Node Exporter

במאמר הזה מוסבר איך להגדיר את הפריסה של Google Kubernetes Engine כדי שתוכלו להשתמש בשירות מנוהל של Google Cloud ל-Prometheus כדי לאסוף מדדים מ-Node Exporter. במאמר הזה מוסבר איך:

• מגדירים את Node Exporter כדי לדווח על מדדים.
• אפשר לגשת למרכז בקרה מוגדר מראש ב-Cloud Monitoring כדי לראות את המדדים.
• הגדרת כללי התראה למעקב אחר המדדים.

ההוראות האלה רלוונטיות רק אם אתם משתמשים ב אוסף מנוהל עם שירות מנוהל ל-Prometheus. אם אתם משתמשים בפריסה עצמית של איסוף, תוכלו לעיין במאגר המקור של Node Exporter כדי לקבל מידע על ההתקנה.

ההוראות האלה הן דוגמה, והן צפויות לפעול ברוב סביבות Kubernetes. אם נתקלתם בבעיה בהתקנת אפליקציה או כלי לייצוא בגלל מדיניות אבטחה או מדיניות ארגונית מגבילה, מומלץ לעיין במסמכי קוד פתוח לקבלת תמיכה.

דרישות מוקדמות

כדי לאסוף מדדים מ-Node Exporter באמצעות שירות מנוהל ל-Prometheus ואיסוף מנוהל, הפריסה שלכם צריכה לעמוד בדרישות הבאות:

• האשכול צריך להריץ את Google Kubernetes Engine בגרסה ‎1.28.15-gke.2475000 ואילך.
• צריך להפעיל את השירות המנוהל ל-Prometheus עם איסוף מנוהל. מידע נוסף זמין במאמר תחילת העבודה עם אוסף מנוהל.

• כדי להשתמש בלוחות הבקרה שזמינים ב-Cloud Monitoring לשילוב, צריך להשתמש בגרסה 1.3.1 ואילך של node_exporter.

  מידע נוסף על לוחות בקרה זמינים מופיע במאמר התקנת לוחות בקרה.

המדדים האלה כבר מופעלים בצמתים באשכולות GKE Autopilot.

התקנה של Node Exporter

אפשר להשתמש בהגדרה הבאה כדי להתקין את Node Exporter:

# Copyright 2022 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
#
#     https://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: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  namespace: gmp-public
  name: node-exporter
  labels:
    app.kubernetes.io/name: node-exporter
    app.kubernetes.io/version: 1.8.2
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: node-exporter
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 10%
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: node-exporter
        app.kubernetes.io/version: 1.8.2
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/arch
                operator: In
                values:
                - arm64
                - amd64
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      containers:
      - name: node-exporter
        image: quay.io/prometheus/node-exporter:v1.8.2
        args:
        - --web.listen-address=:8080
        - --path.sysfs=/host/sys
        - --path.rootfs=/host/root
        - --no-collector.wifi
        - --no-collector.hwmon
        - --collector.filesystem.ignored-mount-points=^/(dev|proc|sys|var/lib/docker/.+|var/lib/kubelet/pods/.+)($|/)
        - --collector.netclass.ignored-devices=^(veth.*)$
        - --collector.netdev.device-exclude=^(veth.*)$
        ports:
        - name: metrics
          containerPort: 8080
        resources:
          limits:
            memory: 180Mi
          requests:
            cpu: 102m
            memory: 180Mi
        volumeMounts:
        - mountPath: /host/sys
          mountPropagation: HostToContainer
          name: sys
          readOnly: true
        - mountPath: /host/root
          mountPropagation: HostToContainer
          name: root
          readOnly: true
      hostNetwork: true
      hostPID: true
      securityContext:
        runAsNonRoot: true
        runAsUser: 65534
      volumes:
      - hostPath:
          path: /sys
        name: sys
      - hostPath:
          path: /
        name: root
---
apiVersion: monitoring.googleapis.com/v1
kind: PodMonitoring
metadata:
  namespace: gmp-public
  name: node-exporter
  labels:
    app.kubernetes.io/name: node-exporter
    app.kubernetes.io/part-of: google-cloud-managed-prometheus
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: node-exporter
  endpoints:
  - port: metrics
    interval: 30s

כדי להחיל שינויים בתצורה מקובץ מקומי, מריצים את הפקודה הבאה:

kubectl apply -f FILE_NAME

אפשר גם להשתמש ב-Terraform כדי לנהל את ההגדרות.

הגדרת כללים והתראות

אפשר להשתמש בהגדרות Rules הבאות כדי להגדיר התראות על המדדים:

# Copyright 2022 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
#
#     https://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.googleapis.com/v1
kind: Rules
metadata:
  namespace: gmp-public
  name: node-exporter-rules
  labels:
    app.kubernetes.io/component: rules
    app.kubernetes.io/name: node-exporter-rules
    app.kubernetes.io/part-of: google-cloud-managed-prometheus
spec:
  groups:
  - name: node-exporter
    interval: 30s
    rules:
    - alert: NodeFilesystemSpaceFillingUp
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available space left and is filling
          up.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemspacefillingup
        summary: Filesystem is predicted to run out of space within the next 24 hours.
      expr: |
        (
          node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_size_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 15
        and
          predict_linear(node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""}[6h], 24 * 60 * 60) < 0
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFilesystemSpaceFillingUp
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available space left and is filling
          up fast.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemspacefillingup
        summary: Filesystem is predicted to run out of space within the next 4 hours.
      expr: |
        (
          node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_size_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 10
        and
          predict_linear(node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""}[6h], 4*60*60) < 0
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: critical
    - alert: NodeFilesystemAlmostOutOfSpace
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available space left.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemalmostoutofspace
        summary: Filesystem has less than 5% space left.
      expr: |
        (
          node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_size_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 5
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 30m
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFilesystemAlmostOutOfSpace
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available space left.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemalmostoutofspace
        summary: Filesystem has less than 3% space left.
      expr: |
        (
          node_filesystem_avail_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_size_bytes{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 3
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 30m
      labels:
        severity: critical
    - alert: NodeFilesystemFilesFillingUp
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available inodes left and is filling
          up.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemfilesfillingup
        summary: Filesystem is predicted to run out of inodes within the next 24 hours.
      expr: |
        (
          node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_files{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 40
        and
          predict_linear(node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""}[6h], 24*60*60) < 0
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFilesystemFilesFillingUp
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available inodes left and is filling
          up fast.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemfilesfillingup
        summary: Filesystem is predicted to run out of inodes within the next 4 hours.
      expr: |
        (
          node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_files{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 20
        and
          predict_linear(node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""}[6h], 4*60*60) < 0
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: critical
    - alert: NodeFilesystemAlmostOutOfFiles
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available inodes left.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemalmostoutoffiles
        summary: Filesystem has less than 5% inodes left.
      expr: |
        (
          node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_files{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 5
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFilesystemAlmostOutOfFiles
      annotations:
        description: Filesystem on {{ $labels.device }} at {{ $labels.instance }}
          has only {{ printf "%.2f" $value }}% available inodes left.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefilesystemalmostoutoffiles
        summary: Filesystem has less than 3% inodes left.
      expr: |
        (
          node_filesystem_files_free{job="node-exporter",fstype!=""} / node_filesystem_files{job="node-exporter",fstype!=""} * 100 < 3
        and
          node_filesystem_readonly{job="node-exporter",fstype!=""} == 0
        )
      for: 1h
      labels:
        severity: critical
    - alert: NodeNetworkReceiveErrs
      annotations:
        description: '{{ $labels.instance }} interface {{ $labels.device }} has encountered
          {{ printf "%.0f" $value }} receive errors in the last two minutes.'
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodenetworkreceiveerrs
        summary: Network interface is reporting many receive errors.
      expr: |
        rate(node_network_receive_errs_total[2m]) / rate(node_network_receive_packets_total[2m]) > 0.01
      for: 1h
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeNetworkTransmitErrs
      annotations:
        description: '{{ $labels.instance }} interface {{ $labels.device }} has encountered
          {{ printf "%.0f" $value }} transmit errors in the last two minutes.'
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodenetworktransmiterrs
        summary: Network interface is reporting many transmit errors.
      expr: |
        rate(node_network_transmit_errs_total[2m]) / rate(node_network_transmit_packets_total[2m]) > 0.01
      for: 1h
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeHighNumberConntrackEntriesUsed
      annotations:
        description: '{{ $value | humanizePercentage }} of conntrack entries are used.'
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodehighnumberconntrackentriesused
        summary: Number of conntrack are getting close to the limit.
      expr: |
        (node_nf_conntrack_entries / node_nf_conntrack_entries_limit) > 0.75
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeTextFileCollectorScrapeError
      annotations:
        description: Node Exporter text file collector failed to scrape.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodetextfilecollectorscrapeerror
        summary: Node Exporter text file collector failed to scrape.
      expr: |
        node_textfile_scrape_error{job="node-exporter"} == 1
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeClockSkewDetected
      annotations:
        description: Clock on {{ $labels.instance }} is out of sync by more than 300s.
          Ensure NTP is configured correctly on this host.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodeclockskewdetected
        summary: Clock skew detected.
      expr: |
        (
          node_timex_offset_seconds{job="node-exporter"} > 0.05
        and
          deriv(node_timex_offset_seconds{job="node-exporter"}[5m]) >= 0
        )
        or
        (
          node_timex_offset_seconds{job="node-exporter"} < -0.05
        and
          deriv(node_timex_offset_seconds{job="node-exporter"}[5m]) <= 0
        )
      for: 10m
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeClockNotSynchronising
      annotations:
        description: Clock on {{ $labels.instance }} is not synchronising. Ensure
          NTP is configured on this host.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodeclocknotsynchronising
        summary: Clock not synchronising.
      expr: |
        min_over_time(node_timex_sync_status{job="node-exporter"}[5m]) == 0
        and
        node_timex_maxerror_seconds{job="node-exporter"} >= 16
      for: 10m
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeRAIDDegraded
      annotations:
        description: RAID array '{{ $labels.device }}' on {{ $labels.instance }} is
          in degraded state due to one or more disks failures. Number of spare drives
          is insufficient to fix issue automatically.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/noderaiddegraded
        summary: RAID Array is degraded
      expr: |
        node_md_disks_required{job="node-exporter",device=~"(/dev/)?(mmcblk.p.+|nvme.+|rbd.+|sd.+|vd.+|xvd.+|dm-.+|dasd.+)"} - ignoring (state) (node_md_disks{state="active",job="node-exporter",device=~"(/dev/)?(mmcblk.p.+|nvme.+|rbd.+|sd.+|vd.+|xvd.+|dm-.+|dasd.+)"}) > 0
      for: 15m
      labels:
        severity: critical
    - alert: NodeRAIDDiskFailure
      annotations:
        description: At least one device in RAID array on {{ $labels.instance }} failed.
          Array '{{ $labels.device }}' needs attention and possibly a disk swap.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/noderaiddiskfailure
        summary: Failed device in RAID array
      expr: |
        node_md_disks{state="failed",job="node-exporter",device=~"(/dev/)?(mmcblk.p.+|nvme.+|rbd.+|sd.+|vd.+|xvd.+|dm-.+|dasd.+)"} > 0
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFileDescriptorLimit
      annotations:
        description: File descriptors limit at {{ $labels.instance }} is currently
          at {{ printf "%.2f" $value }}%.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefiledescriptorlimit
        summary: Kernel is predicted to exhaust file descriptors limit soon.
      expr: |
        (
          node_filefd_allocated{job="node-exporter"} * 100 / node_filefd_maximum{job="node-exporter"} > 70
        )
      for: 15m
      labels:
        severity: warning
    - alert: NodeFileDescriptorLimit
      annotations:
        description: File descriptors limit at {{ $labels.instance }} is currently
          at {{ printf "%.2f" $value }}%.
        runbook_url: https://runbooks.prometheus-operator.dev/runbooks/node/nodefiledescriptorlimit
        summary: Kernel is predicted to exhaust file descriptors limit soon.
      expr: |
        (
          node_filefd_allocated{job="node-exporter"} * 100 / node_filefd_maximum{job="node-exporter"} > 90
        )
      for: 15m
      labels:
        severity: critical
  - name: node-exporter.rules
    interval: 30s
    rules:
    - expr: |
        count without (cpu, mode) (
          node_cpu_seconds_total{job="node-exporter",mode="idle"}
        )
      record: instance:node_num_cpu:sum
    - expr: |
        1 - avg without (cpu) (
          sum without (mode) (rate(node_cpu_seconds_total{job="node-exporter", mode=~"idle|iowait|steal"}[5m]))
        )
      record: instance:node_cpu_utilisation:rate5m
    - expr: |
        (
          node_load1{job="node-exporter"}
        /
          instance:node_num_cpu:sum{job="node-exporter"}
        )
      record: instance:node_load1_per_cpu:ratio
    - expr: |
        1 - (
          (
            node_memory_MemAvailable_bytes{job="node-exporter"}
            or
            (
              node_memory_Buffers_bytes{job="node-exporter"}
              +
              node_memory_Cached_bytes{job="node-exporter"}
              +
              node_memory_MemFree_bytes{job="node-exporter"}
              +
              node_memory_Slab_bytes{job="node-exporter"}
            )
          )
        /
          node_memory_MemTotal_bytes{job="node-exporter"}
        )
      record: instance:node_memory_utilisation:ratio
    - expr: |
        rate(node_vmstat_pgmajfault{job="node-exporter"}[5m])
      record: instance:node_vmstat_pgmajfault:rate5m
    - expr: |
        rate(node_disk_io_time_seconds_total{job="node-exporter", device=~"(/dev/)?(mmcblk.p.+|nvme.+|rbd.+|sd.+|vd.+|xvd.+|dm-.+|dasd.+)"}[5m])
      record: instance_device:node_disk_io_time_seconds:rate5m
    - expr: |
        rate(node_disk_io_time_weighted_seconds_total{job="node-exporter", device=~"(/dev/)?(mmcblk.p.+|nvme.+|rbd.+|sd.+|vd.+|xvd.+|dm-.+|dasd.+)"}[5m])
      record: instance_device:node_disk_io_time_weighted_seconds:rate5m
    - expr: |
        sum without (device) (
          rate(node_network_receive_bytes_total{job="node-exporter", device!="lo"}[5m])
        )
      record: instance:node_network_receive_bytes_excluding_lo:rate5m
    - expr: |
        sum without (device) (
          rate(node_network_transmit_bytes_total{job="node-exporter", device!="lo"}[5m])
        )
      record: instance:node_network_transmit_bytes_excluding_lo:rate5m
    - expr: |
        sum without (device) (
          rate(node_network_receive_drop_total{job="node-exporter", device!="lo"}[5m])
        )
      record: instance:node_network_receive_drop_excluding_lo:rate5m
    - expr: |
        sum without (device) (
          rate(node_network_transmit_drop_total{job="node-exporter", device!="lo"}[5m])
        )
      record: instance:node_network_transmit_drop_excluding_lo:rate5m

כדי להחיל שינויים בתצורה מקובץ מקומי, מריצים את הפקודה הבאה:

kubectl apply -f FILE_NAME

אפשר גם להשתמש ב-Terraform כדי לנהל את ההגדרות.

מידע נוסף על החלת כללים על האשכול זמין במאמר הערכה והתראות של כללים מנוהלים.

ההגדרה Rules הזו מבוססת על הכללים וההתראות שנוספו למאגר kube-prometheus.

אימות ההגדרה

אתם יכולים להשתמש ב-Metrics Explorer כדי לוודא שהגדרתם את Node Exporter בצורה נכונה. יכול להיות שיחלפו דקה או שתיים עד שמערכת Cloud Monitoring תעבד את המדדים.

כדי לוודא שהמדדים נאספים, מבצעים את הפעולות הבאות:

1. נכנסים לדף  Metrics explorer במסוף Google Cloud :

   כניסה אל Metrics Explorer

   אם משתמשים בסרגל החיפוש כדי למצוא את הדף הזה, בוחרים בתוצאה שבה הכותרת המשנית היא Monitoring.

2. בסרגל הכלים של החלונית ליצירת שאילתות, לוחצים על הלחצן ששמו  PromQL.
3. מזינים ומריצים את השאילתה הבאה:
   

   up{job="node-exporter", cluster="CLUSTER_NAME", namespace="gmp-public"}
   

התקנת מרכזי בקרה

ב-Cloud Monitoring יש ספרייה של לוחות בקרה לדוגמה לשילובים. ספריית הדוגמאות כוללת לוחות בקרה של Prometheus שאפשר להתקין כדי לראות את הנתונים במסוף Google Cloud .

שימו לב: כדי להשתמש בלוח הבקרה Kubernetes Cluster Prometheus Overview, צריך להתקין את Kube State Metrics. כדי להשתמש בלוח הבקרה Kubernetes Pod Prometheus Overview, צריך להתקין את Kube State Metrics ואת Kubelet/cAdvisor.

כדי להתקין מרכז בקרה מספריית הדוגמאות:

1. במסוף Google Cloud , עוברים לדף  Dashboards:

   עוברים אל מרכזי בקרה.

   אם משתמשים בסרגל החיפוש כדי למצוא את הדף הזה, בוחרים בתוצאה שבה הכותרת המשנית היא Monitoring.

2. לוחצים על הכרטיסייה ספריית דוגמאות.
3. בוחרים בקטגוריה אחר.
4. (אופציונלי) כדי לראות תצוגה מקדימה סטטית של לוח בקרה בלי להתקין אותו, לוחצים על תצוגה מקדימה.
5. בוחרים את לוחות הבקרה שרוצים להתקין ולוחצים על הורדה ייבוא.

מידע נוסף על התקנת לוחות בקרה זמין במאמר בנושא התקנה של לוחות בקרה לדוגמה.

פתרון בעיות

מידע על פתרון בעיות בהוספת מדדים זמין במאמר פתרון בעיות שקשורות להוספה בקטע בעיות באיסוף נתונים ממייצאים.