Kubernetes Ingress 日志分析与监控的最佳实践

作者: 阿里云技术 | 来源:发表于2019-04-01 14:43 被阅读28次

摘要： Ingress主要提供HTTP层（7层）路由功能，是目前K8s中HTTP/HTTPS服务的主流暴露方式。为简化广大用户对于Ingress日志分析与监控的门槛，阿里云容器服务和日志服务将Ingress日志打通，只需要应用一个yaml资源即可完成日志采集、分析、可视化等一整套Ingress日志方案的部署。

前言

目前Kubernetes（K8s）已经真正地占领了容器编排市场，是默认的云无关计算抽象，越来越多的企业开始将服务构建在K8s集群上。在K8s中，组件通过Service对外暴露服务，常见的包括NodePort、LoadBalancer、Ingress等。其中Ingress主要提供HTTP层（7层）路由功能，相比TCP（4层）的负载均衡具备非常多的优势（路由规则更加灵活、支持金丝雀、蓝绿、A/B Test发布模式、SSL支持、日志、监控、支持自定义扩展等），是目前K8s中HTTP/HTTPS服务的主流暴露方式。

Ingress简介

K8s中Ingress只是一种API资源的声明，具体的实现需要安装对应的Ingress Controller，由Ingress Controller接管Ingress定义，将流量转发到对应的Service。目前Ingress Controller的实现有非常多种（具体可以参考Ingress Controller官方文档），比较流行的有Nginx、Traefik、Istio、Kong等，在国内接受度最高的是Nginx Ingress Controller。

日志与监控

日志和监控是所有Ingress Controller都会提供的基础功能，日志一般包括访问日志（Access Log）、控制日志（Controller Log）和错误日志（Error Log），监控主要从日志以及Controller中提取部分Metric信息。这些数据中访问日志的量级最大、信息最多、价值也最高，一般7层的访问日志包括：URL、源IP、UserAgent、状态码、入流量、出流量、响应时间等，对于Ingress Controller这种转发型的日志，还包括转发的Service名、Service响应时间等额外信息。从这些信息中，我们能够分析出非常多的信息，例如：

网站访问的PV、UV；
访问的地域分布、设备端分布；
网站访问的错误比例；
后端服务的响应延迟；
不同URL访问分布。

我们的开发、运维、运营、安全等人员可以基于这些信息完成各自的需求，例如：

新老版本发布前后的数据指标对比；
网站质量监控、集群状态监控；
恶意攻击检测、反作弊；
网站访问量统计、广告转化率统计。

然而手动搭建、运维一整套的Ingress日志分析与监控系统非常复杂，系统所需要的模块有：

部署日志采集Agent并配置采集、解析规则；
由于K8s集群中，访问量相对较大，因此需要搭建一个缓冲队列，例如Redis、Kafka等；
部署实时数据分析引擎，例如Elastic Search、clickhouse等；
部署可视化组件并搭建报表，例如grafana、kibana等；
部署告警模块并配置告警规则，例如ElastAlert、alertmanager等。

阿里云日志服务Ingress解决方案

为简化广大用户对于Ingress日志分析与监控的门槛，阿里云容器服务和日志服务将Ingress日志打通（官方文档），只需要应用一个yaml资源即可完成日志采集、分析、可视化等一整套Ingress日志方案的部署。

Ingress可视化分析

日志服务默认为Ingress创建5个报表，分别是：Ingress概览、Ingress访问中心、Ingress监控中心、Ingress蓝绿发布监控中心、Ingress异常检测中心。不同角色的人员可根据需求使用不同的报表，同时每个报表均提供筛选框用于筛选特定的Service、URL、状态码等。所有的报表均基于日志服务提供的基础可视化组件实现，可根据公司实际场景进行定制化调整。

Ingress概览

Ingress概览报表主要展示当前Ingress的整体状态，主要包括以下几类信息：

整体架构状态（1天），包括：PV、UV、流量、响应延迟、移动端占比、错误比例等；
网站实时状态（1分钟），包括：PV、UV、成功率、5XX比例、平均延迟、P95/P99延迟等；
用户请求类信息（1天），包括：1天/7天访问PV对比、访问地域分布、TOP访问省份/城市、移动端占比、Android/IOS占比等；
TOPURL统计（1小时），包括：访问TOP10、延迟TOP10、5XX错误TOP10、404错误TOP10。

Ingress访问中心

Ingress访问中心主要侧重于用于访问请求相关的统计信息，一般用于运营分析，包括：当日UV/PV、UV/PV分布、UV/PV趋势、TOP访问省份/城市、TOP访问浏览器、TOP访问IP、移动端占比、Android/IOS占比等。

Ingress监控中心

Ingress监控中心主要侧重于网站实时监控数据，一般用于实时监控与告警，包括：请求成功率、错误比例、5XX比例、请求未转发比例、平均延迟、P95/P99/P9999延迟、状态码分布、Ingress压力分布、Service访问TOP10、Service错误TOP10、Service延迟TOP10、Service流量TOP10等。

Ingress蓝绿发布监控中心

Ingress蓝绿发布监控中心主要用于版本发布时的实时监控与对比（版本前后对比以及蓝绿版本当前对比），以便在服务发布时快速检测异常并进行回滚。在该报表中需要选择进行对比的蓝绿版本（ServiceA和ServiceB），报表将根据选择动态显示蓝绿版本相关指标，包括：PV、5XX比例、成功率、平均延迟、P95/P99/P9999延迟、流量等。