来恢复日志数据收集。
  • tag:用来将日志源与目标或者过滤器匹配的自定义字符串,Fluentd 匹配源/目标标签来路由日志数据。

上面是日志源的配置,接下来看看如何将日志数据发送到 Elasticsearch:

<match **>

@id elasticsearch

@type elasticsearch

@log_level info

include_tag_key true

type_name fluentd

host "#{ENV['OUTPUT_HOST']}"

port "#{ENV['OUTPUT_PORT']}"

logstash_format true

<buffer>

@type file

path /var/log/fluentd-buffers/kubernetes.system.buffer

flush_mode interval

retry_type exponential_backoff

flush_thread_count 2

flush_interval 5s

retry_forever

retry_max_interval 30

chunk_limit_size "#{ENV['OUTPUT_BUFFER_CHUNK_LIMIT']}"

queue_limit_length "#{ENV['OUTPUT_BUFFER_QUEUE_LIMIT']}"

overflow_action block

</buffer>
  • match:标识一个目标标签,后面是一个匹配日志源的正则表达式,我们这里想要捕获所有的日志并将它们发送给 Elasticsearch,所以需要配置成**。
  • id:目标的一个唯一标识符。
  • type:支持的输出插件标识符,我们这里要输出到 Elasticsearch,所以配置成 elasticsearch,这是 Fluentd 的一个内置插件。
  • log_level:指定要捕获的日志级别,我们这里配置成 info,表示任何该级别或者该级别以上(INFO、WARNING、ERROR)的日志都将被路由到 Elsasticsearch。
  • host/port:定义 Elasticsearch 的地址,也可以配置认证信息,我们的 Elasticsearch 不需要认证,所以这里直接指定 host 和 port 即可。
  • logstash_format:Elasticsearch 服务对日志数据构建反向索引进行搜索,将 logstash_format 设置为 true,Fluentd 将会以 logstash 格式来转发结构化的日志数据。
  • Buffer: Fluentd 允许在目标不可用时进行缓存,比如,如果网络出现故障或者 Elasticsearch 不可用的时候。缓冲区配置也有助于降低磁盘的 IO。

过滤

由于 Kubernetes 集群中应用太多,也还有很多历史数据,所以我们可以只将某些应用的日志进行收集,比如我们只采集具有 logging=true 这个 Label 标签的 Pod 日志,这个时候就需要使用 filter,如下所示:

# 删除无用的属性
<filter kubernetes.**>
  @type record_transformer
  remove_keys $.docker.container_id,$.kubernetes.container_image_id,$.kubernetes.pod_id,$.kubernetes.namespace_id,$.kubernetes.master_url,$.kubernetes.labels.pod-template-hash
</filter>
# 只保留具有logging=true标签的Pod日志
<filter kubernetes.**>
  @id filter_log
  @type grep
  <regexp>
    key $.kubernetes.labels.logging
    pattern ^true$
  </regexp>
</filter>

要收集 Kubernetes 集群的日志,直接用 DasemonSet 控制器来部署 Fluentd 应用,这样,它就可以从 Kubernetes 节点上采集日志,确保在集群中的每个节点上始终运行一个 Fluentd 容器。当然可以直接使用 Helm 来进行一键安装,为了能够了解更多实现细节,我们这里还是采用手动方法来进行安装。

首先,我们通过 ConfigMap 对象来指定 Fluentd 配置文件,新建 fluentd-configmap.yaml 文件,文件内容如下:

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: fluentd-config
  namespace: logging
data:
  system.conf: |-
    <system>
      root_dir /tmp/fluentd-buffers/
    </system>
  containers.input.conf: |-
    <source>
      @id fluentd-containers.log
      @type tail                              # Fluentd 内置的输入方式,其原理是不停地从源文件中获取新的日志。
      path /var/log/containers/*.log          # 挂载的服务器Docker容器日志地址
      pos_file /var/log/es-containers.log.pos
      tag raw.kubernetes.*                    # 设置日志标签
      read_from_head true
      <parse>                                 # 多行格式化成JSON
        @type multi_format                    # 使用 multi-format-parser 解析器插件
        <pattern>
          format json                         # JSON解析器
          time_key time                       # 指定事件时间的时间字段
          time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%NZ   # 时间格式
        </pattern>
        <pattern>
          format /^(?<time>.+) (?<stream>stdout|stderr) [^ ]* (?<log>.*)$/
          time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%N%:z
        </pattern>
      </parse>
    </source>
    # 在日志输出中检测异常,并将其作为一条日志转发 
    # https://github.com/GoogleCloudPlatform/fluent-plugin-detect-exceptions
    <match raw.kubernetes.**>           # 匹配tag为raw.kubernetes.**日志信息
      @id raw.kubernetes
      @type detect_exceptions           # 使用detect-exceptions插件处理异常栈信息
      remove_tag_prefix raw             # 移除 raw 前缀
      message log                       
      stream stream                     
      multiline_flush_interval 5
      max_bytes 500000
      max_lines 1000
    </match>

    <filter **>  # 拼接日志
      @id filter_concat
      @type concat                # Fluentd Filter 插件,用于连接多个事件中分隔的多行日志。
      key message
      multiline_end_regexp /\n$/  # 以换行符“\n”拼接
      separator ""
    </filter> 

    # 添加 Kubernetes metadata 数据
    <filter kubernetes.**>
      @id filter_kubernetes_metadata
      @type kubernetes_metadata
    </filter>

    # 修复 ES 中的 JSON 字段
    # 插件地址:https://github.com/repeatedly/fluent-plugin-multi-format-parser
    <filter kubernetes.**>
      @id filter_parser
      @type parser                # multi-format-parser多格式解析器插件
      key_name log                # 在要解析的记录中指定字段名称。
      reserve_data true           # 在解析结果中保留原始键值对。
      remove_key_name_field true  # key_name 解析成功后删除字段。
      <parse>
        @type multi_format
        <pattern>
          format json
        </pattern>
        <pattern>
          format none
        </pattern>
      </parse>
    </filter>

    # 删除一些多余的属性
    <filter kubernetes.**>
      @type record_transformer
      remove_keys $.docker.container_id,$.kubernetes.container_image_id,$.kubernetes.pod_id,$.kubernetes.namespace_id,$.kubernetes.master_url,$.kubernetes.labels.pod-template-hash
    </filter>

    # 只保留具有logging=true标签的Pod日志
    <filter kubernetes.**>
      @id filter_log
      @type grep
      <regexp>
        key $.kubernetes.labels.logging
        pattern ^true$
      </regexp>
    </filter>
  
  ###### 监听配置,一般用于日志聚合用 ######
  forward.input.conf: |-
    # 监听通过TCP发送的消息
    <source>
      @id forward
      @type forward
    </source>

  output.conf: |-
    <match **>
      @id elasticsearch
      @type elasticsearch
      @log_level info
      include_tag_key true
      host elasticsearch
      port 9200
      logstash_format true
      logstash_prefix k8s  # 设置 index 前缀为 k8s
      request_timeout    30s
      <buffer>
        @type file
        path /var/log/fluentd-buffers/kubernetes.system.buffer
        flush_mode interval
        retry_type exponential_backoff
        flush_thread_count 2
        flush_interval 5s
        retry_forever
        retry_max_interval 30
        chunk_limit_size 2M
        queue_limit_length 8
        overflow_action block
      </buffer>
    </match>

上面配置文件中我们只配置了 docker 容器日志目录,收集到数据经过处理后发送到 elasticsearch:9200 服务。

然后新建一个 fluentd-daemonset.yaml 的文件,文件内容如下:

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: fluentd-es
  namespace: logging
  labels:
    k8s-app: fluentd-es
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: fluentd-es
  labels:
    k8s-app: fluentd-es
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - "namespaces"
  - "pods"
  verbs:
  - "get"
  - "watch"
  - "list"
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: fluentd-es
  labels:
    k8s-app: fluentd-es
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: fluentd-es
  namespace: logging
  apiGroup: ""
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: fluentd-es
  apiGroup: ""
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-es
  namespace: logging
  labels:
    k8s-app: fluentd-es
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: fluentd-es
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: fluentd-es
        kubernetes.io/cluster-service: "true"
      # 此注释确保如果节点被驱逐,fluentd不会被驱逐,支持关键的基于 pod 注释的优先级方案。
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ''
    spec:
      serviceAccountName: fluentd-es
      containers:
      - name: fluentd-es
        image: harbor.domain.com/efk/fluentd:v3.4.0
        imagePullPolicy: "IfNotPresent"
        env:
        - name: FLUENTD_ARGS
          value: --no-supervisor -q
        resources:
          limits:
            memory: 500Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi
        volumeMounts:
        - name: varlog
          mountPath: /var/log
        - name: varlibdockercontainers
          mountPath: /data/docker/containers
          readOnly: true
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/fluent/config.d
      nodeSelector:
        beta.kubernetes.io/fluentd-ds-ready: "true"
      tolerations:
      - operator: Exists
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
      - name: varlog
        hostPath:
          path: /var/log
      - name: varlibdockercontainers
        hostPath:
          path: /var/lib/docker/containers
      - name: config-volume
        configMap:
          name: fluentd-config

我们将上面创建的 fluentd-config 这个 ConfigMap 对象通过 volumes 挂载到了 Fluentd 容器中,另外为了能够灵活控制哪些节点的日志可以被收集,所以我们这里还添加了一个 nodSelector 属性:

nodeSelector:
  beta.kubernetes.io/fluentd-ds-ready: "true"

意思就是要想采集节点的日志,那么我们就需要给节点打上上面的标签,比如我们这里只给节点4和节点6打上了该标签:

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_elasticsearch_03


如果你需要在其他节点上采集日志,则需要给对应节点打上标签,使用如下命令:kubectl label nodes node名 beta.kubernetes.io/fluentd-ds-ready=true。

另外需要注意的地方是,我这里的测试环境更改了 docker 的根目录

path: /var/lib/docker/containers

分别创建上面的 ConfigMap 对象和 DaemonSet:

$ kubectl create -f fluentd-configmap.yaml
configmap "fluentd-config" created
$ kubectl create -f fluentd-daemonset.yaml
serviceaccount "fluentd-es" created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io "fluentd-es" created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "fluentd-es" created
daemonset.apps "fluentd-es" created

创建完成后,查看对应的 Pods 列表,检查是否部署成功:

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_elasticsearch_04


Fluentd 启动成功后,这个时候就可以发送日志到 ES 了,但是我们这里是过滤了只采集具有 logging=true 标签的 Pod 日志,所以现在还没有任何数据会被采集。

下面我们部署一个简单的测试应用, 新建 counter.yaml 文件,文件内容如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: counter
  labels:
    logging: "true"  # 一定要具有该标签才会被采集
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args: [/bin/sh, -c,
            'i=0; while true; do echo "$i: $(date)"; i=$((i+1)); sleep 1; done']

该 Pod 只是简单将日志信息打印到 stdout,所以正常来说 Fluentd 会收集到这个日志数据,在 Kibana 中也就可以找到对应的日志数据了,使用 kubectl 工具创建该 Pod:

$ kubectl create -f counter.yaml
$ kubectl get pods
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
counter                          1/1     Running   0          9h
 - List item

Pod 创建并运行后,回到 Kibana Dashboard 页面,点击左侧最下面的 Stack Management图标,然后点击 Kibana 下面的 Index Patterns 开始导入索引数据:

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_es和kibana k8s部署_05


在这里可以配置我们需要的 Elasticsearch 索引,前面 Fluentd 配置文件中我们采集的日志使用的是 logstash 格式,定义了一个 k8s 的前缀,所以这里只需要在文本框中输入k8s-*即可匹配到 Elasticsearch 集群中采集的 Kubernetes 集群日志数据,然后点击下一步,进入以下页面:

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_java_06


还可以根据一些条件来筛选数据

es和kibana k8s部署 elasticsearch k8s部署_java_07

参考地址

https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#headless-services