1. Kubernetes网络概念
  • Kubernetes网络模型：Kubernetes集群中的Pod之间、Pod与集群外部之间需要通过网络进行通信。Kubernetes的网络模型要求所有Pod都能够无需NAT地相互通信，并且能够访问集群外部的IP地址和端口。
  • 关键组件：
  • CNI（容器网络接口）：CNI是一个插件系统，用于连接容器到网络。Kubernetes通过CNI插件（如Calico、Flannel、Weave Net等）来管理Pod的网络。
  • kube-proxy：kube-proxy是Kubernetes集群中每个节点上运行的网络代理，它负责实现Kubernetes Service的抽象，将访问Service的流量转发到后端的Pod上。
2. 可观测性
  • 可观测性的重要性：在云原生环境中，应用通常部署在多个容器和节点上，这使得传统的监控和日志管理方式不再适用。可观测性提供了对系统状态、性能和健康的全面理解，是确保云原生应用稳定运行的关键。
  • 关键概念：
  • Liveness Probes：用于检测容器是否正在运行。如果探测失败，则kubelet将杀死容器并根据其重启策略决定是否重启容器。
  • Readiness Probes：用于检测容器是否准备好接受流量。如果探测失败，则Pod的IP地址将从Service的endpoints列表中移除，直到探测成功为止。
  • Metrics（指标）：包括CPU使用率、内存使用率、网络流量等，用于监控应用的性能。
  • 实现方式：
  • 使用Prometheus作为监控系统，通过配置Prometheus的Scrape Config来收集Kubernetes集群和应用的指标。
  • 使用Grafana作为可视化工具，将Prometheus收集的指标以图表的形式展示出来。
3. 日志管理
  • 日志的重要性：日志是诊断问题、了解应用行为和优化性能的重要工具。在云原生环境中，由于应用部署在多个容器和节点上，因此日志的集中管理和查询变得尤为重要。
  • 实现方式：
  • 使用EFK（Elasticsearch、Fluentd、Kibana）堆栈来收集、存储和查询日志。Fluentd作为日志收集器，将各个Pod中的日志收集起来并发送到Elasticsearch进行存储。Kibana作为可视化工具，提供日志的查询和展示功能。
  • 使用Fluent Bit等轻量级日志收集器作为Fluentd的替代品，以提高性能和降低资源消耗。
4. 代码示例

Prometheus Scrape Config 示例（YAML格式）：

yaml复制代码
 apiVersion: monitoring.coreos.com/v1  
 
 kind: ServiceMonitor  
 
 metadata:  
 
   name: my-app-monitor  
 
   labels:  
 
     app: my-app  
 
 spec:  
 
   selector:  
 
     matchLabels:  
 
       app: my-app  
 
   endpoints:  
 
   - port: metrics  
 
     interval: 15s
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该配置定义了一个ServiceMonitor，用于收集标签为app: my-app的Service的metrics指标。它指定了metrics端口的名称和收集间隔。

Fluentd 配置文件示例（TD-Agent配置文件）：

conf复制代码
 <source>  
 
   @type tail  
 
   path /var/log/containers/*.log  
 
   pos_file /var/log/td-agent/containers.log.pos  
 
   tag kubernetes.*  
 
   format json  
 
   time_format %Y-%m-%dT%H:%M:%S.%NZ  
 
 </source>  
 
   
 
 <match kubernetes.**>  
 
   @type elasticsearch  
 
   host localhost  
 
   port 9200  
 
   logstash_format true  
 
   flush_interval 1s  
 
 </match>
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该配置定义了Fluentd的日志收集规则，它使用tail插件从/var/log/containers/*.log路径下的文件中读取日志，并将它们发送到Elasticsearch进行存储。日志的格式被指定为JSON，并且时间戳的格式也被指定。

总结

在云原生学习笔记的第12天，我们深入了解了Kubernetes的网络模型、可观测性和日志管理。通过掌握这些关键概念和技术，我们能够更好地构建、部署和管理云原生应用。同时，通过代码示例，我们展示了如何在实践中应用这些技术。