监控与升级

主要内容

部署Metrics
升级控制平面

预备知识

Kubernetes 在每个级别上都提供了有关应用程序资源使用情况的详细信息，此信息可用来评估应用程序的性能，以及在何处可以消除瓶颈以提高整体性能。
在 Kubernetes 中，应用程序监控不依赖单个监控解决方案。在新集群上，可以使用资源度量或完整度量管道来收集监视统计信息。
资源指标管道提供了一组与集群组件，例如 Horizontal Pod Autoscaler 控制器以及 kubectl top 实用程序相关的有限度量。这些指标是由轻量级的、短期、内存存储的 metrics-server 收集的，并通过 metrics.k8s.io 公开。

监控是指对特定系统、网络、设备或应用程序进行实时或定期的监视和跟踪，以确保其正常运行并及时发现和解决潜在问题。监控可以包括对系统性能、资源利用率、安全性、可用性等方面的监测。
升级是指对系统、软件、硬件或设备进行更新或升级，以提高其性能、功能或安全性。升级可以包括软件或固件的更新、硬件的更换或升级、系统配置的调整等。
监控与升级的关系是，监控可以帮助发现系统或设备的性能瓶颈、安全漏洞或其他问题，从而为升级提供依据。而升级可以通过提供新功能、修复漏洞、优化性能等方式来改善系统或设备的运行状态，从而提高监控的效果。

在实际应用中，监控和升级通常是结合使用的。例如，可以通过监控系统的性能指标来确定是否需要对系统进行升级，比如增加硬件资源、优化软件配置等；另外，也可以通过监控系统的安全事件来及时发现并修复漏洞，以提高系统的安全性。

常见的监控与升级工具包括网络监控工具、服务器监控工具、应用程序监控工具等。这些工具可以提供实时监控、报警通知、性能分析、日志记录等功能，帮助管理员及时发现和解决问题，同时也提供了升级和优化的支持。

总之，监控与升级是保障系统运行稳定和安全的重要手段，通过监控系统状态并及时进行升级，可以提高系统的性能、可用性和安全性。

一.部署Metrics

Metrics是一种用于收集、存储和展示系统或应用程序的性能指标和统计数据的工具。它可以帮助开发人员和系统管理员实时监控系统的运行状态，并提供有关系统性能、资源利用率、错误率、请求延迟等方面的数据。

部署Metrics可以通过以下步骤进行：

选择Metrics工具：根据需求选择适合的Metrics工具，常见的工具包括Prometheus、Grafana、InfluxDB等。
安装和配置Metrics工具：根据Metrics工具的官方文档，下载并安装Metrics工具，并进行必要的配置。配置通常包括指定要监控的目标、设置数据存储和展示方式等。
定义和收集指标：Metrics工具通常提供一些默认的指标，如CPU使用率、内存使用率等，但也可以根据需求定义自定义指标。定义指标时，需要确定指标的名称、类型（如计数器、测量值等）和标签（用于标识指标的维度）等。
集成Metrics工具：将Metrics工具集成到系统或应用程序中，以便在运行时收集和发送指标数据。这通常涉及到在代码中添加Metrics库、配置指标收集和发送的逻辑等。
可视化和分析指标：使用Metrics工具提供的可视化界面或API，展示和分析收集到的指标数据。这可以帮助用户实时监控系统状态、发现潜在问题，并进行性能优化和故障排查。

Metrics的用法包括但不限于以下几个方面：

监控系统性能：通过收集和展示系统的各项指标，如CPU、内存、磁盘、网络等的使用率，可以实时监控系统的运行状态，及时发现和解决性能问题。
资源利用率分析：通过收集和展示资源的使用情况，可以了解系统的资源利用率，优化资源分配，提高系统的效率和可扩展性。
错误率和异常监控：通过收集和展示错误率、异常情况等指标，可以及时发现和解决系统中的错误和异常，提高系统的稳定性和可靠性。
请求延迟和吞吐量分析：通过收集和展示请求的延迟和吞吐量等指标，可以了解系统的性能瓶颈，优化系统的响应时间和吞吐能力。

总之，部署Metrics可以帮助用户实时监控系统状态、发现问题、优化性能，并提供数据支持进行决策和规划。

1.部署

代码如下（示例）:

kubectl apply -f https://gitee.com/cnlxh/Kubernetes/raw/master/cka-yaml/metrics-components.yaml

部署好之后，执行 kubectl top 命令就会返回结果：
在这里插入图片描述

2.解释

"kubectl apply -f https://gitee.com/cnlxh/Kubernetes/raw/master/cka-yaml/metrics-components.yaml" 是一个使用kubectl命令部署Metrics组件的命令。

具体解释如下：
- "kubectl" 是 Kubernetes 命令行工具，用于与 Kubernetes 集群进行交互。
- "apply" 是 kubectl 命令的一个子命令，用于应用或更新 Kubernetes 资源。
- "-f" 是 apply 命令的一个选项，用于指定要应用的资源文件。
- "https://gitee.com/cnlxh/Kubernetes/raw/master/cka-yaml/metrics-components.yaml" 是一个包含 Metrics 组件配置的 YAML 文件的URL地址。

所以，这条命令的作用是将指定的 Metrics 组件配置文件应用到 Kubernetes 集群中。kubectl会根据该文件中的配置信息，创建或更新相应的 Kubernetes 资源，以部署和配置 Metrics 组件。

请注意，执行此命令需要确保kubectl已正确安装并与所需的Kubernetes集群连接。

二.升级控制平面

升级控制平面是指将Kubernetes集群的控制平面组件（如API服务器、调度器、控制器管理器等）升级到新的版本。控制平面的升级通常是为了获取新功能、修复漏洞、提高性能或改进稳定性。

升级控制平面的详细步骤如下：

1.备份数据：在进行任何升级操作之前，务必备份Kubernetes集群的数据。这样可以在升级过程中出现问题时，恢复到之前的状态。

2.查看当前版本：使用kubectl命令查看当前集群的Kubernetes版本。可以运行以下命令来获取版本信息：

kubectl version

3.查看可用版本：查看可用的Kubernetes版本，以确定要升级到的目标版本。可以查看Kubernetes官方文档或相关文档，了解可用版本的特性和变化。

4.制定升级计划：根据集群的特性和需求，制定升级计划。这包括选择升级的版本、确定升级的时间窗口、准备升级所需的资源和工具等。

5.备份配置文件：备份当前控制平面的配置文件，以便在升级过程中重新应用配置。这些配置文件通常位于/etc/kubernetes目录下。

6.升级控制平面组件：根据升级计划，逐个升级控制平面组件。具体步骤可能因所使用的部署工具而有所不同，但一般包括以下几个步骤：

停止当前版本的控制平面组件。
下载和安装新版本的控制平面组件。
启动新版本的控制平面组件。

7.验证升级：在升级完成后，使用kubectl命令验证集群的状态和功能是否正常。可以运行一些基本的命令，如获取节点、获取Pod等，来确保集群正常运行。

8.更新客户端工具：如果升级过程中使用的kubectl命令行工具也需要升级，可以根据官方文档或相关文档的说明，下载和安装新版本的kubectl工具。

升级控制平面的用法会因部署工具的不同而有所差异。以下是一些常见的部署工具及其升级命令的示例：

使用kubeadm进行部署的集群：
- 升级kubeadm工具本身：根据官方文档的说明，下载和安装新版本的kubeadm工具。
- 升级控制平面组件：使用kubeadm upgrade命令来升级控制平面组件。例如：
```
kubeadm upgrade apply v1.21.0
```
- 升级kubelet和kube-proxy：根据官方文档的说明，逐个升级集群中的节点上的kubelet和kube-proxy组件。
使用kubespray进行部署的集群：
- 根据kubespray的文档，下载和安装新版本的kubespray。
- 使用kubespray提供的升级脚本来升级控制平面组件。例如：
```
ansible-playbook -i inventory/mycluster/hosts.ini --become --become-user=root cluster.yml
```

总之，升级控制平面是一个重要的操作，需要仔细计划和执行。在升级之前，务必备份数据，并确保了解目标版本的特性和变化。根据所使用的部署工具，按照相应的步骤和命令来进行升级操作，并在升级完成后验证集群的状态和功能。

1.先确定要升级的版本

代码如下（示例）:

apt list kubeadm -a

在这里插入图片描述

2.禁止master节点接受新调度

代码如下（示例）:

kubectl cordon cka-master
kubectl get nodes

在这里插入图片描述

3.驱逐master节点上的现有任务

代码如下（示例）:

kubectl drain cka-master --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

在这里插入图片描述

4.安装目标的kubeadm,kubectl,kubelet

代码如下（示例）:

apt-get update
apt-get install -y kubelet=1.27.1-00 kubeadm=1.27.1-00 kubectl=1.27.1-00

在这里插入图片描述

5.查看可升级的列表并升级

代码如下（示例）:

kubeadm upgrade plan
kubeadm upgrade apply v1.27.1  --etcd-upgrade=false

在这里插入图片描述

6.恢复master节点调度的能力

代码如下（示例）:

systemctl restart kubelet
kubectl uncordon cka-master
kubectl get nodes

在这里插入图片描述

7.解释

- `apt list kubeadm -a`：查看可用的kubeadm版本。这个命令会列出所有可用的kubeadm版本，包括已安装的版本和可用的版本。

- `kubectl cordon cka-master`：将节点 `cka-master` 标记为不可调度状态。这个命令会阻止新的Pod被调度到该节点上，但已经运行在该节点上的Pod不受影响。

- `kubectl get nodes`：获取集群中所有节点的状态。这个命令会列出集群中所有节点的名称、状态、角色等信息。

- `kubectl drain cka-master --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data`：将节点 `cka-master` 上的所有Pod迁移到其他节点，并标记为删除。这个命令会触发Pod的迁移操作，确保该节点上的所有Pod被安全地迁移到其他节点上。

- `apt-get update`：更新系统的软件包列表。

- `apt-get install -y kubelet=1.27.1-00 kubeadm=1.27.1-00 kubectl=1.27.1-00`：安装指定版本的kubelet、kubeadm和kubectl。这个命令会下载并安装指定版本的Kubernetes组件。

- `kubeadm upgrade plan`：查看当前集群的升级计划。这个命令会列出当前集群的版本和可用的升级版本，并提供升级的建议和注意事项。

- `kubeadm upgrade apply v1.27.1 --etcd-upgrade=false`：执行升级操作，将集群升级到指定的版本。这个命令会自动升级控制平面组件，并根据需要升级etcd。在这个示例中，禁用了etcd的升级。

- `systemctl restart kubelet`：重启kubelet服务，使其加载新版本的kubelet配置。

- `kubectl uncordon cka-master`：将节点 `cka-master` 标记为可调度状态。这个命令会允许新的Pod被调度到该节点上。

- `kubectl get nodes`：再次获取集群中所有节点的状态，以确认升级操作是否成功。