CN111708611B - 轻量级Kubernetes监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量级Kubernetes监控系统及方法，属于Kubernetes监控领域，要解决的技术问题为如何对对kubernetes集群的各命名空间资源状态进行采集和监控。系统，包括：采集命令配置模块、后端采集服务模块、前端监控页面模块，后端采集服务模块为一个Nodejs服务端应用，所述前端监控页面模块和采集命令配置模块均为基于Angular框架、采用NG‑ZORRO前端组件实现的可视化界面，经过编译之后与后端采集服务模块打包在一起部署在Kubernetes集群master节点上。方法为通过上述系统进行监控。

Description

轻量级Kubernetes监控系统及方法

技术领域

本发明涉及Kubernetes监控技术领域，具体地说是一种轻量级Kubernetes监控系统及方法。

背景技术

Kubernetes是一个开源的容器集群管理系统，构建在Docker技术之上，为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等一整套功能，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单而且高效，但是Kubernetes本身的安装和使用则非常复杂，需要考虑集群网络、存储系统等技术问题，而对Kubernetes各种命名空间资源的监控更显得尤为重要。而传统的容器监控系统大都需要部署多个组件，部署结构复杂，配置参数众多，更增加了运维人员的维护复杂度，很难进行定制化修改。

基于上述，如何对对kubernetes集群的各命名空间资源状态进行采集和监控，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种轻量级Kubernetes监控系统及方法，来解决如何对对kubernetes集群的各命名空间资源状态进行采集和监控的问题。

第一方面，本发明提供一种轻量级Kubernetes监控系统，包括：

采集命令配置模块，所述采集命令配置模块形成配置界面面向用户，用于对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令的配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；

后端采集服务模块，所述后端采集服务用于读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；

前端监控页面模块，所述前端监控页面模块形成前端监控页面面向用户，用于读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，并请求查询命令对应的接口路径，并用于基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示；

所述后端采集服务模块为一个Nodejs服务端应用，所述前端监控页面模块和采集命令配置模块均为基于Angular框架、采用NG-ZORRO前端组件实现的可视化界面，经过编译之后与后端采集服务模块打包在一起部署在Kubernetes集群master节点上。

作为优选，所述查询命令包括节点查询命令、pod查询命令、service查询命令以及deployment查询命令，上述每个查询命令对应有采集命令配置文件；

所述前端监控页面包括节点监控页面、pod监控页面、service监控页面以及deployment监控页面；

所述后端服务接口包括节点采集接口、pod采集接口、service采集接口以及采集接口。

作为优选，所述查询命令还包括pod日志查询命令，所述日志查询命令和pod查询命令形成于同一个采集命令配置文件；

所述pod监控页面用于调用对应的后端服务接口，所述对应的后端服务接口执行pod日志查询命令进行日志查询，用于查询N条日志记录；

所述N为通过pod监控页面自定义配置的自然数。

作为优选，所述后端采集服务模块通过运行在Nodejs服务端的JavaScript实现，命名为server-run.js，主要逻辑为：

读取采集命令配置文件；

server-run.js读取命令列表后，针对每一个命令都动态生成一个后端服务端接口，利用Nodejs可以使用child_process子进程来执行系统命令的特性，在服务端接口中调用查询命令，并在Nodejs服务中通过子进程调用Kubect命令获取查询结果，解析查询结果，并组装json格式的报文返回前端监控页面模块。

作为优选，所述后端服务接口满足如下特点：

所有生成的服务端接口均能够接收两个可选的请求参数，一个请求参数为命名空间namespace，后端服务接口中会将命名空间追加到读取的查询命令中，另一个请求参数是关键字key，用于对查询结果根据关键字进一步筛选；

所有服务端接口返回的数据格式完全一致，均为json数组的格式，针对查询命令的返回结果，每一行即为json数组中的一个json对象，其中json数组中的第一个json对象即为表头，前端监控页面模块据上述json数组生成表格。

作为优选，所有查询结果均为二维表格的形式。

作为优选，所述前端监控页面默认提供两个查询条件，分别为命名空间下拉列表选择框和关键字文本输入框，在请求后端接口时可以增加上述两个请求参数。

作为优选，所述采集配置模块用于对查询命令进行校验，包括语法校验和可执行性校验，并通过提示框的形式进行语法提示。

第二方面，本发明提供一种轻量级Kubernetes监控方法，通过如第一方面任一项所述的轻量级Kubernetes监控系统进行监控，通过在Nodejs后端服务中调用kubectl命令来实现对kubernetes集群中各命名空间资源状态的采集，并通过NG-ZORRO前端组件调用Nodejs后端接口获取监控数据并实时展示。

作为优选，所述方法包括如下步骤：

对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令进行配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；

读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；

读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，在菜单列表中选择查询命令后，请求查询命令对应的接口路径，并基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示。

本发明的一种轻量级Kubernetes监控系统及方法具有以下优点：

1、通过在Kubernetes集群的master节点启动Nodejs服务来监控Kubernetes各命名空间资源，通过在Nodejs服务中直接调用kubectl命令来采集数据，部署结构简单，采集数据实时准确可靠；

2、通过动态生成的可视化界面来展示Kubernetes各种资源的运行状态，同时支持关键字检索和查看日志功能，可以使运维人员通过可视化界面及时快速的了解kubernetes的运行情况；

3、支持对采集命令进行动态配置，可以添加或修改采集命令，并通过加载采集命令动态生成后端服务接口和监控界面，可扩展行强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为实施例1轻量级Kubernetes监控系统的工作流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

本发明实施例提供一种轻量级Kubernetes监控系统及方法，用于解决如何对对kubernetes集群的各命名空间资源状态进行采集和监控的技术问题。

实施例1：

本发明的一种轻量级Kubernetes监控系统，包括采集命令配置模块、后端采集服务模块和前端监控页面模块，采集命令配置模块形成配置界面面向用户，用于对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令的配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；后端采集服务用于读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；前端监控页面模块形成前端监控页面面向用户，用于读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，并请求查询命令对应的接口路径，并用于基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示。

后端采集服务模块为一个Nodejs服务端应用，所述前端监控页面模块和采集命令配置模块均为基于Angular框架、采用NG-ZORRO前端组件实现的可视化界面，经过编译之后与后端采集服务模块打包在一起部署在Kubernetes集群master节点上。

后端采集服务是一个Nodejs服务端应用，通过运行在Nodejs服务端的JavaScript实现，命名为server-run.js，其主要逻辑为：首先读取采集命令配置文件，该文件中主要配置查询Kubernetes集群各命名空间资源的命令，比如查询节点的命令kubectl get nodes-o wide，查询pod的命令kubectl getpods-o wide,查询service的命令kubectl getservice-o wide等，同时每一个命令都有一个对应的显示名称以及一个接口路径。server-run.js读取命令列表后，针对每一个命令都动态生成一个服务端接口，利用Nodejs可以使用child_process子进程来执行系统命令的特性，在服务端接口中调用查询命令，解析查询结果，并组装json格式的报文返回给前端。

后端服务接口有两个特点如下：

(1)所有生成的服务端接口都可以接收2个可选的请求参数，一个参数是命名空间namespace，后端服务接口中会将命名空间追加到读取的查询命令中，如前端传入的命名空间为kube-system，则查询pod的命令追加命名空间后为kubectl get pods-o wide-nkube-system，另一个请求参数是关键字key，可以对查询结果根据关键字进一步筛选，如在命名空间kube-system下进一步查询包含关键字calico的pod，则追加请求参数后查询命令修改为kubectl getpods-o wide-n kube-system|grep calico；

(2)所有服务接口返回的数据格式完全一致，都是json数组的格式，针对查询命令的返回结果(所有查询结果都是二维表格的形式)，每一行即为数组中的一个json对象，其中数组中的第一个json对象即为表头，前端会据此生成表格。

前端监控页面模块是基于Angular框架，采用NG-ZORRO前端组件实现的可视化界面，主要包括kubernetes节点监控、kubernetes Pod监控、service监控、deployment监控等页面。该模块首先读取采集命令配置文件，获取每一个命令的显示名称，从而生成菜单列表；用户每点击一个菜单时，首先请求命令所对应的接口地址，获取查询结果并动态生成表格展示；每个页面都默认提供两个查询条件，即“命名空间下拉列表选择框”和“关键字文本输入框”，在请求后端接口时可以增加这两个请求参数。

同时，查询命令还包括pod日志查询命令，日志查询命令和pod查询命令形成于同一个采集命令配置文件。针对pod查询，在每一行查询结果中提供日志查询功能，可以查询最近N条(数量通过pod监控页面前端可配)日志记录，该功能的也是pod监控页面通过调用后端服务接口实现的，该接口具体执行了kubectl logs日志查询命令。

采集命令配置模块主要提供了对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令的配置，支持配置常用的查询命令，比如查询nodes、pods、service、deployment等，以表格的形式展示用户配置的命令列表，每条查询命令还需要包括命令对应的显示名称和接口路径。显示名称用来前端展示菜单名称，接口路径用来前端页面调用后端接口。用户添加或修改查询命令后，系统将表格最终保存到配置文件中。

本实施例中，采集命令配置模块提供对用户所配置的查询命令的校验功能，以及语法提示。其中，对查询命令的校验包括语法校验和可执行性校验，如果校验失败，则通过提示框的形式进行语法提示，可提示语法错误处，以及正确的形式等。

本发明的一种轻量级Kubernetes监控系统以界面可视化的方式对Kubernetes集群的各种命名空间资源的监控，包括Kubernetes集群节点的监控、Kubernetes集群Pod的监控等，并通过轻量级的Nodejs服务来实现对Kubernetes资源数据的采集，同时提供动态配置采集命令的功能，部署结构简单，简单易用，可扩展性强。

实施例2：

本发明的一种轻量级Kubernetes监控方法，通过如实施例1公开的轻量级Kubernetes监控系统进行监控，通过在Nodejs后端服务中调用kubectl命令来实现对kubernetes集群中各命名空间资源状态的采集，并通过NG-ZORRO前端组件调用Nodejs后端接口获取监控数据并实时展示。

该方法包括如下步骤：

(1)对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令进行配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；

(2)读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；

(3)读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，在菜单列表中选择查询命令后，请求查询命令对应的接口路径，并基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示。

其中，后端采集服务模块通过运行在Nodejs服务端的JavaScript实现，命名为server-run.js，读取采集命令配置文件后，server-run.js读取命令列表后，针对每一个命令都动态生成一个后端服务端接口，利用Nodejs可以使用child_process子进程来执行系统命令的特性，在服务端接口中调用查询命令，并在Nodejs服务中通过子进程调用Kubect命令获取查询结果，解析查询结果，并组装json格式的报文返回前端监控页面模块。

上述后端服务接口满足如下特点：

特点一、所有生成的服务端接口均能够接收两个可选的请求参数，一个请求参数为命名空间namespace，后端服务接口中会将命名空间追加到读取的查询命令中，另一个请求参数是关键字key，用于对查询结果根据关键字进一步筛选；

特点二、所有服务端接口返回的数据格式完全一致，均为json数组的格式，针对查询命令的返回结果，每一行即为json数组中的一个json对象，其中json数组中的第一个json对象即为表头，前端监控页面模块据上述json数组生成表格。

上述所有查询结果均为二维表格的形式。

步骤(3)中，首先读取采集命令配置文件，获取每一个命令的显示名称，从而生成菜单列表。用户每点击一个菜单时，首先请求命令所对应的接口地址，获取查询结果并动态生成表格展示。每个页面都默认提供两个查询条件，即“命名空间下拉列表选择框”和“关键字文本输入框”，在请求后端接口时可以增加这两个请求参数。同时，针对pod查询，在每一行查询结果中提供日志查询功能，可以查询最近N条(数量pod监控页面前端可配)日志记录，该功能的也是通过调用后端服务接口实现的，该接口具体执行了kubectl logs日志查询命令。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.轻量级Kubernetes监控系统，其特征在于包括：

采集命令配置模块，所述采集命令配置模块形成配置界面面向用户，用于对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令的配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；

后端采集服务模块，所述后端采集服务用于读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；

前端监控页面模块，所述前端监控页面模块形成前端监控页面面向用户，用于读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，并请求查询命令对应的接口路径，并用于基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示；

所述后端采集服务模块为一个Nodejs服务端应用，所述前端监控页面模块和采集命令配置模块均为基于Angular框架、采用NG-ZORRO前端组件实现的可视化界面，经过编译之后与后端采集服务模块打包在一起部署在Kubernetes集群master节点上；

所述查询命令包括节点查询命令、pod查询命令、service查询命令以及deployment查询命令，上述每个查询命令对应有采集命令配置文件；

所述前端监控页面包括节点监控页面、pod监控页面、service监控页面以及deployment监控页面；

所述后端服务接口包括节点采集接口、pod采集接口、service采集接口以及采集接口；

所述后端采集服务模块通过运行在Nodejs服务端的JavaScript实现，命名为server-run.js，主要逻辑为：

读取采集命令配置文件；

server-run.js读取命令列表后，针对每一个命令都动态生成一个后端服务端接口，利用Nodejs可以使用child_process子进程来执行系统命令的特性，在服务端接口中调用查询命令，并在Nodejs服务中通过子进程调用Kubect命令获取查询结果，解析查询结果，并组装json格式的报文返回前端监控页面模块；

所述后端服务接口满足如下特点：

所有生成的服务端接口均能够接收两个可选的请求参数，一个请求参数为命名空间namespace，后端服务接口中会将命名空间追加到读取的查询命令中，另一个请求参数是关键字key，用于对查询结果根据关键字进一步筛选；

所有服务端接口返回的数据格式完全一致，均为json数组的格式，针对查询命令的返回结果，每一行即为json数组中的一个json对象，其中json数组中的第一个json对象即为表头，前端监控页面模块据上述json数组生成表格。

2.根据权利要求1所述的轻量级Kubernetes监控系统，其特征在于所述查询命令还包括pod日志查询命令，所述日志查询命令和pod查询命令形成于同一个采集命令配置文件；

所述pod监控页面用于调用对应的后端服务接口，所述对应的后端服务接口执行pod日志查询命令进行日志查询，用于查询N条日志记录；

所述N为通过pod监控页面自定义配置的自然数。

3.根据权利要求1所述的轻量级Kubernetes监控系统，其特征在于所有查询结果均为二维表格的形式。

4.根据权利要求1所述的轻量级Kubernetes监控系统，其特征在于所述前端监控页面默认提供两个查询条件，分别为命名空间下拉列表选择框和关键字文本输入框，在请求后端接口时可以增加上述两个请求参数。

5.根据权利要求1所述的轻量级Kubernetes监控系统，其特征在于所述采集配置模块用于对查询命令进行校验，包括语法校验和可执行性校验，并通过提示框的形式进行语法提示。

6.轻量级Kubernetes监控方法，其特征在于通过如权利要求1-5任一项所述的轻量级Kubernetes监控系统进行监控，通过在Nodejs后端服务中调用kubectl命令来实现对kubernetes集群中各命名空间资源状态的采集，并通过NG-ZORRO前端组件调用Nodejs后端接口获取监控数据并实时展示。

7.根据权利要求6所述的轻量级Kubernetes监控方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

对Kubernetes集群各命名空间资源查询命令进行配置、形成采集命令配置文件，所述采集命令配置文件支持常用的查询命令，上述每个查询命令都有对应的显示名称和接口路径；

读取采集命令配置文件，针对每个查询命令动态生成一个后端服务接口，并在后端服务接口中调用查询命令并获取得到查询结果，解析查询结果并组装查询结果以报文的形式输出；

读取采集命令配置文件，获取每个查询命令的显示名称生成菜单列表，在菜单列表中选择查询命令后，请求查询命令对应的接口路径，并基于后端服务接口从后端采集模块读取查询结果并动态生成表格展示。

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