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Osservabilità delle applicazioni con Prometheus su GKE

Autopilot

Questo tutorial mostra come configurare i controlli di attività per i microservizi dell'applicazione di cui è stato eseguito il deployment in Google Kubernetes Engine (GKE) utilizzando Prometheus open source.

Questo tutorial utilizza Prometheus open source. Tuttavia, ogni cluster GKE Autopilot esegue automaticamente il deployment di Managed Service per Prometheus, la soluzione multi-cloud e tra progetti completamente gestita diGoogle Cloudper le metriche Prometheus. Managed Service per Prometheus ti consente di monitorare e creare avvisi sui tuoi carichi di lavoro a livello globale utilizzando Prometheus, senza dover gestire e utilizzare manualmente Prometheus su larga scala.

Puoi anche utilizzare strumenti open source come Grafana per visualizzare le metriche raccolte da Prometheus.

Obiettivi

Creare un cluster.
Esegui il deployment di Prometheus.
Esegui il deployment dell'applicazione di esempio Bank of Anthos.
Configura i probe di attività di Prometheus.
Configura gli avvisi Prometheus.
Configura Alertmanager per ricevere una notifica in un canale Slack.
Simula un'interruzione per testare Prometheus.

Costi

In questo documento utilizzi i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

Per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto, utilizza il Calcolatore prezzi. I nuovi Google Cloud utenti potrebbero avere diritto a una prova gratuita.

Al termine delle attività descritte in questo documento, puoi evitare la fatturazione continua eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, consulta la sezione Pulizia.

Prima di iniziare

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In the Google Cloud console, on the project selector page, click Create project to begin creating a new Google Cloud project.

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Installa l' API Helm

Prepara l'ambiente

In questo tutorial utilizzerai Cloud Shell per gestire le risorse ospitate su Google Cloud.

Imposta le variabili di ambiente predefinite:
```
gcloud config set project PROJECT_ID
gcloud config set compute/region COMPUTE_REGION
```
Sostituisci quanto segue:
- PROJECT_ID: il tuo Google Cloud ID progetto.
- PROJECT_ID: la regione Compute Engine per il cluster. Per questo tutorial, la regione è us-central1. In genere, è preferibile scegliere una regione vicina a te.

Clona il repository di esempio utilizzato in questo tutorial:

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/bank-of-anthos.git
cd bank-of-anthos/

Crea un cluster:

gcloud container clusters create-auto CLUSTER_NAME \
    --release-channel=CHANNEL_NAME \
    --region=COMPUTE_REGION

Sostituisci quanto segue:

CLUSTER_NAME: un nome per il nuovo cluster.
CHANNEL_NAME: il nome di un canale di rilascio.

Esegui il deployment di Prometheus

Installa Prometheus utilizzando il grafico Helm di esempio:

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm install tutorial bitnami/kube-prometheus \
    --version 8.2.2 \
    --values extras/prometheus/oss/values.yaml \
    --wait

Questo comando installa Prometheus con i seguenti componenti:

Prometheus Operator: un modo popolare per eseguire il deployment e configurare Prometheus open source.
Alertmanager: gestisci gli avvisi inviati dal server Prometheus e li inoltra alle applicazioni, come Slack.
Blackbox exporter: consente a Prometheus di eseguire il probe degli endpoint utilizzando HTTP, HTTPS, DNS, TCP, ICMP e gRPC.

Esegui il deployment di Bank of Anthos

Esegui il deployment dell'applicazione di esempio Bank of Anthos:

kubectl apply -f extras/jwt/jwt-secret.yaml
kubectl apply -f kubernetes-manifests

Notifiche di Slack

Per configurare le notifiche di Slack, devi creare un'applicazione Slack, attivare i webhook in entrata per l'applicazione e installarla in uno spazio di lavoro Slack.

Crea l'applicazione Slack

Unisciti a uno spazio di lavoro Slack, registrandoti con il tuo indirizzo email o utilizzando un invito inviato da un amministratore dello spazio di lavoro.

Nota: se non sei un amministratore della tua area di lavoro di Slack, potresti dover ottenere l'approvazione di un amministratore dello spazio di lavoro prima che l'app venga dispiata nella tua area di lavoro.
Accedi a Slack utilizzando il nome della tua area di lavoro e le credenziali del tuo account Slack.
Creare una nuova app di Slack
1. Nella finestra di dialogo Crea un'app, fai clic su Da zero.
2. Specifica un nome app e scegli il tuo spazio di lavoro Slack.
3. Fai clic su Crea app.
4. In Aggiungi funzionalità, fai clic su Webhook in arrivo.
5. Fai clic sul pulsante di attivazione/disattivazione Attiva webhook in entrata.
6. Nella sezione URL webhook per il tuo spazio di lavoro, fai clic su Aggiungi nuovo webhook allo spazio di lavoro.
7. Nella pagina di autorizzazione che si apre, seleziona un canale per ricevere le notifiche.
8. Fai clic su Consenti.
9. Nella sezione URL webhook per il tuo spazio di lavoro viene visualizzato un webhook per la tua applicazione Slack. Salva l'URL per un utilizzo futuro.

Configura Alertmanager

Crea un secret di Kubernetes per archiviare l'URL webhook:

kubectl create secret generic alertmanager-slack-webhook --from-literal webhookURL=SLACK_WEBHOOK_URL
kubectl apply -f extras/prometheus/oss/alertmanagerconfig.yaml

Sostituisci SLACK_WEBHOOK_URL con l'URL del webhook della sezione precedente.

Configura Prometheus

Esamina il seguente manifest:

# Copyright 2023 Google LLC
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: frontend-probe
spec:
  jobName: frontend
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - frontend:80
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: userservice-probe
spec:
  jobName: userservice
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - userservice:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: balancereader-probe
spec:
  jobName: balancereader
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - balancereader:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: contacts-probe
spec:
  jobName: contacts
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - contacts:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: ledgerwriter-probe
spec:
  jobName: ledgerwriter
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - ledgerwriter:8080/ready
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: Probe
metadata:
  name: transactionhistory-probe
spec:
  jobName: transactionhistory
  prober:
    url: tutorial-kube-prometheus-blackbox-exporter:19115
    path: /probe
  module: http_2xx
  interval: 60s
  scrapeTimeout: 30s
  targets:
    staticConfig:
      labels:
        app: bank-of-anthos
      static:
        - transactionhistory:8080/ready

Questo manifest descrive i probe di attività di Prometheus e include i seguenti campi:

spec.jobName: il nome del job assegnato alle metriche tratte.
spec.prober.url: l'URL del servizio dell'esportatore blackbox. È inclusa la porta predefinita per l'esportatore blackbox, che è definita nel grafico Helm.
spec.prober.path: il percorso di raccolta delle metriche.
spec.targets.staticConfig.labels: le etichette assegnate a tutte le metriche estrapolate dai target.
spec.targets.staticConfig.static: l'elenco di host da sottoporre a test.

Applica il manifest al cluster:

kubectl apply -f extras/prometheus/oss/probes.yaml

Esamina il seguente manifest:

# Copyright 2023 Google LLC
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
---
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: PrometheusRule
metadata:
  name: uptime-rule
spec:
  groups:
  - name: Micro services uptime
    interval: 60s
    rules:
    - alert: BalancereaderUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="balancereader"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Balance Reader Service is unavailable
        description: Check Balance Reader pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: ContactsUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="contacts"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Contacs Service is unavailable
        description: Check Contacs pods and it's logs
      labels:
        severity: 'warning'
    - alert: FrontendUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="frontend"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Frontend Service is unavailable
        description: Check Frontend pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: LedgerwriterUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="ledgerwriter"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Ledger Writer Service is unavailable
        description: Check Ledger Writer pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: TransactionhistoryUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="transactionhistory"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: Transaction History Service is unavailable
        description: Check Transaction History pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'
    - alert: UserserviceUnavaiable
      expr: probe_success{app="bank-of-anthos",job="userservice"} == 0
      for: 1m
      annotations:
        summary: User Service is unavailable
        description: Check User Service pods and it's logs
      labels:
        severity: 'critical'

Questo manifest descrive un PrometheusRule e include i seguenti campi:

spec.groups.[*].name: il nome del gruppo di regole.
spec.groups.[*].interval: la frequenza con cui vengono valutate le regole nel gruppo.
spec.groups.[*].rules[*].alert: il nome dell'avviso.
spec.groups.[*].rules[*].expr: l'espressione PromQL da valutare.
spec.groups.[*].rules[*].for: il periodo di tempo per il quale gli avvisi devono essere restituiti prima di essere considerati attivati.
spec.groups.[*].rules[*].annotations: un elenco di annotazioni da aggiungere a ogni avviso. Questo vale solo per le regole di avviso.
spec.groups.[*].rules[*].labels: le etichette da aggiungere o sovrascrivere.

Applica il manifest al cluster:

kubectl apply -f extras/prometheus/oss/rules.yaml

Simulare un'interruzione del servizio

Simula un'interruzione del servizio ridimensionando il deployment contacts a zero:
```
kubectl scale deployment contacts --replicas 0
```
Dovresti vedere un messaggio di notifica nel canale della tua area di lavoro Slack. GKE potrebbe richiedere fino a 5 minuti per eseguire il ridimensionamento del deployment.
Ripristina il deployment contacts:
```
kubectl scale deployment contacts --replicas 1
```
Dovresti visualizzare un messaggio di notifica relativo alla risoluzione dell'avviso nel canale dello spazio di lavoro di Slack. GKE potrebbe richiedere fino a 5 minuti per eseguire lo scaling del deployment.

Esegui la pulizia

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il progetto che contiene le risorse oppure mantieni il progetto ed elimina le singole risorse.

Elimina il progetto

Attenzione: l'eliminazione di un progetto ha i seguenti effetti:

L'intero contenuto del progetto viene eliminato. Se hai utilizzato un progetto esistente per le attività descritte in questo documento, quando lo elimini elimini anche tutto il lavoro svolto nel progetto.
Gli ID progetto personalizzati non sono più disponibili. Quando hai creato questo progetto, potresti aver creato un ID progetto personalizzato che vuoi utilizzare in futuro. Per conservare gli URL che utilizzano l'ID progetto, ad esempio un URL appspot.com, elimina le risorse selezionate all'interno del progetto anziché eliminare l'intero progetto.

Se intendi esplorare più architetture, tutorial o guide rapide, il riuso dei progetti può aiutarti a non superare i limiti di quota.

Delete a Google Cloud project:

gcloud projects delete PROJECT_ID

Elimina singole risorse

Elimina le risorse Kubernetes:
```
kubectl delete -f kubernetes-manifests
```
Disinstalla Prometheus:
```
helm uninstall tutorial
```

Elimina il cluster GKE:

gcloud container clusters delete CLUSTER_NAME --quiet

Passaggi successivi

Scopri di più su Google Cloud Managed Service per Prometheus, una soluzione di metriche globali completamente gestita basata su Prometheus, che viene eseguita per impostazione predefinita in tutti i cluster Autopilot.
Esplora architetture di riferimento, diagrammi e best practice su Google Cloud. Consulta il nostro Cloud Architecture Center.