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使用OpenTelemetry监控Kubernetes集群组件：深入解析与实践

碧海醫心

发布： 2025-09-11 13:14:15

原创

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使用OpenTelemetry监控Kubernetes集群组件：深入解析与实践

OpenTelemetry不仅能监控Kubernetes中的应用Pod，还能通过其Collector及其特定的接收器（如Kubernetes集群接收器、Kubelet统计接收器和Kubernetes事件接收器）实现对集群核心组件（如etcd、API服务器和Kubelet）的全面监控。这些接收器从Kubernetes API服务器收集集群级指标、Pod指标和事件日志，并通过Collector进行处理，最终可导出至Prometheus等后端系统，为集群运维提供统一的观测能力。

OpenTelemetry Collector在Kubernetes集群监控中的核心作用

在生产环境中，opentelemetry collector是实现opentelemetry观测能力的关键组件，它扮演着一个供应商中立的代理角色。对于kubernetes集群本身的监控，opentelemetry collector提供了专门的接收器（receivers），能够从kubernetes api服务器和kubelet收集集群层面的指标和日志数据。这意味着，您无需完全依赖传统监控工具如prometheus来收集这些数据，而是可以通过opentelemetry collector统一数据收集、处理和导出流程。

目前，OpenTelemetry Collector的这些接收器正处于Beta或Alpha阶段，但它们已展示出强大的功能和潜力。

关键的Kubernetes集群监控接收器

为了实现对Kubernetes集群组件（如API服务器、etcd、调度器、控制器管理器以及Kubelet）的监控，OpenTelemetry Collector提供了以下核心接收器：

Kubernetes集群接收器 (k8sclusterreceiver)
- 功能： 该接收器专门用于从Kubernetes API服务器收集集群级别的指标数据。它通过监听Kubernetes API的更新来获取集群状态信息，例如节点数量、Pod数量、部署状态等。
- 部署特点： 通常，在一个Kubernetes集群中只需要部署一个k8sclusterreceiver实例，它就能覆盖整个集群的监控需求。
- GitHub链接： https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-collector-contrib/tree/main/receiver/k8sclusterreceiver
Kubelet统计接收器 (kubeletstatsreceiver)
- 功能： 此接收器负责从Kubelet的API服务器拉取Pod级别的指标数据。它能够获取每个Kubelet节点上运行的Pod的资源使用情况（CPU、内存）、网络统计等详细信息，并将这些数据发送到OpenTelemetry的指标处理管道。
- 部署特点： 通常作为DaemonSet部署在每个节点上，以便从该节点上的Kubelet收集数据。
- GitHub链接： https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-collector-contrib/tree/main/receiver/kubeletstatsreceiver
Kubernetes事件接收器 (k8seventsreceiver)

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- 功能： 该接收器用于从Kubernetes API服务器收集集群的事件（Event），这些事件本质上是集群的日志数据。Kubernetes事件记录了集群中发生的各种状态变化和操作，例如Pod创建、删除、调度失败、卷挂载错误等，对于故障排查和安全审计至关重要。
- 部署特点： 类似于k8sclusterreceiver，一个实例通常足以监控整个集群的事件。
- GitHub链接： https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-collector-contrib/tree/main/receiver/k8seventsreceiver

示例配置：集成OpenTelemetry Collector进行集群监控

以下是一个简化的OpenTelemetry Collector配置文件示例，展示了如何启用上述接收器并配置数据导出：

receivers:
  # 收集集群级别的指标
  k8scluster:
    collection_interval: 10s
    # 更多配置选项，例如认证、过滤等
    # auth_type: serviceAccount
    # api_server: https://kubernetes.default.svc:443

  # 收集Kubelet的Pod统计指标
  kubeletstats:
    collection_interval: 10s
    auth_type: serviceAccount # 假设使用ServiceAccount进行认证
    endpoint: ${env:KUBELET_ENDPOINT}:10250 # Kubelet的API端口，通常在每个节点上
    insecure_skip_verify: true # 仅用于测试，生产环境应使用CA认证
    metric_groups:
      - pod
      - container
      - node
      - volume

  # 收集Kubernetes集群事件
  k8sevents:
    collection_interval: 10s
    # auth_type: serviceAccount

processors:
  batch:
    send_batch_size: 1000
    timeout: 5s
  # 更多处理器，例如属性处理器、过滤处理器等

exporters:
  # 导出指标到Prometheus
  prometheus:
    endpoint: "0.0.0.0:8889"
    namespace: "opentelemetry"
    const_labels:
      service: "otel-collector-cluster-monitor"

  # 导出日志到某个日志后端，例如Loki或Elasticsearch
  # loki:
  #   endpoint: http://loki:3100/loki/api/v1/push
  # elasticsearch:
  #   endpoints: ["http://elasticsearch:9200"]

service:
  pipelines:
    metrics:
      receivers: [k8scluster, kubeletstats]
      processors: [batch]
      exporters: [prometheus]
    logs:
      receivers: [k8sevents]
      processors: [batch]
      exporters: [console] # 示例中先输出到控制台，实际可替换为Loki/Elasticsearch等

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注意事项：

部署模式： k8sclusterreceiver和k8seventsreceiver通常部署为Deployment，且只需一个实例。kubeletstatsreceiver则通常部署为DaemonSet，以便在每个节点上运行并监控本地Kubelet。
权限配置： OpenTelemetry Collector需要适当的RBAC权限才能访问Kubernetes API服务器和Kubelet API。您需要创建ServiceAccount、ClusterRole和ClusterRoleBinding来授予必要的权限。
安全性： 在生产环境中，务必配置安全的认证方式（如ServiceAccount）和TLS加密，避免使用insecure_skip_verify。
版本兼容性： 由于这些接收器仍在开发中，请关注OpenTelemetry Collector Contrib仓库的最新版本和文档，以获取最新的配置和功能。

结论

OpenTelemetry通过其强大的Collector架构和专门的Kubernetes接收器，为Kubernetes集群的全面监控提供了现代化的解决方案。它不仅能够统一应用层面的可观测性数据，还能将集群核心组件的指标和事件日志纳入同一观测体系。通过将这些数据导出到如Prometheus等现有监控后端，企业可以逐步将监控基础设施迁移到OpenTelemetry，实现更灵活、更标准化的数据收集和分析。尽管部分接收器仍在演进中，但OpenTelemetry无疑是未来Kubernetes集群可观测性的重要发展方向。

以上就是使用OpenTelemetry监控Kubernetes集群组件：深入解析与实践的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！