ELK Stack生產(chǎn)實(shí)踐——pod日志采集（Elastic Agent方案）

作者：崔亮的博客 2023-10-20 15:08:28

本篇主要內(nèi)容是介紹k8s容器日志采集到ES集群的常用解決方案以及各方案適用場(chǎng)景和性能瓶頸，并以自定義日志程序?yàn)槔菔救绾瓮ㄟ^(guò)Elastic Agent方案實(shí)現(xiàn)pod日志采集。

pod日志采集方案

方案選型

DaemonSet+Elastic Agent方案：使用DaemonSet控制器在每個(gè)kubernetes集群節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行elastic agent服務(wù)，業(yè)務(wù)容器日志目錄統(tǒng)一掛載到節(jié)點(diǎn)指定目錄下。在fleet中配置集成Custom Logs集成策略，指定日志采集目錄和ingest pipeline，實(shí)現(xiàn)自定義路徑下的日志收集和清理操作。
DaemonSet+filebeat+logstash方案：通過(guò)DaemonSet方式在每個(gè)kubernetes集群節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行filebeat服務(wù)。以容器運(yùn)行時(shí)containerd為例，配置filebeat輸入路徑為/var/log/containers/<kubernetes.container.id>.log，輸出路徑為logstash。并在logstash中配置規(guī)則提取container名稱變量，然后在logstash輸出中引用container名稱變量，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入到es的不同index中。
sidecar+fluentd方案：每個(gè)業(yè)務(wù)容器中通過(guò)sidecar方式運(yùn)行一個(gè)fluentd日志采集處理容器，F(xiàn)luentd是一個(gè)開(kāi)源的數(shù)據(jù)收集器，專為處理數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)，使用JSON作為數(shù)據(jù)格式。它采用了插件式的架構(gòu)，具有高可擴(kuò)展性高可用性，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了高可靠的信息轉(zhuǎn)發(fā)。由于logstash處理性能較弱且占用資源較高，可以通過(guò)fluentd一個(gè)組件替代filebeat+logstash的功能，從而簡(jiǎn)化日志采集流程與配置。
sidecar+filebeat+kafka+logstash方案：每個(gè)業(yè)務(wù)容器中通過(guò)sidecar方式運(yùn)行一個(gè)filebeat日志采集容器，用于采集業(yè)務(wù)容器產(chǎn)生的日志并輸出到kafka中。借助Kafka的Consumer Group技術(shù)可部署多個(gè)logstash副本，提升數(shù)據(jù)處理能力和高可用性。需要注意的是每個(gè)consumer最多只能使用一個(gè)partition，當(dāng)一個(gè)Group內(nèi)consumer的數(shù)量大于partition的數(shù)量時(shí)，只有等于partition個(gè)數(shù)的consumer能同時(shí)消費(fèi)，其他的consumer處于等待狀態(tài)。因此想要增加logstash的消費(fèi)性能，可以適當(dāng)?shù)脑黾觮opic的partition數(shù)量，但kafka中partition數(shù)量過(guò)多也會(huì)導(dǎo)致kafka集群故障恢復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

適用場(chǎng)景

在小規(guī)模日志場(chǎng)景下，首選DaemonSet+Elastic Agent方案采集pod日志，我們只需要調(diào)整集成策略的采集日志路徑和ingest pipeline管道處理規(guī)則即可，集群性能瓶頸取決于ingest節(jié)點(diǎn)性能。

在大規(guī)模日志場(chǎng)景下，推薦使用sidecar+fluentd方案，由fluentd實(shí)現(xiàn)日志的采集與過(guò)濾處理后直接寫(xiě)入ES集群，集群性能瓶頸取決于es集群hot節(jié)點(diǎn)性能。

在超大規(guī)模且業(yè)務(wù)存在瞬間高峰的日志場(chǎng)景下，推薦使用sidecar+filebeat+kafka+logstash方案。可將日志內(nèi)容暫存到kafka消息隊(duì)列中，由logstash集群逐個(gè)消費(fèi)并寫(xiě)入ES，防止瞬間高峰導(dǎo)致直接寫(xiě)入ES失敗，集群性能瓶頸取決于logstash節(jié)點(diǎn)性能。

注意事項(xiàng)

應(yīng)用日志應(yīng)配置日志輪換以防止日志文件無(wú)限增長(zhǎng)并占用過(guò)多的磁盤(pán)空間。通過(guò)設(shè)置日志輪換參數(shù)，可以控制日志文件的大小、保留的日志文件數(shù)量以及輪換的頻率。這種做法可以高效管理日志，避免磁盤(pán)空間問(wèn)題。

部署模擬日志程序

項(xiàng)目地址

代碼倉(cāng)庫(kù)地址：https://gitee.com/cuiliang0302/log_demo

日志格式

模擬常見(jiàn)的后端服務(wù)日志，格式如下

2023-07-23 09:35:18.987 | INFO     | __main__:debug_log:49 - {'access_status': 200, 'request_method': 'GET', 'request_uri': '/account/', 'request_length': 67, 'remote_address': '186.196.110.240', 'server_name': 'cu-36.cn', 'time_start': '2023-07-23T09:35:18.879+08:00', 'time_finish': '2023-07-23T09:35:19.638+08:00', 'http_user_agent': 'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_3) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.2999.0 Safari/537.36'}
2023-07-23 09:35:19.728 | WARNING  | __main__:debug_log:47 - {'access_status': 403, 'request_method': 'PUT', 'request_uri': '/public/', 'request_length': 72, 'remote_address': '158.113.125.213', 'server_name': 'cu-35.cn', 'time_start': '2023-07-23T09:35:18.948+08:00', 'time_finish': '2023-07-23T09:35:20.343+08:00', 'http_user_agent': 'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_3) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.2999.0 Safari/537.36'}
2023-07-23 09:35:19.793 | INFO     | __main__:debug_log:49 - {'access_status': 200, 'request_method': 'GET', 'request_uri': '/public/', 'request_length': 46, 'remote_address': '153.83.121.71', 'server_name': 'cm-17.cn', 'time_start': '2023-07-23T09:35:19.318+08:00', 'time_finish': '2023-07-23T09:35:20.563+08:00', 'http_user_agent': 'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.9; rv:57.0) Gecko/20100101 Firefox/57.0'}
2023-07-23 09:35:20.614 | ERROR    | __main__:debug_log:45 - {'access_status': 502, 'request_method': 'GET', 'request_uri': '/public/', 'request_length': 62, 'remote_address': '130.190.246.56', 'server_name': 'cu-34.cn', 'time_start': '2023-07-23T09:35:20.061+08:00', 'time_finish': '2023-07-23T09:35:21.541+08:00', 'http_user_agent': 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; Hot Lingo 2.0)'}

打包并上傳鏡像

[root@es-master ~]# cd /opt/
[root@es-master opt]# git clone https://gitee.com/cuiliang0302/log_demo.git
[root@es-master opt]# cd log_demo/
[root@es-master log_demo]# ls
Dockerfile  log.py  main.py  readme.md  requirements.txt
[root@es-master log_demo]# docker build -t harbor.local.com/app/log_demo:1.0 .
[root@es-master log_demo]# docker push harbor.local.com/app/log_demo:1.0

部署服務(wù)

在本案例中，我們將容器日志目錄通過(guò)hostPath方式掛載到宿主機(jī)的/var/log/logDemo路徑下。

[root@tiaoban fleet]# cat log-demo.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: log-demo
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: log-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: log-demo
    spec:
      containers:
      - name: log-demo
        image: harbor.local.com/app/log_demo:1.0
        resources:
          requests:
            memory: "32Mi"
            cpu: "100m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"
        volumeMounts:
          - mountPath: /opt/logDemo/log
            name: logs
      volumes:
        - name: logs
          hostPath:
            path: /var/log/logDemo
            type: DirectoryOrCreate
[root@tiaoban fleet]# kubectl apply -f log-demo.yaml 
deployment.apps/log-demo created
[root@tiaoban fleet]# kubectl get pod -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS       AGE     IP             NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
log-demo-76c57cf9dc-9znrd   1/1     Running   0              2m45s   10.244.3.124   work3   <none>           <none>
log-demo-76c57cf9dc-lkvrq   1/1     Running   0              2m45s   10.244.4.158   work2   <none>           <none>