Kubernetes の可観測性を高める 3 つの優れたツール

適切に管理および実装された可観測性システムは、複雑なシステムのデバッグと修正に使用できるきめ細かい洞察を DevOps に提供します。可観測性は、監視、アラート、ログ記録をメトリックの視覚化とその分析と組み合わせます。

これにより、開発チームは Kubernetes クラスターとアプリケーションのリアルタイム パフォーマンスに関する詳細な情報を得ることができるため、タイムリーかつ情報に基づいたアクションを実行できるようになります。このブログでは、Kubernetes の可観測性を実現するための 3 つの重要なツールについて説明します。見てみましょう！

ブームのKubernetes

今日、コンテナとマイクロサービスは、柔軟なハイブリッド クラウド戦略の基礎となりつつあります。 Kubernetes は、パブリック クラウドとプライベート データ センター全体にわたるコンテナの展開とライフサイクル管理に革命をもたらします。その影響は非常に大きく、当初 Kubernetes はソフトウェア ライフサイクル管理の「すべて」と考えられていました。

Kubernetesの動的な性質

しかし、状況は変わりました。 Kubernetes をめぐる当初の業界の「誇大宣伝」がやや下火になった今、Kubernetes の導入が困難な戦いになる可能性が高いことは明らかです。マイクロサービスとコンテナを考慮することは、クラウド ネイティブ パズルの重要なピースです。残りの部分も、そのすべての利点を活用するために解決しなければならない問題です。組織は、クラウド ローカリゼーションの取り組みに着手する前に、これらのシステムが全体的にどのように機能するかを理解する必要があります。

Kubernetes は動的な性質を持つため、予測不可能です。最善の努力にもかかわらず、このようなシステムでは障害やパフォーマンスのボトルネックが発生することは避けられず、その特定が困難な場合があります。このような複雑な環境では、シームレスで迅速なアプリケーション配信のためにエラーや問題を即座に解決するには、エンタープライズ アプリケーションの動作を深く理解することが重要です。しかし、より大きな課題は、Kubernetes クラスターとそのコンポーネントをどのように監視するかということです。

可観測性の重要性 - 3つの柱

IT 意思決定者と技術戦略家は、ソフトウェア開発ライフサイクルの計画段階と運用段階で可観測性が重要な役割を果たすと考えています。可観測性の 3 つの柱であるメトリクス、ロギング、トレースは、チームが Kubernetes 環境で可観測性を獲得するのに役立つだけでなく、使用されているテクノロジーの組み合わせに関係なく、基盤となるインフラストラクチャに関する深い洞察も提供します。

New Relic の 2021 年可観測性予測レポートによると、企業の 83% が、Kubernetes の最高の可観測性戦略は、利用可能なすべてのソースから可観測性データを自動的に収集して相関させるソリューションを導入することに重点を置いていることに同意しています。これは、企業がクラウド ネイティブ スタックを管理するために、監視可能性を追跡するための非侵入的で摩擦のないアプローチをとる必要があることを示しています。

以下は、クラウド ネイティブ コミュニティの企業にとって事実上の業界標準となっている 3 つの重要な Kubernetes 可観測性ツールです。これらの Kubernetes 監視ツールを実装すると、DevOps チームと SRE チームは、Kubernetes 環境を維持するために必要なクラスター コンポーネントを完全に把握できるようになります。

Prometheus - 観測データの自動収集と保存

Prometheus は、システムのパフォーマンスに関する詳細な情報を提供するオープンソースの監視およびアラート ツールです。これは、メトリック クエリ言語が組み込まれたクラウド ネイティブの時系列データ ストアです。このツールには、Kubernetes とコンテナのサポートが組み込まれています。 Kubernetes Operator を使用して Kubernetes 上で簡単に実行することも、スタンドアロン モードで実行することもできます。

Prometheus エクスポートは、サードパーティのデータをデータ ストアに取り込むために使用されます。 Prometheus の一部として維持されている、すぐに使用できるエクスポーターが多数あります。これらには以下が含まれます:

• -Prometheus用のElasticsearch統計エクスポートツール、
• -MySQLサーバーメトリックのエクスポーター、
• -そして Prometheus 用の Kafka エクスポーター。

Prometheus は、Kubernetes で実行されている Kubernetes ノード、コンテナ、ポッド、サービス、およびユーザー アプリケーションからメトリックをスクレイピングします。 Prometheus がアプリケーションからメトリックを取得できるようにするには、開発者はメトリック エンドポイントで HTTP 経由でメトリックを公開する必要があります。 Prometheus は効率的な PromQL クエリ言語を使用し、Elasticsearch や Metricbeat などの主要なデータベースやメトリック コレクター エージェントと統合します。

場合によっては、チームは廃棄できないコンポーネントを監視する必要があります。 Prometheus コンポーネントである Prometheus Push Gateway を使用すると、チームは非常に短いジョブのメトリックを収集し、時系列を直接 Prometheus データ ストアにプッシュできます。

プロメテウスはリンクされたコンポーネントで構成されています

• Prometheus サーバー: システムの「頭脳」として機能し、さまざまなメトリックを収集して時系列データベースに保存します。
• Prometheus クライアント ライブラリ: Prometheus が理解できる形式でメトリックとデータを送信することで、ユーザーが構築したサービスを統合するのに役立ちます。
• Prometheus Alertmanager: この Prometheus コンポーネントは、ツールが異常やパフォーマンスの問題を検出すると、指定されたユーザーにアラートと通知を送信します。
• Prometheus 視覚化ツール: これらのツールは、メトリックとデータを人間が読める形式で表示するのに役立ちます。ユーザーは、Prometheus を分析およびデータ視覚化用のオープンソース Web アプリケーションである Grafana と統合することもできます。

Prometheus を使用してデータを収集すると、DevOps チームは Kubernetes クラスターで実行されている完全なインフラストラクチャとコンテナに関する詳細な情報を得ることができます。本番環境での Kubernetes クラスターの効率的なパフォーマンスを確保するには、メモリやストレージの不足、ノードとネットワークの健全性、アプリケーション エラーなどの問題を示すさまざまなメトリックを製品チームがリアルタイムで把握できる必要があります。この K8 監視ツールは、アプリケーション コンポーネントの使用状況を詳細に可視化することで、アプリケーションのパフォーマンスを追跡し、ボトルネックとその解消方法を特定するのに役立ちます。

Grafana — 観測データを視覚化する

場合によっては、生のメトリック (処理されていないデータ) では観測可能性データの視覚化が最適に行われないことがあります。その理由は、それらは、人間が処理するには複雑すぎる数千のイベントを含む時系列データとテキストベースのデータで構成される傾向があるためです。

Kubernetes に簡単にデプロイできる可観測性プラットフォームである Grafana は、生のメトリックを処理することでこの問題を解決します。 Grafana のドキュメントによると、このツールにより「チームは、メトリックがどこに保存されているかに関係なく、メトリックのクエリ、視覚化、アラート、理解を行うことができます。」 Grafana は、公式ダッシュボードとコミュニティ構築ダッシュボードを通じてこれらすべてを管理および実施します。これらのダッシュボードはダウンロードして Grafana インスタンスにインポートできます。

Grafana は、アラートと通知をサポートする強力なデータ視覚化および分析ツールです。このツールは、主要な時系列データベース (Prometheus、InfluxDB)、Elasticsearch、SQL データベース、クラウド監視サービスなどと統合されます。メトリックの集約と強力なダッシュボードを通じて機能し、Kubernetes での可観測性をスムーズに実現します。 Grafana、そのコンポーネント、Kubernetes クラスターの監視方法の詳細については、こちらをご覧ください。

クラスター監視用のKubernetesダッシュボード

BuildPiper - Kubernetes クラスターの包括的な理解

BuildPiper は、Kubernetes クラスターの 360 度ビューを提供する Kubernetes およびマイクロサービス アプリケーション配信プラットフォームです。 BuildPiper を使用すると、Kubernetes クラスターの可視性と異常検出が再考され、チームは数回クリックするだけで詳細な分析を実行できるようになります。この Kubernetes モニタリング ツールには、DevOps チームがビルドとデプロイメントの詳細を表示および監視できるサービス概要ダッシュボードと、パフォーマンス、ヘルス ステータス、CPU とメモリの割り当て、ノードの可用性、ログ、その他の重要なメトリックを監視するための詳細なクラスター監視機能を提供するサービス Kubernetes ダッシュボードがあります。

提供される 360 度ビューでは、クラスター コンポーネントのパフォーマンス、健全性、可用性、および機能性が明確に示されます。完全なノード可視性を提供し、ノードの健全性状態を表示できるようにします。 Pod Health 機能は、コンテナのリアルタイムのヘルス ステータスを表示し、K8s クラスター内のポッドにインストールされている環境変数とボリュームを強調表示します。さらに、チームはこの監視ツールを使用して、Kubernetes クラスターの NameSpaces、Inress、およびその他の K8s アセットのリアルタイムのステータスを追跡できます。

Kubernetesは適切に管理・監視されてこそ強力になります

Kubernetes は短命で常に変化する性質があるため、変更を自動的に識別し、イベント、ログ、ポッドのヘルス ステータスなどを中断することなく継続的に監視できる Kubernetes 監視システムが必要です。 Kubernetes クラスターを監視する方法に関するソリューションを探り、エラーの検出、クラスターの健全性のスキャン、企業が頻繁に直面する一般的な問題の一部であるこれらの問題の解決策を見つけるためのメトリックについて学習します。したがって、Kubernetes デプロイメント プラットフォームまたは Kubernetes 監視ツールを選択する際には、選択したソリューションがこれらのメトリックを追跡でき、クラスター内で何が起こっているかを明確に把握して、手間のかからない Kubernetes デプロイメントを可能にすることが重要です。