K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

vlambda
2021-03-15

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

由于logstash过于消耗资源，不利于K8s容器日志获取。作为 Beats 家族的一员，Filebeat 是一个轻量级的日志传输工具，它的存在正弥补了 Logstash 的缺点：Filebeat 作为一个轻量级的日志传输工具可以将日志推送到中心 Logstash。

在版本 5.x 中，Elasticsearch 具有解析的能力（像 Logstash 过滤器）— Ingest。这也就意味着可以将数据直接用 Filebeat 推送到 Elasticsearch，并让 Elasticsearch 既做解析的事情，又做存储的事情。也不需要使用缓冲，因为 Filebeat 也会和 Logstash 一样记住上次读取的偏移：

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

如果需要缓冲（例如，不希望将日志服务器的文件系统填满），可以使用 Redis/Kafka，因为 Filebeat 可以与它们进行通信：

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

Filebeat 优点：

Filebeat 只是一个二进制文件没有任何依赖。它占用资源极少，尽管它还十分年轻，正式因为它简单，所以几乎没有什么可以出错的地方，所以它的可靠性还是很高的。它也为我们提供了很多可以调节的点，例如：它以何种方式搜索新的文件，以及当文件有一段时间没有发生变化时，何时选择关闭文件句柄。

Filebeat 缺点：

Filebeat 的应用范围十分有限，所以在某些场景下我们会碰到问题。例如，如果使用 Logstash 作为下游管道，我们同样会遇到性能问题。正因为如此，Filebeat 的范围在扩大。开始时，它只能将日志发送到 Logstash 和 Elasticsearch，而现在它可以将日志发送给 Kafka 和 Redis，在 5.x 版本中，它还具备过滤的能力

典型应用场景

Filebeat 在解决某些特定的问题时：日志存于文件
将日志直接传输存储到 Elasticsearch。这仅在我们只是抓去（grep）它们或者日志是存于 JSON 格式（Filebeat 可以解析 JSON）。或者如果打算使用 Elasticsearch 的 Ingest 功能对日志进行解析和丰富。

将日志发送到 Kafka/Redis。所以另外一个传输工具（例如，Logstash 或自定义的 Kafka 消费者）可以进一步丰富和转发。这里假设选择的下游传输工具能够满足我们对功能和性能的要求。

FileBeat工作原理

Filebeat是本地文件的日志数据采集器。作为服务器上的代理安装，Filebeat监视日志目录或特定的日志文件tail -f file并将它们转发给ES、Logstash、Kafka等

Filebeat由二个主要组件组成:prospector和havvester 这些组件一起工作读取文件并将时间数据发送到指定的输出

启动Filebeat时，它会启动一个或多个查找器，查看您的日志文件指定的本地路径。对**prospector**所在的每个日志文件，prospector启动harvester。每个harvester都会为新内容读取单个日志文件，并将新日志数据发送到libbeat，后者将聚合事件合并聚合数据发送到Filebeat配置的输出

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

harvester

负载读取单个文化的内容。读取每个文件，并将内容发送到the output。每个文件启动一个harvester，负责打开和关闭文件，这意味着在运行时文件描述符保持打开状态

如果文件在读取时被删除或重命名，Filebeat将继续读取文件。在harvester关闭之前，磁盘上的空间被保留。默认情况下，Filebeat将文件保持打开状态，直到达到close_inactive状态

关闭harvester会产生以下结果

1.如果在harvester仍在读取文件时文件被删除，则关闭文件句柄，释放底层资源。
2.文件的采集只会在scan_frequency过后重新开始
3.如果在harvester关闭的情况下移动文件，则不会继续处理文件

prospector

负责管理harvester并找到所有要读取的文件来源。

如果输入类型为日志，则查找器将查找路径匹配的所有文件，并为每个文件启动一个harvester。每个prospector都在自己的Go斜程中运行

以下示例将Filebeat配置为从与指定的匹配的所有日志文件中收集行：

filebeat.prospectors:
- type: log
paths:
- /data/log/*.log
- /data/log4j/*.log

Filebeat目前支持两种prospector类型：log和stdin

每个prospector类型可以定义多次

日志prospector检查每个文件以查看harvester是否需要启动，是否已经运行

只有在harvest关闭后文件大小发生了变化，才会读到新行

注：Filebeat prospector只能读取本地文件，没有功能可以连接到远程主机来读取存储的日志或文件

Filebeat 保持文件状态

Filebeat 保存每个文件的状态并经常讲状态刷新到磁盘上的注册中心中。该状态用于记录harvest正在读取的最后偏移量，并确保发送所有日志行。

如果输出(例如ES或Logstash)无法访问，Filebeat会跟踪最后发送的行，并在输出再次可用时继续读取文件。

在Filebeat运行时，每个prospector内存中也会保存文件状态信息。由于文件可以被重命名活移动，因为文件名和路径不足易识别文件。对每个文件，Filebeat存储唯一标示符以检测文件是否先前已经采集过

Filebeat如何确保至少一次交付

Filebeat保证事件至少会被传送到配置的输出一次，并且不会丢失数据。Filebeat能够实现此行为，因为它将每个事件的传递状态存储在注册文件中。在输出阻塞或未确认所有事件的情况下，Filebeat将继续尝试发送事件，直到接收端确认已收到。

如果Filebeat在发送事件的过程中关闭，它不会等待输出确认所有收到事件。发送到输出但在Filebeat关闭前未确认的任何事在重新启动Filebeat时会再次发送。这可以确保每个事件至少发送一次，但最终会重复事件发送到输出。也可以通过设置shutdown_timeout选项来配置Filebeat以在关闭之前等待特定事件

Docker安装

wget http://down.i4t.com/docker-ce-17.03.2.ce-1.el7.centos.x86_64.rpm
wget http://down.i4t.com/docker-ce-selinux-17.03.2.ce-1.el7.centos.noarch.rpm
yum 安装
yum install docker-ce-selinux-17.03.2.ce-1.el7.centos.noarch.rpm -y
yum install docker-ce-17.03.2.ce-1.el7.centos.x86_64.rpm -y
systemctl enable docker
systemctl start docker
sed -i '/ExecStart=\/usr\/bin\/dockerd/i\ExecStartPost=\/sbin/iptables -I FORWARD -s 0.0.0.0\/0 -d 0.0.0.0\/0 -j ACCEPT' /usr/lib/systemd/system/docker.service
sed -i '/dockerd/s/$/ \-\-storage\-driver\=overlay2/g' /usr/lib/systemd/system/docker.service
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

Tomcat镜像制作

Docker文件内容如下
#这里需要把apache和jdk下载到本地，需要和Dockerfile在同一目录
wget http://down.i4t.com/jdk1.8.0_66.tar.gz
wget http://down.i4t.com/apache-tomcat-8.5.39.tar.gz
[root@i4t tomcat_test]# cat Dockerfile
FROM centos
MAINTAINER www.i4t.com "[email protected]"
WORKDIR /tmp
## Please see https://i4t.com/3552.html install JDK
COPY jdk1.8.0_66.tar.gz /tmp
RUN tar zxf /tmp/jdk1.8.0_66.tar.gz -C /usr/local/ && rm -rf /tmp/jdk1.8.0_66.tar.gz
RUN ln -s /usr/local/jdk1.8.0_66 /usr/local/jdk
#/etc/profile
ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk
ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin
# add apache
# Please see i4t.com && baidu.com
COPY apache-tomcat-8.5.39.tar.gz /tmp
RUN tar zxf apache-tomcat-8.5.39.tar.gz -C /usr/local && rm -rf /tmp/apache-tomcat-8.5.39.zip
RUN mv /usr/local/apache-tomcat-8.5.39 /usr/local/tomcat
#port
EXPOSE 8080
###############################################################################
# START
###########################################################
ENTRYPOINT /usr/local/tomcat/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out

构建tomcat镜像

[root@i4t ~]# docker build -t i4t.com/tomcat/tomcat.v1 /data/tomcat_test/
#更改镜像名称
docker tag [原镜像] [新镜像]
例子：docker tag i4t.com/tomcat/tomcatv1 i4t.com/tomcat/i4tv1

镜像打包完成后，我们在docker容器手动启动镜像进行测试

[root@i4t tomcat]# docker run -idt --name i4t_tomcat_test -p 80:8080 i4t.com/tomcat/tomcat.v1
f6f1621d9464ea2d17a4611393b1950e36f5b7b6c9234f322d636d47fee94e10
#run 运行容器
-it 进入容器
-d 后台运行
--name 新容器名称
-p 映射端口
i4t.com/tomcat/tomcat.v1 镜像名称

容器正常启动访问说明我们tomcat镜像是没有问题

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

这里稍微说明一点，如果是线上环境，需要替换war包操作。可以将上面制作的tomcat镜像为基础镜像，在写一个dockerfile。我这里提供一下

 
   
   
 
  
    
    
  # cat dockerfile
  
    
    
  FROM i4t.com/tomcat/tomcat.v1
  
    
    
  MAINTAINER abcdocker "i4t.com"
  
    
    
  COPY ROOT.tgz /data/
  
    
    
  RUN tar zxf /data/ROOT.tgz -C /usr/local/tomcat/webapps/ && rm -rf /data/ROOT.tgz
  
    
    
   
  
    
    
  # docker build -t tomcat_video:v1
  
    
    
  # docker tag tomcat_video:v1 i4t.com/tomcat_video:v1
  
    
    
  # docker push i4t.com/tomcat_video:v1

Filebeat 制作镜像

Filebeat Dockerfile内容

 
   
   
 
  
    
    
  [root@i4t filebeat]# cat Dockerfile
  
    
    
  ###############################################################################
  
    
    
  # INSTALLATION
  
    
    
  ###############################################################################
  
    
    
   
  
    
    
  FROM docker.io/centos
  
    
    
  MAINTAINER www.i4t.com <cyh@i4t.com>
  
    
    
   
  
    
    
  # Install Filebeat
  
    
    
  WORKDIR /usr/local
  
    
    
  ENV FILEBEAT_VERSION=5.4.0
  
    
    
  RUN set -x \
  
    
    
   && curl -L -O https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-${FILEBEAT_VERSION}-linux-x86_64.tar.gz \
  
    
    
   && tar xf filebeat-${FILEBEAT_VERSION}-linux-x86_64.tar.gz -C /usr/local \
  
    
    
   && ln -s /usr/local/filebeat-${FILEBEAT_VERSION}-linux-x86_64 /usr/local/filebeat \
  
    
    
   && chmod +x /usr/local/filebeat/filebeat \
  
    
    
   && mkdir -p /etc/filebeat
  
    
    
   
  
    
    
  ADD ./docker-entrypoint.sh /usr/bin/
  
    
    
  RUN chmod +x /usr/bin/docker-entrypoint.sh
  
    
    
   
  
    
    
  ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]
  
    
    
   
  
    
    
  CMD ["/usr/local/filebeat/filebeat","-e","-c","/etc/filebeat/filebeat.yml"]
  
    
    
   
  
    
    
  ######### 脚本内容
  
    
    
  [root@i4t filebeat]# cat docker-entrypoint.sh
  
    
    
  #!/bin/bash
  
    
    
  config=/etc/filebeat/filebeat.yml
  
    
    
  env
  
    
    
  echo 'Filebeat init process done. Ready for start up.'
  
    
    
  echo "Using the following configuration:"
  
    
    
  cat /etc/filebeat/filebeat.yml
  
    
    
  exec "$@"
  
    
    
   
  
    
    
  ## Dockerfile和脚本在同一个目录下，然后进行build

打包完成后我们push到harbor仓库，和tomcat镜像一样的操作

 
   
   
 
  
    
    
  [root@i4t tmp]# docker tag tomcat_filebeat:v2 i4t.com/filebeat/v1
  
    
    
  [root@i4t tmp]# docker push i4t.com/filebeat/v1:latest

[root@i4t filebeat]# docker build -t tomcat_filebeat:v2 /data/filebeat/

Elasticsearch安装

参考https://i4t.com/3552.html

kibana安装

https://i4t.com/3552.html

测试镜像

tomcat.yaml

 
   
   
 
  
    
    
  [root@yzsjhl82-119 tomcat_test]# cat tomcat_test.yaml
  
    
    
  apiVersion: extensions/v1beta1
  
    
    
  kind: Deployment
  
    
    
  metadata:
  
    
    
   name: tomcat-abcdocker
  
    
    
   namespace: default
  
    
    
  spec:
  
    
    
   replicas: 1
  
    
    
   template:
  
    
    
   metadata:
  
    
    
   labels:
  
    
    
   k8s-app: tomcat-web
  
    
    
   spec:
  
    
    
   containers:
  
    
    
  
  
    
    
   imagePullPolicy: Always
  
    
    
   name: filebeat
  
    
    
   volumeMounts:
  
    
    
   - name: app-logs
  
    
    
   mountPath: /logs
  
    
    
   - name: filebeat-config
  
    
    
   mountPath: /etc/filebeat/
  
    
    
   
  
    
    
  
  
    
    
   name : tomcat-web
  
    
    
   imagePullPolicy: Always
  
    
    
   ports:
  
    
    
   - containerPort: 8080
  
    
    
   volumeMounts:
  
    
    
   - name: app-logs
  
    
    
   mountPath: /usr/local/tomcat/logs
  
    
    
   volumes:
  
    
    
   - name: app-logs
  
    
    
   emptyDir: {}
  
    
    
   - name: filebeat-config
  
    
    
   configMap:
  
    
    
   name: filebeat-config

tomcat_server.xml （端口暴露）

 
   
   
 
  
    
    
  [root@master tomcat_test]# cat tomcat_server.yaml
  
    
    
  apiVersion: v1
  
    
    
  kind: Service
  
    
    
  metadata:
  
    
    
   name: tomcat-web
  
    
    
   labels:
  
    
    
   k8s-app: tomcat-web
  
    
    
  spec:
  
    
    
   type: NodePort
  
    
    
   ports:
  
    
    
   - port: 8080
  
    
    
   protocol: TCP
  
    
    
   targetPort: 8080
  
    
    
   name: http
  
    
    
   nodePort: 30001
  
    
    
   selector:
  
    
    
   k8s-app: tomcat-web

configmap.xml

通过configmap的形式创建filebeat.yml配置文件，指定收集日志的路径、elasticsearch的配置信息及索引名称

[root@master tomcat_test]# cat tomcat_configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: filebeat-config
data:
filebeat.yml: |
filebeat.prospectors:
- input_type: log
paths:
- "/logs/*"
output.elasticsearch:
hosts: ["10.4.82.115:9200"]
index: "filebeat-tomcat-log"
# index 索引名称

创建索引

 
   
   
 
  
    
    
  [root@master tomcat_test]# kubectl create -f tomcat_configmap.yaml
  
    
    
  configmap/filebeat-config created
  
    
    
  [root@master tomcat_test]# kubectl create -f tomcat_test.yaml
  
    
    
  deployment.extensions/tomcat-abcdocker created
  
    
    
  [root@master tomcat_test]# kubectl create -f tomcat_server.yaml
  
    
    
  service/tomcat-web created

服务检查

我们需要检查以下

 
   
   
 
  
    
    
  1.检查pod是否运行正常
  
    
    
  2.检查server是否正常
  
    
    
  3.检查configmap是否创建完成
  
    
    
  4.kubectl常用命令 https://k.i4t.com/15356201695268.html

查看服务整个状态是否正常

 
   
   
 
  
    
    
  [root@master tomcat_test]# kubectl get svc,pod,configmap
  
    
    
  NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
  
    
    
  service/kubernetes ClusterIP 10.254.0.1 443/TCP 97d
  
    
    
  service/nginx-service NodePort 10.254.167.71 80:31000/TCP 97d
  
    
    
  service/tomcat-web NodePort 10.254.237.208 8080:30001/TCP 3m
  
    
    
   
  
    
    
  NAME READY STATUS RESTARTS AGE
  
    
    
  pod/tomcat-abcdocker-56f9547997-2zz7c 2/2 Running 0 3m
  
    
    
   
  
    
    
  NAME DATA AGE
  
    
    
  configmap/filebeat-config 1 3m

查看pod容器是否异常

 
   
   
 
  
    
    
  1.查看tomcat镜像日志
  
    
    
  kubectl logs tomcat-abcdocker-56f9547997-2zz7c filebeat
  
    
    
   
  
    
    
  #这里的pod名称可能不是这个
  
    
    
   
  
    
    
  2.查看filebeat镜像日志
  
    
    
  kubectl logs tomcat-abcdocker-56f9547997-2zz7c tomcat-web

Filebeat log

K8s容器日志实时收集FileBeat+ES+Kibana

tomcat log

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k8s服务是没有问题，我们浏览器访问一下

端口为30001

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接下来查看一下es日志

[root@i4t ~]# curl -XGET '10.4.82.115:9200/_cat/indices?v&pretty'
health status index uuid pri rep docs.count docs.deleted store.size pri.store.size
yellow open filebeat-tomcat-log jRWrRLQjQ2SPTAe-wmy_EA 5 1 272 0 244.6kb 244.6kb

通过head插件查看是否有数据

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进入kibana控制台

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