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Configurare Container Network Observability for servizio Azure Kubernetes (AKS) - Azure managed Prometheus e Grafana

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Questo articolo illustra come configurare Container Network Observability for servizio Azure Kubernetes (AKS) usando Managed Prometheus e Grafana e BYO Prometheus e Grafana e per visualizzare le metriche raschiate

È possibile usare Container Network Observability per raccogliere dati sul traffico di rete dei cluster del servizio Azure Kubernetes. Questa funzionalità offre una piattaforma centralizzata per il monitoraggio dell'integrità delle applicazioni e della rete. Attualmente, le metriche vengono archiviate in Prometheus e Grafana può essere usato per visualizzarle. Container Network Observability offre anche la possibilità di abilitare Hubble. Queste funzionalità sono supportate sia per i cluster Cilium che per quelli non Cilium.

Container Network Observability è una delle funzionalità di Advanced Container Networking Services. Per altre informazioni sui servizi avanzati di rete per contenitori per il servizio Azure Kubernetes, vedere Che cosa sono i servizi avanzati di rete per contenitori per il servizio Azure Kubernetes?.

Prerequisiti

  • La versione minima dell'interfaccia della riga di comando di Azure necessaria per i passaggi descritti in questo articolo è 2.56.0. Eseguire az --version per trovare la versione. Se è necessario eseguire l'installazione o l'aggiornamento, vedere Installare l'interfaccia della riga di comando di Azure.

Installare l'estensione dell'interfaccia della riga di comando di Azure aks-preview

Installare o aggiornare l'estensione di anteprima dell'interfaccia della riga di comando di Azure usando i comandi az extension add o az extension update.

# Install the aks-preview extension
az extension add --name aks-preview

# Update the extension to make sure you have the latest version installed
az extension update --name aks-preview

Abilitare Advanced Container Networking Services

Per continuare, è necessario disporre di un cluster del servizio Azure Kubernetes con Servizi di rete dei contenitori avanzati abilitati.

Il az aks create comando con il flag Advanced Container Networking Services, --enable-acns, crea un nuovo cluster del servizio Azure Kubernetes con tutte le funzionalità di Advanced Container Networking Services. Queste funzionalità includono:

Nota

I cluster con il piano dati Cilium supportano la sicurezza container Network Observability and Container Network a partire da Kubernetes versione 1.29.

# Set an environment variable for the AKS cluster name. Make sure to replace the placeholder with your own value.
export CLUSTER_NAME="<aks-cluster-name>"

# Create an AKS cluster
az aks create \
    --name $CLUSTER_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --generate-ssh-keys \
    --location eastus \
    --max-pods 250 \
    --network-plugin azure \
    --network-plugin-mode overlay \
    --network-dataplane cilium \
    --node-count 2 \
    --pod-cidr 192.168.0.0/16 \
    --kubernetes-version 1.29 \
    --enable-acns

Abilitare Advanced Container Networking Services in un cluster esistente

Il az aks update comando con il flag Advanced Container Networking Services, --enable-acns, aggiorna un cluster del servizio Azure Kubernetes esistente con tutte le funzionalità di Advanced Container Networking Services che includono l'osservabilità della rete dei contenitori e la funzionalità Sicurezza di rete dei contenitori.

Nota

Solo i cluster con il piano dati Cilium supportano le funzionalità di sicurezza di rete dei contenitori di Advanced Container Networking Services.

az aks update \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --name $CLUSTER_NAME \
    --enable-acns

Ottenere le credenziali del cluster

Dopo aver ottenuto le credenziali del cluster usando il az aks get-credentials comando .

az aks get-credentials --name $CLUSTER_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP

Prometheus gestito di Azure e Grafana

Ignorare questa sezione se si usa BYO Prometheus e Grafana

Usare l'esempio seguente per installare e abilitare Prometheus e Grafana per il cluster del servizio Azure Kubernetes.

Creare una risorsa di Monitoraggio di Azure

#Set an environment variable for the Grafana name. Make sure to replace the placeholder with your own value.
export AZURE_MONITOR_NAME="<azure-monitor-name>"

# Create Azure monitor resource
az resource create \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --namespace microsoft.monitor \
    --resource-type accounts \
    --name $AZURE_MONITOR_NAME \
    --location eastus \
    --properties '{}'

Creare un'istanza di Grafana gestita di Azure

Usare az grafana create per creare un'istanza di Grafana. Il nome dell'istanza di Grafana deve essere univoco.

# Set an environment variable for the Grafana name. Make sure to replace the placeholder with your own value.
export GRAFANA_NAME="<grafana-name>"

# Create Grafana instance
az grafana create \
    --name $GRAFANA_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP

Inserire gli ID risorsa Grafana e Monitoraggio di Azure nelle variabili

Usare az grafana show per inserire l'ID risorsa Grafana in una variabile. Usare az resource show per inserire l'ID risorsa di Monitoraggio di Azure in una variabile. Sostituire myGrafana con il nome dell'istanza di Grafana.

grafanaId=$(az grafana show \
                --name $GRAFANA_NAME \
                --resource-group $RESOURCE_GROUP \
                --query id \
                --output tsv)
azuremonitorId=$(az resource show \
                    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
                    --name $AZURE_MONITOR_NAME \
                    --resource-type "Microsoft.Monitor/accounts" \
                    --query id \
                    --output tsv)

Usare az aks update per collegare le risorse di Monitoraggio di Azure e Grafana al cluster del servizio Azure Kubernetes.

az aks update \
    --name $CLUSTER_NAME \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --enable-azure-monitor-metrics \
    --azure-monitor-workspace-resource-id $azuremonitorId \
    --grafana-resource-id $grafanaId

Visualizzazione

Visualizzazione con Grafana gestita di Azure

Ignorare questo passaggio se si usa BYO Grafana

Nota

La metrica hubble_flows_processed_total non viene raschiata per impostazione predefinita a causa dell'elevata cardinalità delle metriche nei cluster su larga scala. Per questo motivo, i dashboard dei flussi di pod dispongono di pannelli con dati mancanti. Per cambiare questo parametro, è possibile modificare le impostazioni delle metriche ama in modo da includerle hubble_flows_processed_total nell'elenco di mantenimento delle metriche. Per informazioni su come eseguire questa operazione, vedere la Documentazione sull’inserimento minimo.

  1. Assicurarsi che i pod di Monitoraggio di Azure siano in esecuzione usando il comando kubectl get pods.

    kubectl get pods -o wide -n kube-system | grep ama-

    L'output dovrebbe essere simile all'esempio di output seguente:

    ama-metrics-5bc6c6d948-zkgc9          2/2     Running   0 (21h ago)   26h
ama-metrics-ksm-556d86b5dc-2ndkv      1/1     Running   0 (26h ago)   26h
ama-metrics-node-lbwcj                2/2     Running   0 (21h ago)   26h
ama-metrics-node-rzkzn                2/2     Running   0 (21h ago)   26h
ama-metrics-win-node-gqnkw            2/2     Running   0 (26h ago)   26h
ama-metrics-win-node-tkrm8            2/2     Running   0 (26h ago)   26h

  2. Sono stati creati dashboard di esempio, che sono disponibili nella cartella Dashboard> di Prometheus gestito da Azure. I nomi di tali dashboard sono, ad esempio "Kubernetes/Networking/ <name>". La suite di dashboard include:

    • Cluster: mostra le metriche a livello di nodo per i cluster.
    • DNS (cluster): mostra le metriche DNS in un cluster o in una selezione di nodi.
    • DNS (carico di lavoro): mostra le metriche DNS per il carico di lavoro specificato (ad esempio, i pod di un DaemonSet o una distribuzione, ad esempio CoreDNS).
    • Drop (carico di lavoro): mostra i drop da/verso il carico di lavoro specificato, ad esempio i pod di un oggetto Deployment o DaemonSet.
    • Flussi pod (spazio dei nomi): mostra i flussi di pacchetti L4/L7 da/verso lo spazio dei nomi specificato, ad esempio i pod nello spazio dei nomi.
    • Flussi pod (carico di lavoro): mostra i flussi di pacchetti L4/L7 da/verso il carico di lavoro specificato, ad esempio i pod di un oggetto Deployment o DaemonSet.

Visualizzazione con BYO Grafana

Ignorare questo passaggio se si usa Grafana gestito di Azure

  1. Aggiungere il processo di scrape (scorporamento) seguente alla configurazione prometheus esistente e riavviare il server Prometheus:

    - job_name: networkobservability-hubble
  kubernetes_sd_configs:
    - role: pod
  relabel_configs:
    - target_label: cluster
      replacement: myAKSCluster
      action: replace
    - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_pod_label_k8s_app]
      regex: kube-system;(retina|cilium)
      action: keep
    - source_labels: [__address__]
      action: replace
      regex: ([^:]+)(?::\d+)?
      replacement: $1:9965
      target_label: __address__
    - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_node_name]
      target_label: instance
      action: replace
  metric_relabel_configs:
    - source_labels: [__name__]
      regex: '|hubble_dns_queries_total|hubble_dns_responses_total|hubble_drop_total|hubble_tcp_flags_total' # if desired, add |hubble_flows_processed_total
      action: keep

  2. In Destinazioni di Prometheus verificare che i network-obs-pods siano presenti.

  3. Accedere a Grafana e importare i seguenti dashboard di esempio usando gli ID riportati:

    • Cluster: mostra le metriche a livello di nodo per i cluster. (ID: 18814)
    • DNS (cluster): mostra le metriche DNS in un cluster o la selezione di nodi. (ID: 20925)
    • DNS (carico di lavoro): mostra le metriche DNS per il carico di lavoro specificato, ad esempio pod di un DaemonSet o distribuzione, come CoreDNS. (ID: [20926] https://grafana.com/grafana/dashboards/20926-kubernetes-networking-dns-workload/)
    • Elimina (carico di lavoro): mostra le eliminazioni dal carico di lavoro specificato, ad esempio pod di una distribuzione o DaemonSet.(ID: 20927).
    • Flussi pod (spazio dei nomi): mostra i flussi di pacchetti L4/L7 verso/da lo spazio dei nomi specificato, ad esempio pod nello spazio dei nomi. (ID: 20928)
    • Flussi pod (carico di lavoro): mostra i flussi di pacchetti L4/L7 verso/da il carico di lavoro specificato, ad esempio pod di una distribuzione o DaemonSet.(ID: 20929)

    Nota

    • A seconda delle impostazioni delle istanze di Prometheus/Grafana, alcuni pannelli del dashboard potrebbero richiedere modifiche per visualizzare tutti i dati.
    • Cilium attualmente non supporta metriche/dashboard DNS.

Installare l'interfaccia della riga di comando di Hubble

Installare l'interfaccia della riga di comando di Hubble per accedere ai dati raccolti usando i comandi seguenti:

# Set environment variables
export HUBBLE_VERSION=v1.16.3
export HUBBLE_ARCH=amd64

#Install Hubble CLI
if [ "$(uname -m)" = "aarch64" ]; then HUBBLE_ARCH=arm64; fi
curl -L --fail --remote-name-all https://github.com/cilium/hubble/releases/download/$HUBBLE_VERSION/hubble-linux-${HUBBLE_ARCH}.tar.gz{,.sha256sum}
sha256sum --check hubble-linux-${HUBBLE_ARCH}.tar.gz.sha256sum
sudo tar xzvfC hubble-linux-${HUBBLE_ARCH}.tar.gz /usr/local/bin
rm hubble-linux-${HUBBLE_ARCH}.tar.gz{,.sha256sum}

Visualizzare i flussi di Hubble

  1. Assicurarsi che i pod di Hubble siano in esecuzione usando il comando kubectl get pods.

    kubectl get pods -o wide -n kube-system -l k8s-app=hubble-relay

    L'output dovrebbe essere simile all'esempio di output seguente:

    hubble-relay-7ddd887cdb-h6khj     1/1  Running     0       23h

  2. Configurare il port-forwarding nell’Inoltro di Hubble tramite il comando kubectl port-forward.

    kubectl port-forward -n kube-system svc/hubble-relay --address 127.0.0.1 4245:443

  3. Il protocollo TLS reciproco (mTLS) garantisce la sicurezza del server dell’Inoltro di Hubble. Per consentire al client Hubble di recuperare i flussi, è necessario ottenere i certificati appropriati e configurare il client con essi. Applicare i certificati usando i comandi seguenti:

    #!/usr/bin/env bash

set -euo pipefail
set -x

# Directory where certificates will be stored
CERT_DIR="$(pwd)/.certs"
mkdir -p "$CERT_DIR"

declare -A CERT_FILES=(
  ["tls.crt"]="tls-client-cert-file"
  ["tls.key"]="tls-client-key-file"
  ["ca.crt"]="tls-ca-cert-files"
)

for FILE in "${!CERT_FILES[@]}"; do
  KEY="${CERT_FILES[$FILE]}"
  JSONPATH="{.data['${FILE//./\\.}']}"

  # Retrieve the secret and decode it
  kubectl get secret hubble-relay-client-certs -n kube-system \
    -o jsonpath="${JSONPATH}" | \
    base64 -d > "$CERT_DIR/$FILE"

  # Set the appropriate hubble CLI config
  hubble config set "$KEY" "$CERT_DIR/$FILE"
done

hubble config set tls true
hubble config set tls-server-name instance.hubble-relay.cilium.io

  4. Verificare che i segreti siano stati generati usando il comando kubectl get secrets seguente:

    kubectl get secrets -n kube-system | grep hubble-

    L'output dovrebbe essere simile all'esempio di output seguente:

    kube-system     hubble-relay-client-certs     kubernetes.io/tls     3     9d

kube-system     hubble-relay-server-certs     kubernetes.io/tls     3     9d

kube-system     hubble-server-certs           kubernetes.io/tls     3     9d

  5. Assicurarsi che il pod dell’Inoltro di Hubble sia in esecuzione usando il comando hubble observe.

    hubble observe --pod hubble-relay-7ddd887cdb-h6khj

Visualizzare tramite l'interfaccia utente di Hubble

  1. Per usare l'interfaccia utente di Hubble, salvare il codice seguente in hubble-ui.yaml

    apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: hubble-ui
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: hubble-ui
  labels:
    app.kubernetes.io/part-of: retina
rules:
  - apiGroups:
      - networking.k8s.io
    resources:
      - networkpolicies
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - componentstatuses
      - endpoints
      - namespaces
      - nodes
      - pods
      - services
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - apiextensions.k8s.io
    resources:
      - customresourcedefinitions
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - cilium.io
    resources:
      - "*"
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: hubble-ui
  labels:
    app.kubernetes.io/part-of: retina
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: hubble-ui
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: hubble-ui
    namespace: kube-system
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: hubble-ui-nginx
  namespace: kube-system
data:
  nginx.conf: |
    server {
        listen       8081;
        server_name  localhost;
        root /app;
        index index.html;
        client_max_body_size 1G;
        location / {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            # CORS
            add_header Access-Control-Allow-Methods "GET, POST, PUT, HEAD, DELETE, OPTIONS";
            add_header Access-Control-Allow-Origin *;
            add_header Access-Control-Max-Age 1728000;
            add_header Access-Control-Expose-Headers content-length,grpc-status,grpc-message;
            add_header Access-Control-Allow-Headers range,keep-alive,user-agent,cache-control,content-type,content-transfer-encoding,x-accept-content-transfer-encoding,x-accept-response-streaming,x-user-agent,x-grpc-web,grpc-timeout;
            if ($request_method = OPTIONS) {
                return 204;
            }
            # /CORS
            location /api {
                proxy_http_version 1.1;
                proxy_pass_request_headers on;
                proxy_hide_header Access-Control-Allow-Origin;
                proxy_pass http://127.0.0.1:8090;
            }
            location / {
                try_files $uri $uri/ /index.html /index.html;
            }
            # Liveness probe
            location /healthz {
                access_log off;
                add_header Content-Type text/plain;
                return 200 'ok';
            }
        }
    }
---
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: hubble-ui
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: hubble-ui
    app.kubernetes.io/name: hubble-ui
    app.kubernetes.io/part-of: retina
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: hubble-ui
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: hubble-ui
        app.kubernetes.io/name: hubble-ui
        app.kubernetes.io/part-of: retina
    spec:
      serviceAccount: hibble-ui
      serviceAccountName: hubble-ui
      automountServiceAccountToken: true
      containers:
      - name: frontend
        image: mcr.microsoft.com/oss/cilium/hubble-ui:v0.12.2   
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - name: http
          containerPort: 8081
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 8081
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /
            port: 8081
        resources: {}
        volumeMounts:
        - name: hubble-ui-nginx-conf
          mountPath: /etc/nginx/conf.d/default.conf
          subPath: nginx.conf
        - name: tmp-dir
          mountPath: /tmp
        terminationMessagePolicy: FallbackToLogsOnError
        securityContext: {}
      - name: backend
        image: mcr.microsoft.com/oss/cilium/hubble-ui-backend:v0.12.2
        imagePullPolicy: Always
        env:
        - name: EVENTS_SERVER_PORT
          value: "8090"
        - name: FLOWS_API_ADDR
          value: "hubble-relay:443"
        - name: TLS_TO_RELAY_ENABLED
          value: "true"
        - name: TLS_RELAY_SERVER_NAME
          value: ui.hubble-relay.cilium.io
        - name: TLS_RELAY_CA_CERT_FILES
          value: /var/lib/hubble-ui/certs/hubble-relay-ca.crt
        - name: TLS_RELAY_CLIENT_CERT_FILE
          value: /var/lib/hubble-ui/certs/client.crt
        - name: TLS_RELAY_CLIENT_KEY_FILE
          value: /var/lib/hubble-ui/certs/client.key
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 8090
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 8090
        ports:
        - name: grpc
          containerPort: 8090
        resources: {}
        volumeMounts:
        - name: hubble-ui-client-certs
          mountPath: /var/lib/hubble-ui/certs
          readOnly: true
        terminationMessagePolicy: FallbackToLogsOnError
        securityContext: {}
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux 
      volumes:
      - configMap:
          defaultMode: 420
          name: hubble-ui-nginx
        name: hubble-ui-nginx-conf
      - emptyDir: {}
        name: tmp-dir
      - name: hubble-ui-client-certs
        projected:
          defaultMode: 0400
          sources:
          - secret:
              name: hubble-relay-client-certs
              items:
                - key: tls.crt
                  path: client.crt
                - key: tls.key
                  path: client.key
                - key: ca.crt
                  path: hubble-relay-ca.crt
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: hubble-ui
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: hubble-ui
    app.kubernetes.io/name: hubble-ui
    app.kubernetes.io/part-of: retina
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    k8s-app: hubble-ui
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 8081

  2. Applicare il manifesto hubble-ui.yaml al cluster usando il comando seguente

    kubectl apply -f hubble-ui.yaml

  3. Configurare il port forwarding per l'interfaccia utente di Hubble usando il comando kubectl port-forward.

    kubectl -n kube-system port-forward svc/hubble-ui 12000:80

  4. Accedere all'interfaccia utente di Hubble immettendo http://localhost:12000/ nel Web browser.

Pulire le risorse

Se non si prevede di usare questa applicazione, eliminare le altre risorse create in questo articolo usando il comando az group delete.

  az group delete --name $RESOURCE_GROUP

Passaggi successivi

In questo articolo di procedura si è appreso come installare e abilitare l'osservabilità della rete dei contenitori per il cluster del servizio Azure Kubernetes.