RKE2项目中etcd快照Prometheus监控指标的实现与验证

背景介绍

在Kubernetes集群管理中，etcd作为集群的核心数据存储组件，其健康状况直接影响整个集群的稳定性。RKE2作为Rancher推出的轻量级Kubernetes发行版，对etcd的管理提供了完善的支持机制。其中，etcd快照功能是保障集群数据安全的关键特性，能够帮助管理员在集群出现故障时快速恢复数据。

etcd快照监控的重要性

在生产环境中，仅仅拥有快照功能是不够的，管理员还需要了解快照操作的执行情况和性能指标。这些指标包括：

1. 快照操作的执行频率
2. 每次快照操作的耗时
3. 快照操作的成功/失败状态
4. 本地存储和S3存储的性能差异

这些指标对于评估集群备份策略的有效性、发现潜在的性能瓶颈以及制定合理的备份计划都至关重要。

RKE2中的实现方案

RKE2 v1.30.11版本中引入了对etcd快照操作的Prometheus监控指标支持。这些指标通过RKE2的管理组件暴露，可以通过标准的Prometheus接口获取。主要实现了以下几类指标：

1. 快照协调指标：记录快照协调过程的持续时间和状态

   • rke2_etcd_snapshot_reconcile_duration_seconds_count
   • rke2_etcd_snapshot_reconcile_local_duration_seconds_count
   • rke2_etcd_snapshot_reconcile_s3_duration_seconds_count

2. 快照保存指标：记录快照保存操作的持续时间和状态

   • rke2_etcd_snapshot_save_duration_seconds_count
   • rke2_etcd_snapshot_save_local_duration_seconds_count
   • rke2_etcd_snapshot_save_s3_duration_seconds_count

这些指标都带有status标签，可以区分操作的成功与失败状态，为监控系统提供了丰富的维度信息。

配置与验证方法

要启用这些监控指标，需要在RKE2的配置文件中设置metrics: true。验证过程如下：

1. 准备一个包含监控配置的config.yaml文件：

metrics: true

2. 安装指定版本的RKE2（v1.30.11-rc1+rke2r1）

3. 通过kubectl命令查询metrics端点：

kubectl get --server https://localhost:9345 --raw /metrics | grep 'etcd_snapshot_.*_count'

4. 预期会看到类似以下的输出，表明各指标已正确暴露：

rke2_etcd_snapshot_reconcile_duration_seconds_count{status="success"} 3
rke2_etcd_snapshot_reconcile_local_duration_seconds_count{status="success"} 3
rke2_etcd_snapshot_reconcile_s3_duration_seconds_count{status="success"} 1
rke2_etcd_snapshot_save_duration_seconds_count{status="success"} 1
rke2_etcd_snapshot_save_local_duration_seconds_count{status="success"} 1
rke2_etcd_snapshot_save_s3_duration_seconds_count{status="success"} 1

指标解读与使用建议

从验证结果可以看出：

1. 快照协调操作成功执行了3次，其中包含3次本地协调和1次S3协调
2. 快照保存操作成功执行了1次，包含1次本地保存和1次S3保存

这些指标可以帮助管理员：

1. 监控快照操作的执行频率是否符合预期
2. 比较本地存储和S3存储的性能差异
3. 及时发现失败的快照操作
4. 评估快照操作对集群性能的影响

建议将这些指标集成到现有的Prometheus监控体系中，并设置适当的告警规则，例如：

• 快照操作失败告警
• 快照耗时超过阈值告警
• 长时间未执行快照告警

总结

RKE2对etcd快照监控指标的支持，大大提升了集群备份策略的可观测性。通过Prometheus指标，管理员可以全面了解快照操作的执行情况，及时发现潜在问题，确保集群数据的安全性和可恢复性。这一功能的加入，使得RKE2在集群运维管理方面又向前迈进了一步，为生产环境中的Kubernetes集群提供了更加可靠的保障。