觀察混合雲環境中的Kubernetes需要了解分布式系統的行為和性能。以下六個政策可以幫助實作這一目标。
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2023年，原生雲應用和平台快速增長。組織機構不斷努力最大化其應用程式的潛力，確定無縫的使用者體驗，并推動業務增長。
混合雲環境的崛起和Kubernetes等容器化技術的采用，徹底改變了現代應用程式的開發、部署和擴充方式。
在這個數字領域，Kubernetes是大多數雲原生應用程式和工作負載的選擇平台，被各行各業廣泛采用。
開始使用Kubernetes
然而，這種轉變也帶來了一系列新的挑戰。
随着應用程式的複雜性增加，對強大觀測解決方案的需求也越來越大，這些解決方案使企業能夠深入了解其容器化工作負載。這就是Kubernetes觀測性的重要方面——在混合雲環境中管理和優化容器化應用程式。
在本部落格文章中，我們将深入探讨Kubernetes的觀測性，探讨六個有效的政策，可以幫助企業充分發揮其在混合雲環境中容器化應用程式的潛力。
這些政策基于行業專業知識和實踐經驗，将為您提供工具和知識，以增強您的Kubernetes部署的可觀測性，推動業務成功。
了解Kubernetes中的可觀測性讓我們先從基礎知識開始。
Kubernetes是一種管理容器化應用程式的強大工具。但是，盡管它具有強大的功能，但在混合雲環境中跟蹤發生的情況可能很困難。這就是觀測性的作用所在。
觀測性是在特定環境中收集、分析和處理資料的過程。在Kubernetes的上下文中，觀測性指的是深入了解在Kubernetes叢集中運作的容器化應用程式的行為、性能和健康狀況。
Kubernetes觀測性基于三個關鍵支柱：
- 日志：日志提供有關Kubernetes叢集内部行為和事件的重要資訊。它們捕獲應用程式輸出、系統錯誤和操作事件等重要細節。分析日志有助于故障排除、了解應用程式行為，并識别模式或異常。
- 名額：名額是定量測量，提供有關Kubernetes環境性能和資源使用率的見解。它們包括CPU使用情況、記憶體消耗、網絡流量和請求延遲等資訊。監控和分析名額有助于識别性能瓶頸、規劃容量和優化資源配置設定。
- 跟蹤：跟蹤使您能夠全面了解在Kubernetes應用程式中的微服務之間傳遞請求的流程。分布式跟蹤捕獲不同元件之間的時序資料和依賴關系，提供對請求路徑的全面了解。跟蹤有助于識别延遲問題、了解系統依賴關系，并優化關鍵路徑以提高應用程式性能。
Kubernetes的可觀測性流程通常涉及從各種來源收集和分析資料，以了解系統的内部狀态并提供可操作的智能。通過實施正确的觀測政策，您可以深入了解應用程式和基礎架構，幫助您：
快速檢測和故障排除問題提高性能和可靠性優化資源使用滿足合規要求觀測性流程正在IT團隊中迅速被采用。到2026年，70%的組織将成功應用觀測性來實作決策制定的低延遲，同時增加分布式、有組織和簡化的資料管理流程。
- 使用集中日志和日志聚合 對于了解分布式系統，集中日志是一種關鍵政策。在跨多個容器和節點的Kubernetes環境中，收集和分析來自各種來源的日志變得至關重要。
集中日志涉及将不同元件的日志合并到一個易于通路的位置。集中日志的重要性在于它能夠提供系統行為和性能的整體視圖。
通過Kubernetes日志，您可以關聯事件并在Kubernetes叢集中識别模式，實作高效的故障排除和根本原因分析。
要在Kubernetes中實施集中日志記錄，您可以利用強大的日志聚合工具或雲原生解決方案，如Amazon CloudWatch Logs或Google Cloud Logging。這些工具提供可擴充和高效的方式來收集、存儲和分析來自Kubernetes叢集的日志。
- 利用分布式跟蹤實作端到端可見性 在複雜的Kubernetes環境中，微服務分布在多個容器和節點上，了解請求的流動和不同元件之間的互動變得具有挑戰性。這就是分布式跟蹤的作用，它提供了對請求的執行路徑的端到端可見性，進而捕獲有關每個步驟的有價值的資訊。
分布式跟蹤允許您追蹤請求從入口點到觸及的所有微服務的過程，并捕獲有關每個服務持續時間、延遲和潛在瓶頸的有價值資訊。
利用分布式跟蹤在Kubernetes中的好處是顯著的。
首先，它幫助您了解服務之間的依賴關系和關系，實作更好的故障排除和性能優化。當請求遇到延遲或錯誤時，您可以快速識别負責的服務或元件并采取糾正措施。
其次，分布式跟蹤使您能夠測量和監控各個服務及其互動的性能。
通過分析跟蹤資料，您可以識别性能瓶頸、檢測資源使用效率低下，并優化系統的整體響應能力。這些資訊對于容量規劃和確定Kubernetes環境的可擴充性非常有價值。
有幾種流行的分布式跟蹤解決方案可供選擇。這些工具提供必要的儀器裝置和基礎設施，以有效地收集和可視化跟蹤資料。通過将這些解決方案內建到您的Kubernetes部署中，您可以全面了解微服務的行為，并推動持續改進。
- 将Kubernetes與APM解決方案內建 為了在Kubernetes中實作全面的可觀測性，将您的環境與應用性能監控(APM)解決方案內建是必不可少的。APM解決方案提供了超越傳統名額和日志的進階監控功能，提供有關單個應用程式元件性能和行為的見解。
APM內建的主要好處之一是能夠檢測和診斷Kubernetes應用程式中的性能瓶頸。
通過APM解決方案，您可以追蹤請求在各個服務中傳遞的過程，并識别高延遲或資源争用的區域。憑借這些資訊，您可以采取有針對性的措施，優化關鍵路徑，改進整體應用程式性能。
許多APM解決方案提供了專用的Kubernetes內建，簡化了容器化應用程式的監控和管理。這些內建提供預配置的儀表闆、警報和儀器裝置庫，簡化了在Kubernetes環境中捕獲和分析APM資料。
使用基于名額的監控 基于名額的監控是Kubernetes中可觀測性的基礎。它涉及收集和分析關鍵名額，以了解您的Kubernetes叢集和應用程式的健康狀況、性能和資源使用率。
在Kubernetes中基于度量标準進行監控時，有幾個關鍵元件需要考慮：
節點級别的度量标準：監控Kubernetes叢集中每個節點的資源利用情況對于容量規劃和基礎設施優化至關重要。CPU使用率、記憶體使用率、磁盤I/O和網絡帶寬等度量标準可以幫助您識别潛在的資源瓶頸，并確定資源配置設定的最佳化。Pod級别的度量标準：Pod是Kubernetes中的基本部署機關。監控與Pod相關的度量标準可以評估它們的資源消耗、健康狀況和總體性能。關鍵的Pod級别度量标準包括CPU和記憶體使用率、網絡吞吐量和請求成功率。容器級别的度量标準：Pod内的容器封裝了單個應用程式元件。監控容器級别的度量标準可以幫助您了解特定應用服務或程序的資源消耗和行為。如CPU使用率、記憶體使用率和檔案系統使用率等度量标準可以提供有關容器性能的洞察。特定應用程式的度量标準：根據您的應用程式需求，您可能需要監控與業務邏輯或領域相關的自定義度量标準。這些度量标準可能包括事務率、錯誤率、緩存命中率或其他相關的性能名額。5. 使用定制的Kubernetes事件實作增強的觀測能力定制事件在Kubernetes元件之間和Kubernetes與外部系統之間進行通信。它們可以辨別重要的事件，例如部署、擴充操作、配置更改或者甚至是容器内部的特定應用程式事件。
通過利用定制事件，您可以獲得觀測能力方面的多個好處：
主動監控：定制事件允許您定義和監控需要關注的特定條件。例如，您可以建立事件以訓示資源不足、Pod失敗或特定門檻值超過的情況。通過捕獲這些事件，您可以在問題更新之前主動檢測和解決問題。上下文資訊：定制事件可以包含額外的上下文資訊，有助于故障排除和分析根本原因。您可以附加相關詳細資訊，如錯誤消息、時間戳、受影響的資源或任何其他提供有關事件重要性的中繼資料。這些額外的上下文有助于更有效地了解和解決問題。與外部系統內建：Kubernetes的定制事件可以被外部系統，如監控平台或事件管理工具所使用。內建這些系統可以基于特定事件觸發自動響應或通知。這簡化了事件響應流程，確定及時解決關鍵問題。要利用定制的Kubernetes事件，您可以使用Kubernetes事件鈎子、定制控制器，甚至使用Kubernetes API開發基于事件驅動的應用程式。
通過定義事件觸發器、捕獲相關資訊并對事件作出反應，您可以建立一個強大的觀測能力架構，與傳統的監控方法相輔相成。
- 引入合成監測實作主動觀測 合成監測模拟使用者使用應用程式時的使用者操作或特定事務。這些合成測試可以定期從不同的地理位置運作，模拟使用者行為并測量關鍵性能名額。
在您的Kubernetes環境中引入合成監測有幾個關鍵好處：
主動問題檢測：合成測試允許您在真實使用者受到影響之前檢測到問題。通過定期模拟使用者互動，您可以識别性能下降、錯誤或無響應元件。這種早期檢測使您能夠主動處理問題，并保持高度的應用程式可用性。性能基準測試：合成監測為性能基準測試和服務級别協定（SLA）合規性提供了基準。您可以通過從不同地點運作一緻的測試來測量正常條件下的響應時間、延遲和可用性。這些基準可以作為檢測異常和確定最佳性能的參考。地理洞察：合成測試可以配置為從不同的地理位置運作，提供關于您的應用程式在各個地區的性能的見解。這有助于識别可能影響使用者體驗的延遲問題或地區差異。通過根據這些洞察優化您的應用程式性能，您可以確定全球使用者獲得一緻的使用者體驗。您可以利用專門的工具将合成監測納入您的Kubernetes環境中。這些工具提供建立和排程合成測試、監控性能度量和生成報告的功能。
在傳統和微服務架構的應用程式中實作Kubernetes的觀測能力，可以使用第三方工具，如Datadog、Splunk、Middleware和Dynatrace等。這些工具可以捕獲度量和事件，并提供多種預置的報告、圖表和警報，進而節省時間。
總結本文介紹了在混合雲環境中實作Kubernetes觀測能力的六個實用政策。
通過利用集中式日志和日志聚合，利用分布式跟蹤，将Kubernetes與APM解決方案內建，采用基于度量标準的監控，引入定制的Kubernetes事件和合成監測，您可以增強對Kubernetes部署行為和性能的了解。
實施這些政策将為您的分布式系統提供全面的洞察力，實作高效的故障排除、性能優化、主動問題檢測和改進的使用者體驗。
無論您是在操作小規模的Kubernetes環境還是管理複雜的混合雲部署，應用這些政策将有助于您的應用程式的成功和可靠性。