用 CRD 来控制 Kubernetes 日志流

概述

Banzai logging operator 已经出到了 v3 版本。这个项目以 Fluentd 为基础，使用 Operator 的实现模式，在 Kubernetes 上用 CRD 的形式，对日志的采集行为进行定制，并进行过滤、路由等操作，最终可以将日志输出到 Elasticsearch、Loki、S3、Kafka 等多种后端。

图中可见，Logging 把日志分为了采集、路由和输出三个阶段。这三个阶段对应三种不同的 CRD：

• 采集：使用 fluentbit 对日志进行采集

• 路由：在 fluentd 中使用多种条件对日志条目进行过滤，并将结果发往目标

• 输出：可以定义各种后端用于接收存储日志。

安装

可以使用 Helm 进行安装：

$ kubectl create ns logging
namespace/logging created

$ helm repo add banzaicloud-stable \
    https://kubernetes-charts.banzaicloud.com
"banzaicloud-stable" has been added to your repositories

$ helm install --namespace logging \
    logging banzaicloud-stable/logging-operator \
    --set createCustomResource=false

...

安装之后，会看到 logging 命名空间中的 Pod：

$ kubectl get po -n logging
NAME                                         READY   STATUS      RESTARTS   AGE
...
logging-logging-operator-7b4f9987f9-86clp    1/1     Running     0          120m

Logging

首先可以定义一个新的 Logging 对象：

apiVersion: logging.banzaicloud.io/v1beta1
kind: Logging
metadata:
  name: default-logging-simple
spec:
  fluentd: {}
  fluentbit: {}
  controlNamespace: logging

提交到集群：

$ kubectl apply -f empty-logging.yaml
logging.logging.banzaicloud.io/empty-logging created
$ kubectl get pods
NAME                                         READY   STATUS              RESTARTS   AGE
empty-logging-fluentbit-2pghs                0/1     ContainerCreating   0          0s
empty-logging-fluentbit-cc4r4                0/1     ContainerCreating   0          0s
empty-logging-fluentbit-jzkpr                0/1     ContainerCreating   0          0s
empty-logging-fluentd-0                      0/2     Pending
...

Describe 新生成的 Pod，会发现它们加载了几个 Secret 作为配置文件。例如 fluentbit 的内容：

$ kubectl view-secret empty-logging-fluentbit
Choosing key: fluent-bit.conf
...
[OUTPUT]
    Name          forward
    Match         *
    Host          empty-logging-fluentd.logging.svc
    Port          24240

    Retry_Limit   False

这里的配置表明，采集器收集到的日志会输出到 empty-logging-fluentd 的服务之中。

追查一下 fluentd 的配置内容，发现其输出配置为空，也就是说，没有提供输出能力。

查看 operator 的日志：

$ kubectl logs -f -l app.kubernetes.io/name=logging-operator
...
{"level":"info","ts":1583835777.4591844,"logger":"controllers.Logging","msg":"resource created","name":"empty-logging-fluentbit","namespace":"logging","apiVersion":"apps/v1","kind":"DaemonSet"}
...
{"level":"info","ts":1583835834.1114376,"logger":"controllers.Logging","msg":"no flows found, generating empty model"}

输出日志中表示，缺乏 flow 定义。

Output

先使用 Helm 安装 Loki，然后定义一个 output：

apiVersion: logging.banzaicloud.io/v1beta1
kind: Output
metadata:
 name: loki-output
spec:
 loki:
   url: http://loki-1583844504.loki:3100
   configure_kubernetes_labels: true
   buffer:
     timekey: 1m
     timekey_wait: 30s
     timekey_use_utc: true

创建这个资源之后，Secret 和 Pod 都没发生什么变化，甚至 Operator Pod 的日志都没有输出内容，看来还是需要创建 Flow 将日志输出过去。

Flow

创建如下的 Flow 对象：

apiVersion: logging.banzaicloud.io/v1beta1
kind: Flow
metadata:
  name: loki-flow
spec:
  filters:
    - tag_normaliser: {}
    - parser:
        remove_key_name_field: true
        reserve_data: true
        parse:
          type: nginx
  match:
    - select:
        labels:
          app.kubernetes.io/name: log-generator
  outputRefs:
    - loki-output

其中 filters 成员中标识了我们要对应用进行的处理，使用 tag_normaliser 加入 Kubernetes 标签。

在 match 中使用标签加入过滤功能，这里选择了 app.kubernetes.io/name: log-generator 的标签对

outputRefs 指定输出到前面创建的 loki-output。

CRD 创建之后

进入 fluentd Pod 的 Shell，会发现配置发生变化：

$ cat fluentd/app-config/fluentd.conf

<match **>
...
    <match>
      labels app.kubernetes.io/name:log-generator
      namespaces logging
...
  <match kubernetes.**>
    @type tag_normaliser
    @id loki-flow_0_tag_normaliser
    format ${namespace_name}.${pod_name}.${container_name}
  </match>
  <filter **>
    @type parser
    @id loki-flow_1_parser
...
    <parse>
      @type nginx
...
  <match **>
    @type loki

部署一个应用：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: log-generator
spec:
 selector:
   matchLabels:
     app.kubernetes.io/name: log-generator
 replicas: 1
 template:
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/name: log-generator
   spec:
     containers:
     - name: nginx
       image: banzaicloud/log-generator:0.3.2

此时打开 Loki 的 Grafana，就能对日志进行查询了：

结语

这个产品很好的展示了 Operator 固化运维技能的特征。化繁为简，将日志集采过程中所需的复杂知识，精选为一系列的配置组合，以 CRD 的形式呈现给非专家型客户，开箱即用。

kubectl 的 view-secret 插件，Bug 比较严重，不要问我是怎么知道的。