一 背景

鉴于kubernetes组件暴露的容器网络指标有限，cadvisor只暴露了基本的容器网络指标。在给应用配置弹性伸缩策略时，容器网络相关的指标选择局限性比较大。

二 简介

通过CCE 网络指标插件提供的多种容器网络指标结合prometheus插件配置应用自定义指标弹性伸缩策略。
CCE容器网络扩展指标插件（dolphin）是一款容器网络流量监控管理插件，支持Pod粒度和flow粒度的IP、UDP和TCP协议监控。监控信息已适配Prometheus格式，可以通过调用Prometheus接口查看监控数据。

关于dolphin能监控哪些网络指标，可前往官网查看:
https://support.huaweicloud.cn/usermanual-cce/cce_10_0371.html

三 实践演示

3.1 前提准备

1. 创建集群 集群类型必须为turbo集群
2. 创建节点 节点os须为HCE2.0 或者Eurlos2.9
3. CCE插件市场安装插件Dolphin和Kube-prometheus-stack
   

3.2 创建dolphin监控任务

1. 通过创建MonitorPolicy的方式下发监控任务,dolphin 组件会根据相关配置采集节点上容器的网络流量指标

   apiVersion: crd.dolphin.io/v1
   kind: MonitorPolicy
   metadata:
     name: monitor-test            #监控任务名
     namespace: kube-system        #必填，namespace必须为kube-system
   spec:
     selector:                     #选填，配置dolphin插件监控的后端，形如labelSelector格式，默认将监控本节点所有容器
       matchExpressions:
         - key: app
           operator: In
           values:
             - depart-a
     podLabel: [app]               #选填，用户标签
     ip4Tx:                        #选填，ipv4发送报文数和发送字节数这两个指标的开关，默认不开
       enable: true
     ip4Rx:                        #选填，ipv4接收报文数和接收字节数这两个指标的开关，默认不开
       enable: true
     ip4TxInternet:                #选填，ipv4发送公网报文数和发送公网字节数这两个指标的开关，默认不开
       enable: true
     monitor:
       ip:
         ipReceive:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         ipSend:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
       tcp:
         tcpReceive:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         tcpSend:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         tcpRetrans:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         tcpRtt:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"flow"，表示流粒度监控，单位：微秒
         tcpNewConnection:
           aggregateType: pod        #选填，支持填写"pod"，表示pod粒度监控
         tcpDrop:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         tcpConnectionFailure:
           aggregateType: pod        #选填，支持填写"pod"，表示pod粒度监控
       udp:
         udpReceive:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
         udpSend:
           aggregateType: pod       #选填，支持填写"pod"或"flow"，分别表示pod粒度监控或流粒度监控
   
   

2. 确认dolphin监控任务生效，访问dolphin metrics端口查看相关指标
   

3.3 配置Prometheus指标采集任务

1. 通过配置PodMonitor，Prometheus就会自动采集CCE容器网络扩展指标

   apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
   kind: PodMonitor
   metadata:
     name: dolphin
     namespace: monitoring
   spec:
     namespaceSelector:
       matchNames:
       - kube-system
     jobLabel: podmonitor-dolphin
     podMetricsEndpoints:
     - interval: 15s
       path: /metrics
       port: dolphin
       tlsConfig:
         insecureSkipVerify: true
       metricRelabelings:
         - sourceLabels: [exported_pod]
           targetLabel: kubernetes_namespace
           regex: (.*)/(.*)
           action: replace
           replacement: $1
         - sourceLabels: [exported_pod]
           targetLabel: kubernetes_pod
           regex: (.*)/(.*)
           action: replace
           replacement: $2
     selector:
       matchLabels:
         app: dolphin
   
   

   ---

2. 确认Prometheus采集成功并存储指标
   
   查看指标:
   

3.4 配置指标转换规则、并注册相关API接口

1. Prometheus有指标数据源之后，需要将指标格式进行转换
   kubectl -n monitoring edit configmap user-adapter-config
   在rules规则下面添加:

   - seriesQuery: '{__name__=~"dolphin_ip_receive_pkt"}'  # 指标名称，示例使用的是ip接受报文数
     resources:
       overrides:
         kubernetes_pod:
           resource: pod
         kubernetes_namespace:
           resource: namespace
     name:                   #将指标进行重命名，更加可读
       matches: dolphin_ip_receive_pkt  
       as: pod_ip_receive_pkt_per_second
     metricsQuery: sum(rate(<<.Series>>{<<.LabelMatchers>> ,ipfamily="ipv4"}[3m])) by (<<.GroupBy>>)  #将指标量换算成速率，3min内每秒接受多少报文
   
   

2. 重启custome-metrics-apiserver负载实例
   

3. 确认自定义指标接口注册到apiserver
   kubectl get --raw="/apis/custom.metrics.k8s.io/v1beta1/namespaces/default/pods/*/pod_ip_receive_pkt_per_second" |jq
   
   接口有数据返回，即表示custom metrics API注册成功

3.5 配置HPA弹性伸缩策略

1. 对目标应用配置指定指标和弹性伸缩阈值

   apiVersion: autoscaling/v2
   kind: HorizontalPodAutoscaler
   metadata:
     name: app-a-hpa
   spec:
     scaleTargetRef:
       apiVersion: apps/v1
       kind: Deployment
       name: app-a
     minReplicas: 1
     maxReplicas: 10
     metrics:
     - type: Pods
       pods:
         metric:
           name: pod_ip_receive_pkt_per_second
         target:
           type: AverageValue
           averageValue: 15
   

2. 查看对应HPA规则
   

3. 对应用压测，测试扩容效果
   
   开始压测后，可以发现容器网络指标迅速爬升。HPA规则开始生效，触发扩容
   

4. 停止压测，测试缩容效果
   
   查看HPA缩容动态变化，直至最后缩容到最小实例数
   
   查看HPA事件，记录了扩缩容操作
   

四 备注

1. 关于dolphin插件使用详情，请参考：https://support.huaweicloud.cn/usermanual-cce/cce_10_0371.html