独立部署Prometheus监控Kubernetes集群

作为一名经验丰富的开发者，你有责任教会刚入行的小白如何实现“独立部署Prometheus监控Kubernetes集群”。在本篇文章中，我将为你详细介绍实现的流程，并提供相关代码示例。

整个过程分为以下几个步骤：

步骤 | 操作
-----------------------
1 | 部署Prometheus操作
2 | 部署kube-state-metrics
3 | 部署Prometheus Adapter
4 | 配置Prometheus监控Kubernetes集群

下面我们来详细介绍每个步骤需要做什么以及对应的代码示例。

第一步：部署Prometheus操作

首先，我们需要下载Prometheus的压缩包，并解压缩到指定的目录。

```shell
$ wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.39.0/prometheus-2.39.0.linux-amd64.tar.gz
$ tar -zxvf prometheus-2.39.0.linux-amd64.tar.gz
$ cd prometheus-2.39.0.linux-amd64/
```

接下来，我们需要创建一个配置文件prometheus.yml，该文件用于指定Prometheus的监控目标。

```yaml
global:
scrape_interval: 15s
evaluation_interval: 15s

scrape_configs:
- job_name: 'prometheus'
static_configs:
- targets: ['localhost:9090']
```

最后，我们可以启动Prometheus，开始监控工作。

```shell
$ ./prometheus --config.file=prometheus.yml
```

第二步：部署kube-state-metrics

kube-state-metrics是用于提供Kubernetes集群状态监控指标的工具。我们需要通过部署这个工具来收集相关的指标数据。

首先，我们需要下载kube-state-metrics的压缩包，并解压缩到指定的目录。

```shell
$ wget https://github.com/kubernetes/kube-state-metrics/archive/v2.2.0.tar.gz
$ tar -zxvf v2.2.0.tar.gz
$ cd kube-state-metrics-2.2.0/
```

接下来，我们可以使用以下命令启动kube-state-metrics。

```shell
$ kubectl apply -f examples/standard/
```

第三步：部署Prometheus Adapter

Prometheus Adapter是一个用于实现Kubernetes API扩展的工具。通过部署Prometheus Adapter，我们可以将Prometheus的监控数据以Kubernetes API的形式暴露出来。

首先，我们需要下载Prometheus Adapter的压缩包，并解压缩到指定的目录。

```shell
$ wget https://github.com/DirectXMan12/k8s-prometheus-adapter/releases/download/v0.11.0/prometheus-adapter-0.11.0.tar.gz
$ tar -zxvf prometheus-adapter-0.11.0.tar.gz
$ cd prometheus-adapter-0.11.0/
```
创建一个配置文件adapter-values.yaml，配置Prometheus Adapter需要的参数。

```shell
$ vi adapter-values.yaml

apiVersion: helm.fluxcd.io/v1
kind: HelmRelease
metadata:
name: prometheus-adapter
namespace: monitoring
spec:
releaseName: prometheus-adapter
chart:
repository: https://prometheus-community.github.io/helm-charts
name: prometheus-adapter
version: 0.11.0
values:
config:
rules:
custom:
- seriesQuery: |-
max without(service, job, instance)(count(count(prometheus_http_requests_total) by (service, job, instance)))
resources:
overrides:
namespace: monitoring
name:
as: ExternalServiceRequestsPerSecond
metricsQuery: |-
sum(rate(external_service_requests_total{kubernetes_namespace="default", kubernetes_pod_name!=""}[1m])) by (kubernetes_pod_name)
```

接下来，我们可以使用以下命令部署Prometheus Adapter到Kubernetes集群中。

```shell
$ helm upgrade -i prometheus-adapter prometheus-community/prometheus-adapter -n monitoring -f adapter-values.yaml
```

第四步：配置Prometheus监控Kubernetes集群

最后一步，我们需要对Prometheus进行配置，以收集Kubernetes集群的监控数据。

在Prometheus的配置文件prometheus.yml中添加以下内容：

```yaml
- job_name: 'kubernetes-pods'
kubernetes_sd_configs:
- role: pod
namespaces:
names:
- default
relabel_configs:
- source_labels: ['__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_scrape']
action: keep
regex: true
- source_labels: ['__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_path']
action: replace
target_label: __metrics_path__
regex: (.+)
- source_labels: ['__address__', '__meta_kubernetes_pod_annotation_prometheus_io_port']
action: replace
regex: ([^:]+)(?::\d+)?;(\d+)
replacement: $1:$2
target_label: __address__
- action: labelmap
regex: __meta_kubernetes_pod_label_(.+)
- source_labels: ['__meta_kubernetes_namespace']
action: replace
target_label: kubernetes_namespace
- source_labels: ['__meta_kubernetes_pod_name']
action: replace
target_label: kubernetes_pod_name
```

重启Prometheus，即可开始监控Kubernetes集群。

```shell
$ ./prometheus --config.file=prometheus.yml
```

通过以上四个步骤，我们成功地实现了独立部署Prometheus监控Kubernetes集群的过程。这将为我们提供丰富的监控指标，并帮助我们更好地了解和管理Kubernetes集群的状态。

希望这篇文章能够帮助到刚入行的小白，如果有任何问题，请随时向我提问。