Логирование в Kubernetes: принципы работы и лучшие приемы

Логирование в Kubernetes — это как записная книжка, где фиксируется каждое событие. Если процесс поломан, страдает весь проект. 

Логирование показывает, что происходит внутри всех частей Kubernetes и приложений, работающих в этой среде. Если что-то идет не так, логи помогают понять, почему произошла проблема. Они также помогают разработчикам и администраторам мониторить состояние системы и быстро исправлять ошибки, делая работу в Kubernetes более стабильной и безопасной.

В статье проведем краткий экскурс по принципам логирования в Kubernetes и разберем полезные приемы, которые точно пригодятся в работе.

Базовые принципы логирования в Kubernetes

Когда приложение работает в среде Kubernetes, оно генерирует информацию, которую называют логами. Эта информация может включать сообщения об ошибках, действиях приложения или другие важные события. Kubernetes позволяет собирать эти логи и сохранять их в одном месте для удобного просмотра и анализа.

В Kubernetes используются специальные программы, которые называются агентами логирования. Эти агенты перехватывают логи, созданные приложениями, и отправляют их в центральное хранилище, где их можно просматривать и изучать. Это позволяет разработчикам и инженерам узнавать о проблемах в работе приложений и понимать, что происходит в системе, чтобы улучшить ее работу.

Мониторинг логов позволяет оперативно выявлять проблемы, сбои и ошибки и реагировать на них, улучшая время восстановления и минимизируя влияние проблем на пользователей. Все это напрямую влияет на SLA проекта и удобство использования. Если не работать с логированием, разработка, по сути, вынуждена дорабатывать проект на ощупь. 

Важнейший момент — логи предоставляют первичную информацию для анализа безопасности системы. Если продукт должен соответствовать нормативным стандартам в области безопасности данных, то без логирования просто не обойтись.

Подходы к логированию в Kubernetes

Современные методы логирования в Kubernetes ориентированы на эффективный сбор, хранение и анализ логов из контейнеров и микросервисов. Приведем методы, которых рекомендуют придерживаться разработчики Kubernetes:

• Централизованные системы логирования позволяют собирать и хранить логи из различных источников в едином месте для удобства анализа и мониторинга.
• Создание логов в структурированном формате помогает облегчить их анализ, поиск и фильтрацию.
• Включение дополнительной информации о контексте, такой как идентификаторы запросов, идентификаторы пользователя и другие метаданные, помогает в анализе логов и их связывании с определенными событиями или запросами.
• Определение уровней логирования (например, отладочный, информационный, предупреждения, ошибки) помогает фильтровать и управлять тем, какая информация регистрируется в логах.
• Использование систем, которые поддерживают потоковую передачу логов, обеспечивает оперативность анализа и мониторинга текущей работы системы.
• Автоматическая ротация логов помогает контролировать размер лог-файлов и предотвращает их переполнение, что важно для оптимального использования ресурсов.

Последний принцип важно выделить отдельно — логи не должны содержать конфиденциальную информацию. Для хранения паролей, ключей API и другой важной информации лучше использовать среды или секреты.

Open-Source-CLI-инструменты для сбора логов

Современные практики логирования в Kubernetes включают использование Open-Source-CLI-инструментов. Это программы с открытым исходным кодом, разработанные сообществом. Они позволяют управлять контейнерами и приложениями в системе Kubernetes через командную строку (CLI — Command Line Interface). 

Open-Source-инструменты часто предоставляют более широкий набор функций по сравнению со стандартными командами. Они могут предлагать возможность просмотра логов сразу из нескольких подов или контейнеров, фильтрацию по различным параметрам и поддержку регулярных выражений для поиска и анализа данных.

Разберем несколько популярных инструментов.

Kubetail

Когда в Kubernetes развертывается множество экземпляров приложения (подов) или контейнеров, отслеживание и анализ журналов может быть сложной задачей. Kubetail упрощает этот процесс, позволяя просматривать вывод логов нескольких подов одновременно в едином формате. Это удобно для оперативного обнаружения и решения проблем, а также для мониторинга работы приложения в реальном времени.

Fluent Bit

Fluent Bit разработан с акцентом на эффективность и низкое потребление ресурсов, что позволяет использовать его в различных средах, включая распределенные и мобильные системы. Решение позволяет собирать данные логов из различных источников, таких как контейнеры, системные журналы, JSON-логи и другие.

Часто Fluent Bit выбирают из-за его гибкости. Решение легко масштабируется и может обрабатывать большие объемы данных. Fluent Bit без проблем интегрируется с другими системами, в VK Cloid его легко установить.

Stern

Основная цель Stern — упростить отслеживание журналов в средах с большим количеством контейнеров или подов, где важно оперативно находить и анализировать информацию. Утилита помогает собирать и просматривать логи из различных источников в едином окне, что делает процесс мониторинга более удобным и эффективным.

Часто Stern выбирают из-за функционала фильтрации, который позволяет пользователю указывать критерии отображения конкретных логов, например на основе ключевых слов или регулярных выражений. Это помогает быстрее находить и анализировать нужные данные из большого объема журналов.

Kail

Одна из ключевых функций Kail — поддержка вывода логов как в исходном формате, так и в JSON. Это может быть полезным при обработке и интерпретации логов.

В контексте Kubernetes Kail используют для оперативного мониторинга и анализа логов из разных частей приложения. Кроме того, настройки фильтрации помогают извлечь необходимую информацию из множества логов, делая процесс анализа более эффективным и удобным.

Logcli

В экосистеме Kubernetes часто используется горизонтально масштабируемая система агрегирования логов Loki. Для работы с логами, хранящимися в Loki, используют специальную утилиту — Logcli. Этот инструмент позволяет работать с логами на основе меток, временных диапазонов, уровней логов и других характеристик, что обеспечивает более точный анализ логов.

При использовании сторонних инструментов важно удостовериться, что они взяты из надежных источников, и внимательно ознакомиться с инструкциями по установке и использованию, доступными в их документации. При этом выбор конкретного инструмента может зависеть от требований и интеграции с существующей инфраструктурой логирования. 

Проверки логов в kubetail 

В предыдущем разделе рассмотрели популярные Open-Source-CLI-инструменты. Теперь приведем список команд для проверки логов Kubernetes. Для примера будем использовать kubetail.

1. Вывод логов определенного пода:

При использовании команды указывается имя конкретного пода. Важно: команда может быть использована с несколькими именами подов. В этом случае можно просматривать логи сразу с нескольких подов одновременно, что облегчает отслеживание журналов из разных источников в реальном времени.

2. Вывод логов из подов, соответствующих селектору меток:

Пользователь задает критерии выбора подов, чьи логи планирует отслеживать. Например, можно указать метки, которые присвоены подам в Kubernetes, чтобы просматривать логи только из подходящих по этим меткам подов. Это удобно, когда нужно отслеживать группы приложений с одинаковыми метками, определенными в манифестах Kubernetes.

3. Вывод логов из подов в конкретном пространстве имен:

Поды в Kubernetes группируются в пространства имен для удобства управления и изоляции ресурсов. Это удобно, когда требуется отследить логи всех подов, принадлежащих определенному приложению, сервису или проекту, которые размещены в конкретном пространстве имен. Эта команда позволяет сконцентрировать внимание на логах конкретного пространства имен, упрощая мониторинг и отладку приложений в Kubernetes.

4. Просмотр логов сразу из нескольких указанных подов:

Команду используют, когда нужно одновременно отслеживать логи из разных источников или контейнеров. Например, чтобы проанализировать взаимодействие между несколькими компонентами приложения. Такой подход облегчает обнаружение возможных взаимосвязей между различными частями приложения, помогает оперативно находить и анализировать информацию о его работе из разных источников.

5. Просмотр логов из конкретного пода с автоматическим обновлением вывода:

Команда отслеживает журналы указанного пода и непрерывно выводит на экран последние события, добавляет новые записи по мере их появления. Это полезно в ситуациях, когда нужно мониторить активность и журналы определенного контейнера или приложения в Kubernetes в реальном времени.

6. Остановка отслеживания логов указанного пода:

При выполнении команды процесс отслеживания логов для указанного пода завершается. Это останавливает обновление вывода на экране.

Как смотреть компоненты панели управления

Логи компонентов панели управления Kubernetes включают информацию о действиях, событиях и работе основных управляющих компонентов, которые обеспечивают функционирование и управление кластером Kubernetes. Эти компоненты выполняют основные функции, необходимые для правильной работы всего кластера.

Вот популярные команды для просмотра логов:

1. API-сервера Kubernetes:

Эта команда позволяет отслеживать логи kube-apiserver — одного из главных компонентов системы управления кластером. Часто это используется для мониторинга работы самого API-сервера Kubernetes или для поиска информации о его действиях и событиях, связанных с узлом, в котором он работает.

2. Диспетчер контроллера Kubernetes:

Диспетчер контроллера — один из основных компонентов Kubernetes, ответственный за управление циклами жизни различных ресурсов, таких как поды и сервисы. Просмотр логов этого компонента может быть полезным для мониторинга его работы, поиска информации о событиях, связанных с управлением ресурсами в кластере Kubernetes, и выявления возможных проблем.

3. Компоненты планировщика:

Компонент kube-scheduler решает, на какие узлы кластера следует запускать поды на основе их требований к ресурсам. Логи этого компонента могут содержать информацию о решениях, принятых при планировании запуска подов на конкретном узле. Эта информация может быть полезной при анализе работы планировщика и при определении причин, по которым поды были размещены на определенных узлах в кластере.

4. Кластера etcd:

Etcd — это ключевое хранилище данных, которое используется Kubernetes для хранения своего состояния, конфигураций и другой важной информации. При выполнении команды пользователь получает доступ к логам хранилища на конкретном узле. Команда помогает в мониторинге и анализе событий, происходящих в кластере etcd.

Заключение

Логи предоставляют ценную информацию о работе приложений, помогая выявлять проблемы, отслеживать состояние системы, анализировать ошибки и диагностировать сбои. Они также играют важную роль при отладке, мониторинге производительности и обеспечении безопасности системы.

Агрегация и централизованное хранение логов позволит реагировать на проблемы в реальном времени. Это необходимое условие для поддержки высокой доступности и надежности системы в среде Kubernetes. Таким образом, логирование в Kubernetes не только помогает обнаруживать и исправлять проблемы, но и предоставляет ценную информацию для оптимизации работы приложений и инфраструктуры в целом.