Kubespray部署etcd指标服务时的时间戳重复问题解析

问题背景

在使用Kubespray部署Kubernetes集群时，如果启用了etcd的指标监控功能，可能会遇到Prometheus的PrometheusDuplicateTimestamps告警持续触发的问题。这个告警表明在相同时间戳下存在重复的指标数据，这会影响监控数据的准确性和可靠性。

问题根源分析

经过深入排查，发现问题出在etcd指标服务的Endpoint定义上。当Kubespray为etcd创建名为etcd-metrics的Endpoint资源时，会为每个etcd节点定义一个子集(Subset)，每个子集都包含相同的端口定义：

• 端口名称：http-metrics
• 端口号：2381
• 协议：TCP

这种配置会导致Prometheus采集到完全相同的指标数据，因为从Prometheus的角度来看，这些端口定义是完全一致的，无法区分它们来自不同的etcd实例。

技术细节

在Kubernetes中，Endpoint资源用于定义一组服务端点。当多个端点使用完全相同的端口名称、端口号和协议组合时，相关的服务发现指标(如kube_endpoint_ports)就会出现重复。

具体到本例中，kube_endpoint_ports指标会因为以下标签组合完全相同而重复：

• namespace="kube-system"
• endpoint="etcd-metrics"
• port_name="http-metrics"
• port_protocol="TCP"
• port_number="2381"

解决方案

解决这个问题的关键在于确保每个etcd实例的端口定义在Prometheus看来是唯一的。有以下几种可行的解决方案：

1. 差异化端口名称：修改Kubespray的模板，为每个etcd实例的端口添加唯一标识，例如使用http-metrics-{etcd_host}的命名方式。

2. 使用不同端口号：虽然不太推荐，但也可以为每个etcd实例配置不同的指标端口号。

3. 调整Prometheus采集配置：通过修改Prometheus的采集配置，忽略或合并这些重复的指标。

其中，第一种方案是最为优雅和可维护的解决方案，因为它：

• 保持了端口功能的语义清晰性
• 确保了指标的唯一性
• 不需要修改Prometheus的默认配置

实施建议

对于正在使用Kubespray部署etcd监控的用户，可以采取以下临时解决方案：

1. 手动编辑etcd-metrics的Endpoint资源，为每个端口的名称添加后缀
2. 等待Kubespray官方修复并更新到新版本
3. 在Prometheus中配置适当的告警抑制规则

总结

这个问题展示了在分布式监控系统中指标唯一性的重要性。通过理解Kubernetes服务发现机制和Prometheus指标采集原理，我们可以更好地设计和配置监控系统，避免类似问题的发生。对于Kubespray用户来说，关注这类问题的修复和最佳实践，有助于构建更加稳定可靠的Kubernetes监控体系。