k8s部署elk+filebeat。springCloud集成elk+filebeat+kafka+zipkin实现多个服务日志链路追踪聚合到es

news2024/9/22 13:40:42

一、目的

如今2023了，大多数javaweb架构都是springboot微服务，一个前端功能请求后台可能是多个不同的服务共同协做完成的。例如用户下单功能，js转发到后台网关gateway服务，然后到鉴权spring-sercurity服务，然后到业务订单服务，然后到支付服务，后续还有发货、客户标签等等服务。
其中每个服务会启动多个实例做负载均衡，这样一来我们想看这个功能的完成流程日志，需要找到对应的服务器ip,日志文件在哪，其中又要确定具体负载转发到哪些台服务器上了。 如果是生产问题想要快速定位原因，需要一套解决方案！
在这里插入图片描述

二、涉及技术栈

  1. 基本架构：spring cloud（springBoot+服务发现+网关+负载熔断等netflex）。本人目前使用的是springboot+eureka+gateway+springSercurity+openfeign+springConfig 配合业务功能涉及中间件redis、quartz、kafka、mysql、elasticsearch
  2. 日志采集处理展现：ELK
    • elasticsearch：海量json数据存储即席查询
    • logstash： 源头采集数据（tcp、file、redis、mq）、格式化处理、推送es存储
    • kibana： 官方es可视化交互curd工具
  3. 高效轻量数据采集工具： filebeat。 监控日志文件实时获取，可以推送到kafka
  4. kafka：接收filebeat数据，供logstash消费
  5. 多服务链路追踪：sleuth-zipkin。无代码侵入。简单来说就是打印的日志内容新增了tranceId、spanId。例如 在这里插入图片描述

三、流程

  1. js发起ajax请求后台网关服务

  2. 网关服务集成了maven<artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>依赖，会自动给当前的请求header中添加tranceId字段和spanId字段。这两个字段值随机生成。其中tranceId等于spanId在header中没有这两个字段的时候：例如tranceId=123a,spanId=123a 并添加到header中。并且打印日志的时候会把这个信息打印出来

  3. 之后网关根据请求路径转发到业务服务A，A服务的zipkin发现header中有tranceId信息，就只生成spanId,例如tranceId=123a,spanId=231b 并添加到header中。并且打印日志的时候会把这个信息打印出来。

  4. A服务又rpc调用了B服务。B服务的zipkin发现header中有tranceId信息，就只生成spanId,例如tranceId=123a,spanId=342h 并添加到header中。并且打印日志的时候会把这个信息打印出来。

  5. 调用完结返回前端响应。

  6. 到此服务器的日志文件就会新增上述的日志。然后filebeat工具监听到了各个服务的新日志，读取并推送到kafka

  7. 消息队列的topic下生产新数据，logstash工具提前配置并启动消费kafka, 处理并保存数据到elasticsearch。这里好奇为什么不直接通过filebeat直接推送es,或者springboot的log框架直接通过appender直接推送es呢？

    • 使用filebeat解耦，不影响springboot性能。并且轻量
    • 使用kafka是应对大量并发数据，减少logstash压力
    • 最终经过logstash推送es是为了加工格式化源数据，再保存到es,这样更加方便es查询日志

  8. 持久化es之后，通过kibana查询日志，查询条件是tranceId=123a即可查询出完整的日志。

四、整合配置filebeat、kafka、logstash例子

我分了两部分，有些是部署在服务器上的jar,我就通过filebeat采集；有些是部署到本地笔记本上的服务，直接在logback.xml配置一个appender输出到kafka,不经过filebeat。

logstash.conf

input {
  kafka{
    bootstrap_servers => "node101:30701"
    client_id => "logstash_kafka_consumer_id"
    group_id => "logstash_kafka_consumer_group"
    auto_offset_reset => "latest" 
    consumer_threads => 1
    decorate_events => true 
    topics => ["logstash"]
  }

}

filter{
}
 
output{
    elasticsearch{
    hosts => ["node101:30600"]
    index => "logstash-%{+YYYY.MM.dd}"
    }
}

filebeat.yml

filebeat.modules:
filebeat.prospectors:
- type: log
  enabled: true
  paths:
    - /spring-boot-logs/*/user.*.log
  #include_lines: ["^ERR", "^WARN"]
      # 适用于日志中每一条日志占据多行的情况，比如各种语言的报错信息调用栈
  multiline:
    pattern: '^[[:space:]]'
    negate: false
    match: after

processors:
  - drop_fields:
      fields: ["metadata", "prospector", "offset", "beat", "source","type"]

output.kafka:
  hosts: ["node101:30701"]
  topic: logstash

k8s的yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: elk
  name: ssx-elk-dm
  namespace: ssx
spec:
  replicas: 1 
  selector: #标签选择器，与上面的标签共同作用
    matchLabels: #选择包含标签app:mysql的资源
       app: elk
  template: #这是选择或创建的Pod的模板
    metadata: #Pod的元数据
      labels: #Pod的标签，上面的selector即选择包含标签app:mysql的Pod
        app: elk
    spec: #期望Pod实现的功能（即在pod中部署）
      hostAliases: #给pod添加hosts网络
      - ip: "192.168.0.101"
        hostnames:
        - "node101"
      - ip: "192.168.0.102"
        hostnames:
        - "node102"
      - ip: "192.168.0.103"
        hostnames:
        - "node103"
      containers: #生成container，与docker中的container是同一种
      - name: ssx-elasticsearch6-c
        image: 9d77v/elasticsearch:6.2.4 #配置阿里的镜像，直接pull即可
        ports:
        - containerPort: 9200  # 开启本容器的80端口可访问
        - containerPort: 9300  # 开启本容器的80端口可访问
        env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
        - name: discovery.type  #环境变量名称
          value: "single-node" #环境变量的值 这是mysqlroot的密码 因为是纯数字，需要添加双引号 不然编译报错
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/share/elasticsearch/data   #这是mysql容器内保存数据的默认路径
          name: c-v-path-elasticsearch-data
        - mountPath: /usr/share/elasticsearch/logs   #这是mysql容器内保存数据的默认路径
          name: c-v-path-elasticsearch-logs
        - mountPath: /usr/share/elasticsearch/.cache   #这是mysql容器内保存数据的默认路径
          name: c-v-path-elasticsearch-cache
        - mountPath: /etc/localtime   #时间同步
          name: c-v-path-lt

      - name: ssx-kibana-c
        image: wangxiaopeng65/kibana:6.2.4 #配置阿里的镜像，直接pull即可
        ports:
        - containerPort: 5601  # 开启本容器的80端口可访问
        env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
        - name: ELASTICSEARCH_URL  #环境变量名称
          value: "http://localhost:9200" #环境变量的值 这是mysqlroot的密码 因为是纯数字，需要添加双引号 不然编译报错
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/share/kibana/data2   #无用，我先看看那些挂载需要
          name: c-v-path-kibana
        - mountPath: /etc/localtime   #时间同步
          name: c-v-path-lt

      - name: ssx-logstash-c
        image: docker.elastic.co/logstash/logstash:6.2.4 #配置阿里的镜像，直接pull即可
        env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
        - name: "xpack.monitoring.enabled"  #禁用登录验证
          value: "false" #环境变量的值 这是mysqlroot的密码 因为是纯数字，需要添加双引号 不然编译报错
        args: ["-f","/myconf/logstash.conf"]
        volumeMounts:
        - mountPath: /myconf   #配置
          name: c-v-path-logstash-conf
        - mountPath: /usr/share/logstash/data   #data
          name: c-v-path-logstash-data
        - mountPath: /etc/localtime   #时间同步
          name: c-v-path-lt

      - name: ssx-filebeat-c
        image: elastic/filebeat:6.2.4  #配置阿里的镜像，直接pull即可
        env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/share/filebeat/filebeat.yml   #配置
          name: c-v-path-filebeat-conf
        - mountPath: /usr/share/filebeat/data  #配置
          name: c-v-path-filebeat-data
        - mountPath: /spring-boot-logs  #data
          name: c-v-path-filebeat-spring-logs
        - mountPath: /etc/localtime   #时间同步
          name: c-v-path-lt

      volumes:
      - name: c-v-path-elasticsearch-data #和上面保持一致 这是本地的文件路径，上面是容器内部的路径
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/elasticsearch6/data  #此路径需要实现创建 注意要给此路径授权777权限 不然pod访问不到
      - name: c-v-path-elasticsearch-logs #和上面保持一致 这是本地的文件路径，上面是容器内部的路径
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/elasticsearch6/logs  #此路径需要实现创建 注意要给此路径授权777权限 不然pod访问不到
      - name: c-v-path-elasticsearch-cache #和上面保持一致 这是本地的文件路径，上面是容器内部的路径
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/elasticsearch6/.cache  #此路径需要实现创建 注意要给此路径授权777权限 不然pod访问不到
      - name: c-v-path-kibana #和上面保持一致 这是本地的文件路径，上面是容器内部的路径
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/kibana  #此路径需要实现创建 注意要给此路径授权777权限 不然pod访问不到
      - name: c-v-path-logstash-conf
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/logstash/myconf
      - name: c-v-path-logstash-data
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/logstash/data
      - name: c-v-path-lt
        hostPath:
          path: /etc/localtime   #时间同步
      - name: c-v-path-filebeat-conf
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/filebeat/myconf/filebeat.yml
      - name: c-v-path-filebeat-data
        hostPath:
          path: /home/app/apps/k8s/for_docker_volume/elk/filebeat/data
      - name: c-v-path-filebeat-spring-logs
        hostPath:
          path: /home/ssx/appdata/ssx-log/docker-log

      nodeSelector: #把此pod部署到指定的node标签上
        kubernetes.io/hostname: node101
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
   app: elk
  name: ssx-elk-sv
  namespace: ssx
spec:
  ports:
  - port: 9000 #我暂时不理解，这个设置 明明没用到？
    name: ssx-elk-last9200
    protocol: TCP
    targetPort: 9200 # 容器nginx对外开放的端口 上面的dm已经指定了
    nodePort: 30600 #外网访问的端口

  - port: 9010 #我暂时不理解，这个设置 明明没用到？
    name: ssx-elk-last9300
    protocol: TCP
    targetPort: 9300 # 容器nginx对外开放的端口 上面的dm已经指定了
    nodePort: 30601 #外网访问的端口

  - port: 9011 #我暂时不理解，这个设置 明明没用到？
    name: ssx-kibana
    protocol: TCP
    targetPort: 5601 # 容器nginx对外开放的端口 上面的dm已经指定了
    nodePort: 30602 #外网访问的端口

  selector:
    app: elk
  type: NodePort

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