Kubernetes v1.34: Kubernetes 中的 PSI 指标进入 Beta 阶段

借由 Haowei Cai (Google) | 译者 Wenjun Lou |

随着 Kubernetes 集群规模和复杂性的增长，了解各个节点的健康状况和性能变得越来越关键。 我们很高兴地宣布，从 Kubernetes v1.34 开始，压力停滞信息 (PSI) 指标已升级到 Beta 版本。

什么是压力停滞信息 (PSI)？

压力停滞信息 (PSI) 是 Linux 内核（4.20 及更高版本）的一项功能， 它提供了一种规范化的方式来量化基础设施资源的压力， 即资源需求是否超过当前供应。 它超越了简单的资源利用率指标，而是测量任务因资源竞争而停滞的时间。 这是识别和诊断可能影响应用程序性能的资源瓶颈的强大方法。

PSI 暴露了 CPU、内存和 I/O 的指标，分为 some 或 full 压力：

some
至少一个任务在资源上停滞的时间百分比。这表明存在某种程度的资源竞争。
full
所有非空闲任务同时在资源上停滞的时间百分比。这表明存在更严重的资源瓶颈。
展示 'some' 与 'full' PSI 压力差异的示意图。

PSI：'Some' 与 'Full' 压力对比

这些指标在 10 秒、1 分钟和 5 分钟的滚动窗口上进行聚合，提供了随时间变化的资源压力的全面视图。

Kubernetes 中的 PSI 指标

启用 KubeletPSI 特性门控后，kubelet 现在可以从 Linux 内核收集 PSI 指标， 并通过两个渠道暴露它们：Summary API 和 /metrics/cadvisor Prometheus 端点。这允许你在节点、Pod 和容器级别监控和告警资源压力。

以下新指标可通过 /metrics/cadvisor 以 Prometheus 暴露格式获得：

  • container_pressure_cpu_stalled_seconds_total
  • container_pressure_cpu_waiting_seconds_total
  • container_pressure_memory_stalled_seconds_total
  • container_pressure_memory_waiting_seconds_total
  • container_pressure_io_stalled_seconds_total
  • container_pressure_io_waiting_seconds_total

这些指标与 Summary API 的数据一起，提供了资源压力的细粒度视图， 使你能够精确定位性能问题的根源并采取纠正措施。 例如，你可以使用这些指标来：

  • 识别内存泄漏： 内存的 some 压力持续增加可能表明应用程序中存在内存泄漏。
  • 优化资源请求和限制： 通过了解你的工作负载的资源压力，你可以更准确地调整其资源请求和限制。
  • 自动扩缩容工作负载： 你可以使用 PSI 指标触发自动扩缩容事件，确保你的工作负载拥有最佳性能所需的资源。

如何启用 PSI 指标

要在你的 Kubernetes 集群中启用 PSI 指标，你需要：

  1. 确保你的节点运行 Linux 内核版本 4.20 或更高版本，并使用 cgroup v2。
  1. 在 kubelet 上启用 KubeletPSI 特性门控。

启用后，你可以开始使用 Prometheus 兼容的监控解决方案抓取 /metrics/cadvisor 端点， 或查询 Summary API 来收集和可视化新的 PSI 指标。 请注意，PSI 是 Linux 内核功能，因此这些指标在 Windows 节点上不可用。 你的集群可以包含 Linux 和 Windows 节点的混合，在 Windows 节点上，kubelet 不会暴露 PSI 指标。

接下来是什么？

我们很高兴为 Kubernetes 社区带来 PSI 指标，并期待你的反馈。 作为 Beta 功能，我们正在积极改进和扩展此功能，以实现稳定的 GA 发布。 我们鼓励你试用并与我们分享你的经验。

要了解有关 PSI 指标的更多信息，请查看官方 Kubernetes 文档。 你还可以参与 #sig-node Slack 频道的对话。