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如何收集 Kubernetes 集群的日志

article 2025/3/13 17:43:47

一、Kubernetes 日志收集核心方案

1. EFK Stack（Elasticsearch + Fluentd + Kibana）

• 适用场景：企业级日志分析、复杂查询需求、长期日志存储。

• 组件作用：

• Fluentd：日志收集器（部署为 DaemonSet，每个 Node 运行一个实例）。

• Elasticsearch：日志存储与索引（支持分布式、高并发）。

• Kibana：可视化仪表盘（日志搜索、图表展示）。

2. Loki（轻量级替代方案）

• 适用场景：中小型集群、低成本运维、简化日志存储。

• 组件作用：

• Loki：类似 Elasticsearch 的日志聚合引擎，但专注于日志存储（压缩率高）。

• Promtail：轻量级日志收集器（替代 Fluentd）。

• Grafana：集成 Loki 作为日志存储后端，复用现有监控仪表盘。

3. 其他方案

• Stackdriver：GCP 官方云服务。

• Datadog：SaaS 日志分析平台。

• Filebeat + Elasticsearch：适用于简单场景。

二、EFK Stack 配置步骤

1. 部署 EFK 组件

# 1. 安装 Fluentd（DaemonSet）
kubectl apply -f https://github.com/fluent/fluentd-kubernetes-daemonset/releases/latest/fluentd-daemonset.yaml

# 2. 安装 Elasticsearch
kubectl apply -f https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-7.10.0.yaml

# 3. 安装 Kibana
kubectl apply -f https://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-7.10.0.yaml

2. 配置 Fluentd 收集日志

• 默认配置：Fluentd 会自动收集 Node 日志和容器日志。

• 自定义收集规则（例如收集特定 Pod 日志）：

  # 创建 ConfigMap
  apiVersion: v1
  kind: ConfigMap
  metadata:
    name: fluentd-config
    namespace: kube-system
  data:
    fluentd.conf: |
      <source>
        @type tail
        path /var/log/containers/*.log
        pos_file /var/log/fluentd-containers.log
        tag kubernetes.*
        read_from_head true
      </source>

      # 自定义收集规则：收集 my-app 的日志
      <source>
        @type tail
        path /var/log/pods/my-app_default_*.log
        pos_file /var/log/fluentd-myapp.log
        tag my-app.log
        read_from_head true
      </source>

  # 应用配置
  kubectl apply -f fluentd-config.yaml

  # 重启 Fluentd DaemonSet
  kubectl delete daemonset fluentd-daemonset -n kube-system
  kubectl apply -f https://github.com/fluent/fluentd-kubernetes-daemonset/releases/latest/fluentd-daemonset.yaml

三、EFK 核心配置详解

1. Fluentd 日志过滤与转发

# 示例：通过过滤器仅收集 Error 级别日志
<filter kubernetes.**>
  @type grep
  match => "^ERROR"
</filter>

<match my-app.log>
  @type elasticsearch
  hostnames elasticsearch
  port 9200
  logstash_format true
  flush_interval 10s
</match>

2. Elasticsearch 索引管理

# 创建索引模板（优化日志存储）
PUT /_template/kubernetes-logs
{
  "index_patterns": ["kubernetes-logs-*"],
  "settings": {
    "number_of_shards": 1,
    "replicas": 1
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "@timestamp": { "type": "date" }
    }
  }
}

四、日志收集验证

1. 检查日志是否进入 Elasticsearch

# 查看 Elasticsearch 索引
curl -X GET "http://elasticsearch:9200/_cat/indices?v"

# 搜索特定日志
curl -X GET "http://elasticsearch:9200/kubernetes-logs-*/_search?q=message:%22ERROR%22"

2. 在 Kibana 中配置可视化

访问 Kibana Web UI（通过 Service 暴露）。
创建 Index Pattern：选择 kubernetes-logs-*。
构建仪表盘：

• 日志统计：按 Pod 名称、容器名称分组。
• 实时监控：展示错误日志趋势图。

五、EFK vs Loki 对比

维度	EFK Stack	Loki
存储成本	高（Elasticsearch 需要大量磁盘）	低（压缩率高达 10:1）
查询性能	强（支持复杂 SQL-like 查询）	较弱（专为日志设计）
部署复杂度	高（需管理 3 个组件）	低（仅需 Loki 和 Promtail）
社区生态	成熟（支持丰富插件）	快速增长（云原生友好）

六、生产环境优化建议

1. 日志分级存储

• 短期日志（最近 7 天）：存储在 Elasticsearch。

• 长期日志（超过 7 天）：归档至 AWS S3 或 Azure Blob Storage。

2. 性能调优

• Elasticsearch 分片：根据集群规模设置合理分片数。

• Fluentd 缓冲区：增加 buffer_chunk_limit 和 flush_interval 避免日志丢失。

3. 安全加固

• RBAC 权限：限制 Kibana 只能访问特定 Namespace。

• TLS 加密：启用 Elasticsearch 和 Kibana 的 HTTPS 通信。

七、替代方案：Loki 部署

1. 安装 Loki

kubectl apply -f https://github.com/grafana/loki/releases/latest/deploy.yaml

2. 安装 Promtail

kubectl apply -f https://github.com/grafana/loki/releases/latest/deploy-promtail.yaml

3. 验证日志收集

# 查看 Loki 日志存储
kubectl logs -n loki -l app=loki --container=query-frontend

# 在 Grafana 中添加 Loki 数据源
grafana-url: http://grafana:3000
data-source: loki