例: PHP / Redisを使用したゲストブックの例にロギングとメトリクスを追加する

このチュートリアルは、Redisを使用したPHPのゲストブックのチュートリアルを前提に作られています。Elasticが開発したログ、メトリクス、ネットワークデータを転送するオープンソースの軽量データシッパーであるBeatsを、ゲストブックと同じKubernetesクラスターにデプロイします。BeatsはElasticsearchに対してデータの収集、分析、インデックス作成を行うため、結果の運用情報をKibana上で表示・分析できるようになります。この例は、以下のコンポーネントから構成されます。

• Redisを使用したPHPのゲストブックの実行中のインスタンス
• ElasticsearchとKibana
• Filebeat
• Metricbeat
• Packetbeat

目標

• Redisを使用したPHPのゲストブックを起動する。
• kube-state-metricsをインストールする。
• KubernetesのSecretを作成する。
• Beatsをデプロイする。
• ログとメトリクスのダッシュボードを表示する。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 まだクラスターがない場合、Minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

• Katacoda
• Play with Kubernetes

追加で以下の作業が必要です。

• Redisを使用したPHPのゲストブックチュートリアルの実行。

• ElasticsearchとKibanaのdeploymentの実行。Elastic Cloud上のElasticsearchサービスを使用するか、ファイルをダウンロードしてワークステーションやサーバー上で実行するか、またはElastic Helm Chartが使用できます。

Redisを使用したPHPのゲストブックを起動する

このチュートリアルは、Redisを使用したPHPのゲストブックのチュートリアルを前提に作られています。もしゲストブックアプリケーションが実行中なら、そのアプリケーションを監視できます。もしまだ実行中のアプリケーションがなければ、ゲストブックのデプロイの手順を行い、クリーンアップのステップは実行しないでください。ゲストブックが起動したら、このページに戻ってきてください。

Cluster role bindingを追加する

クラスターレベルのrole bindingを作成して、kube-state-metricsとBeatsをクラスターレベルで(kube-system内に)デプロイできるようにします。

kubectl create clusterrolebinding cluster-admin-binding \
 --clusterrole=cluster-admin --user=<k8sのプロバイダーアカウントと紐付いたあなたのメールアドレス>

kube-state-metricsをインストールする

Kubernetesのkube-state-metricsは、Kubernetes APIサーバーをlistenして、オブジェクトの状態に関するメトリクスを生成する単純なサービスです。Metricbeatはこれらのメトリクスを報告します。kube-state-metricsをゲストブックが実行されているKubernetesクラスターに追加しましょう。

kube-state-metricsが起動しているか確認する

kubectl get pods --namespace=kube-system | grep kube-state

必要に応じてkube-state-metricsをインストールする

git clone https://github.com/kubernetes/kube-state-metrics.git kube-state-metrics
kubectl apply -f kube-state-metrics/examples/standard
kubectl get pods --namespace=kube-system | grep kube-state-metrics

kube-state-metricsがRunningかつreadyの状態になっていることを確認します。

kubectl get pods -n kube-system -l app.kubernetes.io/name=kube-state-metrics

結果は次のようになります。

NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-state-metrics-89d656bf8-vdthm   1/1     Running     0          21s

GitHubリポジトリのElasticの例をクローンする

git clone https://github.com/elastic/examples.git

これ以降のコマンドはexamples/beats-k8s-send-anywhereディレクトリ内のファイルを参照するため、カレントディレクトリを変更します。

cd examples/beats-k8s-send-anywhere

KubernetesのSecretを作成する

KubernetesのSecretとは、パスワード、トークン、または鍵などの小さなサイズの機密データを含んだオブジェクトのことです。このような機密情報はPodのspecやイメージの中に置くことも不可能ではありませんが、Secretオブジェクトの中に置くことで、情報の使用方法を適切に制御したり、誤って公開してしまうリスクを減らすことができます。

備考: ここでは2種類の手順を紹介します。1つはセルフマネージドな(自分のサーバーで実行中またはElastic Helm Chartを使用して構築された)ElasticsearchおよびKibanaのためのもので、もう1つはマネージドサービスのElastic CloudのElasticsearch Serviceのための別の手順です。このチュートリアルで使う種類のElasticsearchおよびKibanaのシステムのためのSecretだけを作成してください。

• セルフマネージド
• マネージドサービス

vi ELASTICSEARCH_HOSTS

<yoursecretpassword>

vi ELASTICSEARCH_PASSWORD

<Elasticsearchに追加するユーザー名>

vi ELASTICSEARCH_USERNAME

vi KIBANA_HOST

kubectl create secret generic dynamic-logging \
  --from-file=./ELASTICSEARCH_HOSTS \
  --from-file=./ELASTICSEARCH_PASSWORD \
  --from-file=./ELASTICSEARCH_USERNAME \
  --from-file=./KIBANA_HOST \
  --namespace=kube-system

devk8s:ABC123def456ghi789jkl123mno456pqr789stu123vwx456yza789bcd012efg345hijj678klm901nop345zEwOTJjMTc5YWQ0YzQ5OThlN2U5MjAwYTg4NTIzZQ==

elastic:VFxJJf9Tjwer90wnfTghsn8w

vi ELASTIC_CLOUD_ID
vi ELASTIC_CLOUD_AUTH

kubectl create secret generic dynamic-logging \
  --from-file=./ELASTIC_CLOUD_ID \
  --from-file=./ELASTIC_CLOUD_AUTH \
  --namespace=kube-system

Beatsをデプロイする

マニフェストファイルはBeatごとに提供されます。これらのマニフェストファイルは、上で作成したSecretを使用して、BeatsをElasticsearchおよびKibanaサーバーに接続するように設定します。

Filebeatについて

Filebeatは、Kubernetesのノードと、ノード上で実行している各Pod内のコンテナから、ログを収集します。FilebeatはDaemonSetとしてデプロイされます。FilebeatはKubernetesクラスター上で実行されているアプリケーションを自動検出することもできます。起動時にFilebeatは既存のコンテナをスキャンし、それらに対して適切な設定を立ち上げ、その後、新しいstart/stopイベントを監視します。

Filebeatが、ゲストブックアプリケーションでデプロイしたRedisコンテナからRedisのログを特定・解析できるように自動検出を設定する例を示します。この設定はfilebeat-kubernetes.yamlファイル内にあります。

- condition.contains:
    kubernetes.labels.app: redis
  config:
    - module: redis
      log:
        input:
          type: docker
          containers.ids:
            - ${data.kubernetes.container.id}
      slowlog:
        enabled: true
        var.hosts: ["${data.host}:${data.port}"]

この設定により、Filebeatは、appラベルにredisという文字列が含まれるコンテナを検出したときにredis Filebeatモジュールを適用するようになります。redisモジュールには、input typeとしてdockerを使用することで(このRedisコンテナの標準出力のストリームと関連付けられた、Kubernetesノード上のファイルを読み取ることで)コンテナからlogストリームを収集する機能があります。さらに、このモジュールには、コンテナのメタデータとして提供された適切なPodのホストとポートと接続することにより、Redisのslowlogエントリーを収集する機能もあります。

Filebeatをデプロイする

kubectl create -f filebeat-kubernetes.yaml

検証する

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=filebeat-dynamic

Metricbeatについて

Metricbeatの自動検出はFilebeatと同じ方法で設定します。以下にMetricbeatにおけるRedisコンテナの自動検出の設定を示します。この設定はmetricbeat-kubernetes.yamlファイル内にあります。

- condition.equals:
    kubernetes.labels.tier: backend
  config:
    - module: redis
      metricsets: ["info", "keyspace"]
      period: 10s

      # Redis hosts
      hosts: ["${data.host}:${data.port}"]

この設定により、Metricbeatは、tierラベルにbackendという文字列が含まれるコンテナを検出したときにredis Metricbeatモジュールを適用するようになります。redisモジュールには、コンテナのメタデータとして提供された適切なPodのホストとポートと接続することにより、コンテナからinfoおよびkeyspaceメトリクスを収集する機能があります。

Metricbeatをデプロイする

kubectl create -f metricbeat-kubernetes.yaml

検証する

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=metricbeat

Packetbeatについて

Packetbeatの設定は、FilebeatやMetricbeatとは異なります。コンテナのラベルに対するパターンマッチを指定する代わりに、関連するプロトコルとポート番号に基づいた設定を書きます。以下に示すのは、ポート番号のサブセットです。

備考: サービスを標準ポート以外で実行している場合、そのポート番号をfilebeat.yaml内の適切なtypeに追加し、PacketbeatのDaemonSetを削除・再作成してください。

packetbeat.interfaces.device: any

packetbeat.protocols:
- type: dns
  ports: [53]
  include_authorities: true
  include_additionals: true

- type: http
  ports: [80, 8000, 8080, 9200]

- type: mysql
  ports: [3306]

- type: redis
  ports: [6379]

packetbeat.flows:
  timeout: 30s
  period: 10s

Packetbeatをデプロイする

kubectl create -f packetbeat-kubernetes.yaml

検証する

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=packetbeat-dynamic

Kibanaで表示する

ブラウザでKibanaを開き、Dashboardアプリケーションを開きます。検索バーでKubernetesと入力して、KubernetesのためのMetricbeatダッシュボードを開きます。このダッシュボードでは、NodeやDeploymentなどの状態のレポートが表示されます。

DashboardページでPacketbeatと検索し、Packetbeat overviewを表示します。

同様に、ApacheおよびRedisのためのDashboardを表示します。それぞれに対してログとメトリクスのDashboardが表示されます。Apache Metricbeat dashboardには何も表示されていないはずです。Apache Filebeat dashboardを表示して、ページの最下部までスクロールしてApacheのエラーログを確認します。ログを読むと、Apacheのメトリクスが表示されない理由が分かります。

Metricbeatを有効にしてApacheのメトリクスを取得するには、mod-status設定ファイルを含んだConfigMapを追加してゲストブックを再デプロイすることで、server-statusを有効にします。

Deploymentをスケールして新しいPodが監視されるのを確認する

存在するDeploymentを一覧します。

kubectl get deployments

出力は次のようになります。

NAME            READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
frontend        3/3     3            3           3h27m
redis-master    1/1     1            1           3h27m
redis-slave     2/2     2            2           3h27m

frontendのPodを2つにスケールダウンします。

kubectl scale --replicas=2 deployment/frontend

出力は次のようになります。

deployment.extensions/frontend scaled

frontendのPodを再び3つにスケールアップします。

kubectl scale --replicas=3 deployment/frontend

Kibana上で変更を表示する

スクリーンショットを確認し、指定されたフィルターを追加して、ビューにカラムを追加します。赤い枠の右下を見ると、ScalingReplicaSetというエントリーが確認できます。そこからリストを上に見てゆくと、イメージのpull、ボリュームのマウント、Podのスタートなどのイベントが確認できます。

クリーンアップ

DeploymentとServiceを削除すると、実行中のすべてのPodも削除されます。ラベルを使って複数のリソースを1つのコマンドで削除します。

1. 次のコマンドを実行して、すべてのPod、Deployment、Serviceを削除します。

   kubectl delete deployment -l app=redis
   kubectl delete service -l app=redis
   kubectl delete deployment -l app=guestbook
   kubectl delete service -l app=guestbook
   kubectl delete -f filebeat-kubernetes.yaml
   kubectl delete -f metricbeat-kubernetes.yaml
   kubectl delete -f packetbeat-kubernetes.yaml
   kubectl delete secret dynamic-logging -n kube-system
   

2. Podの一覧を問い合わせて、実行中のPodがなくなったことを確認します。

   kubectl get pods
   

   結果は次のようになるはずです。

   No resources found.
   

次の項目

• リソースを監視するためのツールについて学ぶ。
• ロギングのアーキテクチャについてもっと読む。
• アプリケーションのイントロスペクションとデバッグについてもっと読む。
• アプリケーションのトラブルシューティングについてもっと読む。