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Log di registrazione

I log di applicazioni e sistemi possono aiutarti a capire cosa sta accadendo all’interno del tuo cluster. I log sono particolarmente utili per il debug dei problemi e il monitoraggio delle attività del cluster. La maggior parte delle applicazioni moderne ha una sorta di meccanismo di registrazione; in quanto tale, la maggior parte dei motori di container sono progettati allo stesso modo per supportare alcuni tipi di registrazione. Il metodo di registrazione più semplice e più accettato per le applicazioni containerizzate è scrivere sull’output standard e sui flussi di errore standard.

Tuttavia, la funzionalità nativa fornita da un motore contenitore o dal runtime di solito non è sufficiente per una soluzione di registrazione completa. Ad esempio, se un container si arresta in modo anomalo, un pod viene rimosso, o un nodo muore, di solito vuoi comunque accedere ai log dell’applicazione. Pertanto, i registri devono avere una memoria e un ciclo di vita separati, indipendenti da nodi, pod o contenitori. Questo concetto è chiamato cluster-logging. La registrazione a livello di cluster richiede un back-end separato per archiviare, analizzare e interrogare i registri. Kubernetes non fornisce alcuna soluzione di archiviazione nativa per i dati di registro, ma è possibile integrare molte soluzioni di registrazione esistenti nel proprio cluster Kubernetes.

Le architetture di registrazione a livello di cluster sono descritte nel presupposto che un back-end per la registrazione è presente all’interno o all’esterno del cluster. Se tu sei non interessa avere la registrazione a livello di cluster, potresti ancora trovarlo la descrizione di come i registri sono memorizzati e gestiti sul nodo per essere utile.

Basic logging in Kubernetes

In questa sezione, puoi vedere un esempio di registrazione di base in Kubernetes emette i dati sul flusso di output standard. Utilizza questa dimostrazione una specifica pod con un contenitore che scrive del testo sullo standard output una volta al secondo.

debug/counter-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: counter
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args: [/bin/sh, -c,
            'i=0; while true; do echo "$i: $(date)"; i=$((i+1)); sleep 1; done']

Per eseguire questo pod, utilizzare il seguente comando:

$ kubectl create -f https://k8s.io/examples/debug/counter-pod.yaml
pod/counter created

Per recuperare i registri, usa il comando kubectl logs, come segue:

$ kubectl logs counter
0: Mon Jan  1 00:00:00 UTC 2001
1: Mon Jan  1 00:00:01 UTC 2001
2: Mon Jan  1 00:00:02 UTC 2001
...

You can use kubectl logs to retrieve logsPuoi usare kubectl logs per recuperare i log da una precedente istanziazione di un contenitore con il flag--previous, nel caso in cui il contenitore si sia arrestato in modo anomalo. Se il pod ha più contenitori, è necessario specificare i registri del contenitore a cui si desidera accedere aggiungendo un nome contenitore al comando. Vedi la documentazione kubectl logs per maggiori dettagli. from a previous instantiation of a container with --previous flag, in case the container has crashed. If your pod has multiple containers, you should specify which container’s logs you want to access by appending a container name to the command. See the kubectl logs documentation for more details.

Logging at the node level

! Node level logging

Tutto ciò che una applicazione containerizzata scrive su stdout estderr viene gestito e reindirizzato da qualche parte da un motore contenitore. Ad esempio, il motore del contenitore Docker reindirizza questi due flussi a un driver di registrazione, che è configurato in Kubernetes per scrivere su un file in formato json .

Note: Il driver di registrazione di Docker json considera ogni riga come un messaggio separato. Quando si utilizza il driver di registrazione di Docker, non esiste un supporto diretto per i messaggi su più righe. È necessario gestire i messaggi multilinea a livello di agente di registrazione o superiore.

Di default, se un container si riavvia, kubelet mantiene un container terminato con i suoi log. Se un pod viene espulso dal nodo, tutti i contenitori corrispondenti vengono espulsi, insieme ai loro log.

Una considerazione importante nella registrazione a livello di nodo sta implementando la rotazione dei log, in modo che i registri non consumino tutta la memoria disponibile sul nodo. kubernetes al momento non è responsabile della rotazione dei registri, ma piuttosto di uno strumento di distribuzione dovrebbe creare una soluzione per affrontarlo. Ad esempio, nei cluster di Kubernetes, implementato dallo script kube-up.sh, c’è un logrotate strumento configurato per funzionare ogni ora. È anche possibile impostare un runtime del contenitore su ruotare automaticamente i registri dell’applicazione, ad es. usando il log-opt di Docker. Nello script kube-up.sh, quest’ultimo approccio viene utilizzato per l’immagine COS su GCP, e il primo approccio è usato in qualsiasi altro ambiente. In entrambi i casi, da la rotazione predefinita è configurata per essere eseguita quando il file di registro supera 10 MB.

Ad esempio, puoi trovare informazioni dettagliate su come kube-up.sh imposta up logging per l’immagine COS su GCP nello script corrispondente.

Quando esegui kubectl logs come in l’esempio di registrazione di base, il kubelet sul nodo gestisce la richiesta e legge direttamente dal file di log, restituendo il contenuto nella risposta.

Note: Attualmente, se un sistema esterno ha eseguito la rotazione, sarà disponibile solo il contenuto dell’ultimo file di registro log di kubectl. Per esempio. se c’è un file da 10 MB, esegue logrotate la rotazione e ci sono due file, uno da 10 MB e uno vuoto, kubectl logs restituirà una risposta vuota.

System component logs

Esistono due tipi di componenti di sistema: quelli che vengono eseguiti in un contenitore e quelli che non funziona in un contenitore. Per esempio:

Sulle macchine con systemd, il kubelet e il runtime del contenitore scrivono su journal. Se systemd non è presente, scrive nei file .log nella directory/var/log. I componenti di sistema all’interno dei contenitori scrivono sempre nella directory /var/log, bypassando il meccanismo di registrazione predefinito. Usano il klog biblioteca di registrazione. È possibile trovare le convenzioni per la gravità della registrazione per quelli componenti nel documento di sviluppo sulla registrazione.

Analogamente ai log del contenitore, i log dei componenti di sistema sono in /var/log la directory dovrebbe essere ruotata. Nei cluster di Kubernetes allevati da lo scriptkube-up.sh, quei log sono configurati per essere ruotati da lo strumentologrotate` al giorno o una volta che la dimensione supera i 100 MB.

Cluster-level logging architectures

Sebbene Kubernetes non fornisca una soluzione nativa per la registrazione a livello di cluster, esistono diversi approcci comuni che è possibile prendere in considerazione. Ecco alcune opzioni:

Using a node logging agent

Using a node level logging agent

È possibile implementare la registrazione a livello di cluster includendo un agente di registrazione a livello node su ciascun nodo. L’agente di registrazione è uno strumento dedicato che espone i registri o trasferisce i registri a un back-end. Comunemente, l’agente di registrazione è un contenitore che ha accesso a una directory con file di registro da tutti i contenitori delle applicazioni su quel nodo.

Poiché l’agente di registrazione deve essere eseguito su ogni nodo, è comune implementarlo come una replica DaemonSet, un pod manifest o un processo nativo dedicato sul nodo. Tuttavia, questi ultimi due approcci sono deprecati e altamente scoraggiati.

L’utilizzo di un agent di registrazione a livello di nodo è l’approccio più comune e consigliato per un cluster Kubernetes, poiché crea solo un agente per nodo e non richiede alcuna modifica alle applicazioni in esecuzione sul nodo. Tuttavia, la registrazione a livello di nodo funziona solo per l’output standard delle applicazioni e l’errore standard.

Kubernetes non specifica un agente di registrazione, ma due agenti di registrazione facoltativi sono impacchettati con la versione di Kubernetes: Stackdriver Logging da utilizzare con Google Cloud Platform e Elasticsearch. Puoi trovare ulteriori informazioni e istruzioni nei documenti dedicati. Entrambi usano fluentd con configurazione personalizzata come agente sul nodo.

Using a sidecar container with the logging agent

Puoi utilizzare un contenitore sidecar in uno dei seguenti modi:

Streaming sidecar container

Sidecar container with a streaming container

Facendo scorrere i propri contenitori sidecar sul proprio stdout estderr flussi, è possibile sfruttare il kubelet e l’agente di registrazione che già eseguito su ciascun nodo. I contenitori del sidecar leggono i log da un file, un socket, o il diario. Ogni singolo contenitore sidecar stampa il log nel proprio stdout o flusso stderr.

Questo approccio consente di separare diversi flussi di log da diversi parti della tua applicazione, alcune delle quali possono mancare di supporto per scrivere su stdout ostderr. La logica dietro il reindirizzamento dei registri è minimo, quindi non è un sovraccarico significativo. Inoltre, perché stdout estderr sono gestiti da kubelet, puoi usare gli strumenti integrati come log di kubectl.

Considera il seguente esempio. Un pod esegue un singolo contenitore e il contenitore scrive su due file di registro diversi, utilizzando due formati diversi. Ecco un file di configurazione per il pod:

admin/logging/two-files-counter-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: counter
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - >
      i=0;
      while true;
      do
        echo "$i: $(date)" >> /var/log/1.log;
        echo "$(date) INFO $i" >> /var/log/2.log;
        i=$((i+1));
        sleep 1;
      done
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  volumes:
  - name: varlog
    emptyDir: {}

Sarebbe un disastro avere voci di registro di diversi formati nello stesso registro stream, anche se si è riusciti a reindirizzare entrambi i componenti al flusso stdout di Il container. Invece, potresti introdurre due container sidecar. Ogni sidecar contenitore potrebbe accodare un particolare file di registro da un volume condiviso e quindi reindirizzare i registri al proprio flusso stdout.

Ecco un file di configurazione per un pod con due contenitori sidecar:

admin/logging/two-files-counter-pod-streaming-sidecar.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: counter
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - >
      i=0;
      while true;
      do
        echo "$i: $(date)" >> /var/log/1.log;
        echo "$(date) INFO $i" >> /var/log/2.log;
        i=$((i+1));
        sleep 1;
      done
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  - name: count-log-1
    image: busybox
    args: [/bin/sh, -c, 'tail -n+1 -f /var/log/1.log']
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  - name: count-log-2
    image: busybox
    args: [/bin/sh, -c, 'tail -n+1 -f /var/log/2.log']
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  volumes:
  - name: varlog
    emptyDir: {}

Ora quando si esegue questo pod, è possibile accedere separatamente a ciascun flusso di log eseguendo i seguenti comandi:

$ kubectl logs counter count-log-1
0: Mon Jan  1 00:00:00 UTC 2001
1: Mon Jan  1 00:00:01 UTC 2001
2: Mon Jan  1 00:00:02 UTC 2001
...
$ kubectl logs counter count-log-2
Mon Jan  1 00:00:00 UTC 2001 INFO 0
Mon Jan  1 00:00:01 UTC 2001 INFO 1
Mon Jan  1 00:00:02 UTC 2001 INFO 2
...

L’agente a livello di nodo installato nel cluster preleva tali flussi di log automaticamente senza alcuna ulteriore configurazione. Se ti piace, puoi configurare l’agente per analizzare le righe di registro in base al contenitore di origine.

Si noti che, nonostante il basso utilizzo della CPU e della memoria (ordine di un paio di millesimi per cpu e ordine di diversi megabyte per memoria), scrivere registri su un file e quindi il loro streaming su stdout può raddoppiare l’utilizzo del disco. Se hai un’applicazione che scrive in un singolo file, è generalmente meglio impostare /dev/stdout come destinazione piuttosto che implementare il sidecar streaming approccio contenitore.

I contenitori del sidecar possono anche essere usati per ruotare i file di log che non possono essere ruotato dall’applicazione stessa. Un esempio di questo approccio è un piccolo contenitore che esegue periodicamente logrotate. Tuttavia, si raccomanda di usare stdout estderr direttamente e lasciare la rotazione e politiche di conservazione al kubelet.

Sidecar container with a logging agent

Sidecar container with a logging agent

Se l’agente di registrazione a livello di nodo non è abbastanza flessibile per la tua situazione, tu puoi creare un container sidecar con un logger separato che hai configurato specificamente per essere eseguito con la tua applicazione.

Note: Può essere utilizzato un agente di registrazione in un container sidecar al consumo significativo di risorse. Inoltre, non sarai in grado di accedere quei log usando il comando kubectl logs, perché non sono controllati dal kubelet.

Ad esempio, è possibile utilizzare Stackdriver, che utilizza fluentd come agente di registrazione. Qui ci sono due file di configurazione puoi usare per implementare questo approccio. Il primo file contiene a ConfigMap per configurare fluentd.

admin/logging/fluentd-sidecar-config.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: fluentd-config
data:
  fluentd.conf: |
    <source>
      type tail
      format none
      path /var/log/1.log
      pos_file /var/log/1.log.pos
      tag count.format1
    </source>

    <source>
      type tail
      format none
      path /var/log/2.log
      pos_file /var/log/2.log.pos
      tag count.format2
    </source>

    <match **>
      type google_cloud
    </match>
Note: La configurazione di fluentd esula dallo scopo di questo articolo. Per informazioni sulla configurazione di fluentd, vedere il documentazione fluentd ufficiale.

Il secondo file descrive un pod con un contenitore sidecar in esecuzione fluentd. Il pod monta un volume dove fluentd può raccogliere i suoi dati di configurazione.

admin/logging/two-files-counter-pod-agent-sidecar.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: counter
spec:
  containers:
  - name: count
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - >
      i=0;
      while true;
      do
        echo "$i: $(date)" >> /var/log/1.log;
        echo "$(date) INFO $i" >> /var/log/2.log;
        i=$((i+1));
        sleep 1;
      done
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
  - name: count-agent
    image: k8s.gcr.io/fluentd-gcp:1.30
    env:
    - name: FLUENTD_ARGS
      value: -c /etc/fluentd-config/fluentd.conf
    volumeMounts:
    - name: varlog
      mountPath: /var/log
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/fluentd-config
  volumes:
  - name: varlog
    emptyDir: {}
  - name: config-volume
    configMap:
      name: fluentd-config

Dopo un po ‘di tempo è possibile trovare i messaggi di registro nell’interfaccia Stackdriver.

Ricorda che questo è solo un esempio e puoi effettivamente sostituire fluentd con qualsiasi agente di registrazione, leggendo da qualsiasi fonte all’interno di un’applicazione contenitore.

Exposing logs directly from the application

Exposing logs directly from the application

È possibile implementare la registrazione a livello di cluster esponendo o spingendo i registri direttamente da ogni applicazione; tuttavia, l’implementazione di un tale meccanismo di registrazione è al di fuori dello scopo di Kubernetes.

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