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Observabilidade do aplicativo com o Prometheus no GKE

Autopilot

Neste tutorial, mostramos como configurar sondagens de atividade para microsserviços de aplicativos implantados no Google Kubernetes Engine (GKE) usando o Prometheus Prometheus.

Neste tutorial, usamos o Prometheus de código aberto. No entanto, cada cluster Autopilot do GKE implanta automaticamente o Serviço Gerenciado para Prometheus, Google Clouda solução totalmente gerenciada, multicloud e de vários projetos do Google Cloud para métricas do Prometheus. O Serviço gerenciado para Prometheus permite monitorar globalmente e gerar alertas sobre suas cargas de trabalho usando o Prometheus, sem precisar gerenciar e operar manualmente o Prometheus em escala.

Também é possível usar ferramentas de código aberto, como o Grafana, para visualizar as métricas coletadas pelo Prometheus.

Objetivos

Criar um cluster.
Implantar o Prometheus.
Implantar o aplicativo de amostra, Bank of Anthos.
Configurar as sondagens de atividade do Prometheus.
Configurar os alertas do Prometheus.
Configurar o Alertmanager para receber notificações em um canal do Slack.
Simular uma falha temporária para testar o Prometheus.

Custos

Neste documento, você usará os seguintes componentes faturáveis do Google Cloud:

Para gerar uma estimativa de custo baseada na projeção de uso, use a calculadora de preços.

Novos Google Cloud usuários podem estar qualificados para um teste sem custo financeiro.

Ao concluir as tarefas descritas neste documento, é possível evitar o faturamento contínuo excluindo os recursos criados. Para mais informações, consulte Limpeza.

Antes de começar

Faça login nasua Google Cloud conta. Se você começou a usar o Google Cloud, crie uma conta para avaliar o desempenho dos nossos produtos em situações reais. Clientes novos também recebem US $300 em créditos para executar, testar e implantar cargas de trabalho.

In the Google Cloud console, on the project selector page, click Create project to begin creating a new Google Cloud project.

Roles required to create a project

To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Go to project selector

Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.

Enable the GKE API.

Roles required to enable APIs

To enable APIs, you need the serviceusage.services.enable permission. If you created the project, then you likely already have this permission through the Owner role (roles/owner). Otherwise, you can get this permission through the Service Usage Admin role (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin). Learn how to grant roles.

Enable the API

In the Google Cloud console, on the project selector page, click Create project to begin creating a new Google Cloud project.

Roles required to create a project

To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Go to project selector

Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.

Enable the GKE API.

Roles required to enable APIs

Enable the API

Instale a CLI do Helm

Prepare o ambiente

Neste tutorial, você usará o Cloud Shell para gerenciar recursos hospedados no Google Cloud.

Defina as variáveis de ambiente padrão:
```
gcloud config set project PROJECT_ID
gcloud config set compute/region CONTROL_PLANE_LOCATION
```
Substitua:
- PROJECT_ID: o Google Cloud ID do projeto.
- CONTROL_PLANE_LOCATION: a região do Compute Engine do plano de controle do seu cluster. Neste tutorial, a região é us-central1. Normalmente, você deve escolher uma região próxima a você.

Clone o repositório de amostra usado neste tutorial:

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/bank-of-anthos.git
cd bank-of-anthos/

Crie um cluster:

gcloud container clusters create-auto CLUSTER_NAME \
    --release-channel=CHANNEL_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION

Substitua:

CLUSTER_NAME: um nome para o novo cluster.
CHANNEL_NAME: o nome de um canal de lançamento.

Implantar o Prometheus

Instale o Prometheus usando a amostra de gráfico do Helm:

helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm repo update
helm install tutorial prometheus-community/kube-prometheus-stack \
    --values extras/prometheus/oss/values.yaml \
    --wait

Esse comando instala o Prometheus com os seguintes componentes:

Operador do Prometheus: uma maneira conhecida de implantar e configurar o Prometheus de código aberto.
Alertmanager: manipula os alertas enviados pelo servidor do Prometheus e os encaminha para aplicativos, como o Slack.
Exportador de caixa preta: permite que os endpoints de sondagem do Prometheus usem HTTP, HTTPS, DNS, TCP, ICMP e gRPC.

Implantar o Bank of Anthos

Implante o aplicativo de amostra Bank of Anthos:

kubectl apply -f extras/jwt/jwt-secret.yaml
kubectl apply -f kubernetes-manifests

Notificações do Slack

Para configurar as notificações do Slack, crie um aplicativo do Slack, ative os Webhooks de entrada para o aplicativo e instale-o em um espaço de trabalho do Slack.

Crie o aplicativo Slack

Participe de um espaço de trabalho do Slack registrando-se com seu e-mail ou usando um convite enviado por um administrador do espaço de trabalho.

**Observação**: se você não for um administrador do espaço de trabalho do Slack, talvez precise de aprovação de um a fim de conseguir implantar o aplicativo no espaço de trabalho.
Faça login no Slack usando o nome do seu espaço de trabalho e as credenciais da sua conta do Slack.
Criar um novo aplicativo do Slack
1. Na caixa de diálogo Criar um aplicativo, clique em Do zero.
2. Especifique o campo App Name e escolha seu espaço de trabalho do Slack.
3. Clique em Create App.
4. Em Adicionar recursos e funcionalidades, clique em Webhooks de entrada.
5. Clique no botão Ativar Webhooks de entrada.
6. Na seção Webhook URLs for your Workspace, clique em Add New Webhook to Workspace.
7. Na página de autorização, selecione um canal para receber notificações.
8. Clique em Permitir.
9. Um webhook do aplicativo Slack é exibido na seção URLs do webhook para seu espaço de trabalho. Salve o URL para mais tarde.

Configurar o Alertmanager

Crie um Secret do Kubernetes para armazenar o URL do webhook:

kubectl create secret generic alertmanager-slack-webhook --from-literal webhookURL=SLACK_WEBHOOK_URL
kubectl apply -f extras/prometheus/oss/alertmanagerconfig.yaml

Substitua SLACK_WEBHOOK_URL pelo URL do webhook da seção anterior.

Configurar o Prometheus

Analise o seguinte manifesto:

# Copyright 2023 Google LLC
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: frontend-probe
spec:
  jobName: frontend
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - frontend:80
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: userservice-probe
spec:
  jobName: userservice
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - userservice:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: balancereader-probe
spec:
  jobName: balancereader
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - balancereader:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: contacts-probe
spec:
  jobName: contacts
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - contacts:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: ledgerwriter-probe
spec:
  jobName: ledgerwriter
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - ledgerwriter:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: transactionhistory-probe
spec:
  jobName: transactionhistory
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - transactionhistory:8080/ready

Esse manifesto descreve as sondagens de atividade do Prometheus e inclui os seguintes campos:

spec.jobName: o nome do job atribuído às métricas coletadas.
spec.prober.url: o URL do serviço do exportador de caixa preta. Isso inclui a porta padrão do exportador de caixa preta, que é definida no gráfico do Helm.
spec.prober.path: o caminho de coleta das métricas.
spec.targets.staticConfig.labels: os rótulos atribuídos a todas as métricas coletadas dos destinos.
spec.targets.staticConfig.static: a lista de hosts a serem sondados.

Aplique o manifesto ao cluster. Como você está usando o gráfico do Helm da comunidade do Prometheus, a porta e o nome do serviço do exportador de caixa preta mudaram. Execute o seguinte comando sed para corrigir o URL codificado no manifesto baixado antes de aplicá-lo:sed

```sh
sed -i 's/tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115/tutorial-prometheus-blackbox-exporter:9115/g' extras/prometheus/oss/probes.yaml
kubectl apply -f extras/prometheus/oss/probes.yaml
```

Analise o seguinte manifesto:

# Copyright 2023 Google LLC
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: PrometheusRule
metadata:
  name: uptime-rule
spec:
  groups:
  - name: Micro services uptime
    interval: 60s
    rules:
    - alert: BalancereaderUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="balancereader"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Balance Reader Service is unavailable
        description: Check Balance Reader pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: ContactsUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="contacts"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Contacs Service is unavailable
        description: Check Contacs pods and it's logs
      labels:
        severity: 'warning'
    - alert: FrontendUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="frontend"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Frontend Service is unavailable
        description: Check Frontend pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: LedgerwriterUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="ledgerwriter"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Ledger Writer Service is unavailable
        description: Check Ledger Writer pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: TransactionhistoryUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="transactionhistory"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Transaction History Service is unavailable
        description: Check Transaction History pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: UserserviceUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="userservice"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: User Service is unavailable
        description: Check User Service pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'

Esse manifesto descreve um PrometheusRule e inclui os seguintes campos:

spec.groups.[*].name: o nome do grupo de regras.
spec.groups.[*].interval: a frequência com que as regras no grupo são avaliadas.
spec.groups.[*].rules[*].alert: o nome do alerta.
spec.groups.[*].rules[*].expr: a expressão PromQL a ser avaliada.
spec.groups.[*].rules[*].for: a quantidade de vezes que os alertas são emitidos antes de serem considerados disparados.
spec.groups.[*].rules[*].annotations: uma lista de anotações para adicionar a cada alerta. Válido apenas para regras de alerta.
spec.groups.[*].rules[*].labels: os rótulos que serão adicionados ou substituídos.

Aplique o manifesto ao cluster. Observação: antes de executar o comando a seguir, verifique se há erros no arquivo rules.yaml nas expressões PromQL ou nas definições de alerta e corrija-os.
```
kubectl apply -f extras/prometheus/oss/rules.yaml
```

Simular uma interrupção

Simule uma interrupção escalonando a implantação contacts para zero:
```
kubectl scale deployment contacts --replicas 0
```
Você verá uma mensagem de notificação no canal do espaço de trabalho do Slack. O GKE pode levar até cinco minutos para escalonar a implantação.
Restaure a implantação contacts:
```
kubectl scale deployment contacts --replicas 1
```
Você verá uma mensagem de notificação de resolução de alerta no canal do espaço de trabalho do Slack. O GKE pode levar até cinco minutos para escalonar a implantação.

Limpar

Para evitar cobranças na sua conta do Google Cloud pelos recursos usados no tutorial, exclua o projeto que os contém ou mantenha o projeto e exclua os recursos individuais.

Excluir o projeto

Excluir um Google Cloud projeto:

gcloud projects delete PROJECT_ID

Excluir recursos individuais

Exclua os recursos do Kubernetes:
```
kubectl delete -f kubernetes-manifests
```
Desinstale o Prometheus:
```
helm uninstall tutorial
```

Exclua o cluster do GKE:

gcloud container clusters delete CLUSTER_NAME --quiet

A seguir

Saiba mais sobre Google Cloud Serviço Gerenciado para Prometheus, uma solução de métricas globais totalmente gerenciada e baseada no Prometheus que é implantada por padrão em todos os clusters do Autopilot.
Confira arquiteturas de referência, diagramas, tutoriais e práticas recomendadas do Google Cloud. Confira o Centro de arquitetura do Cloud.