ELK Stack生產(chǎn)實踐——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景和性能瓶頸，并以自定義日志程序為例，演示如何通過Elastic Agent方案實現(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kubernetes集群節(jié)點上運行elastic agent服務，業(yè)務容器日志目錄統(tǒng)一掛載到節(jié)點指定目錄下。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DaemonSet方式在每個kubernetes集群節(jié)點上運行filebeat服務。以容器運行時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，以此來實現(xiàn)寫入到es的不同index中。
sidecar+fluentd方案：每個業(yè)務容器中通過sidecar方式運行一個fluentd日志采集處理容器，F(xiàn)luentd是一個開源的數(shù)據(jù)收集器，專為處理數(shù)據(jù)流設計，使用JSON作為數(shù)據(jù)格式。它采用了插件式的架構(gòu)，具有高可擴展性高可用性，同時還實現(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fluentd一個組件替代filebeat+logstash的功能，從而簡化日志采集流程與配置。
sidecar+filebeat+kafka+logstash方案：每個業(yè)務容器中通過sidecar方式運行一個filebeat日志采集容器，用于采集業(yè)務容器產(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consumer最多只能使用一個partition，當一個Group內(nèi)consumer的數(shù)量大于partition的數(shù)量時，只有等于partition個數(shù)的consumer能同時消費，其他的consumer處于等待狀態(tài)。因此想要增加logstash的消費性能，可以適當?shù)脑黾觮opic的partition數(shù)量，但kafka中partition數(shù)量過多也會導致kafka集群故障恢復時間過長。

適用場景

在小規(guī)模日志場景下，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)點性能。

在大規(guī)模日志場景下，推薦使用sidecar+fluentd方案，由fluentd實現(xiàn)日志的采集與過濾處理后直接寫入ES集群，集群性能瓶頸取決于es集群hot節(jié)點性能。

在超大規(guī)模且業(yè)務存在瞬間高峰的日志場景下，推薦使用sidecar+filebeat+kafka+logstash方案。可將日志內(nèi)容暫存到kafka消息隊列中，由logstash集群逐個消費并寫入ES，防止瞬間高峰導致直接寫入ES失敗，集群性能瓶頸取決于logstash節(jié)點性能。

注意事項

應用日志應配置日志輪換以防止日志文件無限增長并占用過多的磁盤空間。通過設置日志輪換參數(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，避免磁盤空間問題。

部署模擬日志程序

項目地址

代碼倉庫地址：https://gitee.com/cuiliang0302/log_demo

日志格式

模擬常見的后端服務日志，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

在本案例中，我們將容器日志目錄通過hostPath方式掛載到宿主機的/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>