PostgreSQL: запуск в Kubernetes з PostgreSQL Operator и мониторинг с Prometheus

Автор: | 05/10/2022

Итак, Друид мы запустили. Apache Druid: обзор, запуск в Kubernetes и мониторинг с Prometheus . Пока что в дефолтном виде, то есть в роли сторейджа для метаданных используется локальная база Apache Derby .

Дальше будем переключать Друид на PostgreSQL, еще позже – убирать оттуда ZooKeeper.

Ну а для начала – запустим кластер PostgreSQL в Kubernetes, добавим PostgreSQL Exporter для Promethues и настроим сбор метрик.

Запускать снова будем в Minikube , для PostgreSQL используем Zalando Operator , а Экспортер будем запускать в виде sidecar container .

Глубоко копать в Оператор пока не будем, хотя он очень интересный, так как-то с ним позабавимся. Сейчас нам нужен только его мониторинг.

Документация – Administrator Guide .

Запуск PostgreSQL оператора

Создаем неймспейс:

[simterm]

$ kubectl create ns postgres-operator
namespace/postgres-operator created

[/simterm]

Добавляем Хельм-репозиторий:

[simterm]

$ helm repo add postgres-operator-charts https://opensource.zalando.com/postgres-operator/charts/postgres-operator

[/simterm]

Устанавливаем сам оператор:

[simterm]

$ helm -n postgres-operator install postgres-operator postgres-operator-charts/postgres-operator

[/simterm]

По желанию добавляем WebUI для оператора:

[simterm]

$ helm repo add postgres-operator-ui-charts https://opensource.zalando.com/postgres-operator/charts/postgres-operator-ui
$ helm -n postgres-operator install postgres-operator-ui postgres-operator-ui-charts/postgres-operator-ui

[/simterm]

Проверяем поды:

[simterm]

$ kubectl -n postgres-operator get pods
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
postgres-operator-649799f4bd-dz5bl      1/1     Running   0          82s
postgres-operator-ui-5cfff55c65-v4bjj   1/1     Running   0          22s

[/simterm]

Открываем себе доступ к Сервису веб-морды Оператора:

[simterm]

$ kubectl port-forward svc/postgres-operator-ui 8081:80
Forwarding from 127.0.0.1:8081 -> 8081
Forwarding from [::1]:8081 -> 8081

[/simterm]

Проверяем:

Здесь мы ничего делать не будем – возьмем готовые примеры конфига кластера.

Запуск PostgreSQL кластера

Клонируем репозиторий:

[simterm]

$ https://github.com/zalando/postgres-operator.git
$ cd postgres-operator/

[/simterm]

В каталоге manifestsесть несколько примеров, возьмем себе manifests/minimal-master-replica-svcmonitor.yaml– он описывает неймспейс, кластер-юзеров-базы, два Service и два ServiceMonitors + Sidecars с Prometheus Exporter.

Применяем его:

[simterm]

$ kubectl apply -f manifests/minimal-master-replica-svcmonitor.yaml
namespace/test-pg created
postgresql.acid.zalan.do/acid-minimal-cluster created
service/acid-minimal-cluster-svc-metrics-master created
service/acid-minimal-cluster-svc-metrics-replica created
servicemonitor.monitoring.coreos.com/acid-minimal-cluster-svcm-master created
servicemonitor.monitoring.coreos.com/acid-minimal-cluster-svcm-replica created

[/simterm]

Проверяем кластер:

[simterm]

$ kk -n test-pg get postgresql
NAME                   TEAM   VERSION   PODS   VOLUME   CPU-REQUEST   MEMORY-REQUEST   AGE     STATUS
acid-minimal-cluster   acid   13        2      1Gi                                     2m21s   Running

[/simterm]

И его поды:

[simterm]

$ kk -n test-pg get po
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
acid-minimal-cluster-0   2/2     Running   0          37s
acid-minimal-cluster-1   1/2     Running   0          24s

[/simterm]

У каждого есть своя роль, которая задается в лейблах – spilo-role=masterили spilo-role=replica.

PostgreSQL users

См. документацию тут>>> та тут>>>.

Пользователи описываются в блоке – сюрпрайз – users:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg get postgresql -o yaml
...
    users:
      foo_user: []
      zalando:
      - superuser
      - createdb
...

[/simterm]

И для каждого из них создается отдельный Kubernetes Secret:

[simterm]

$ kk -n test-pg get secret
NAME                                                                 TYPE     DATA   AGE
foo-user.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do   Opaque   2      38m
postgres.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do   Opaque   2      38m
standby.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do    Opaque   2      38m
zalando.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do    Opaque   2      38m

[/simterm]

Которые потом мапятся в поды через переменные:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg get statefulsets acid-minimal-cluster -o yaml
...
      - env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              apiVersion: v1
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              apiVersion: v1
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: POSTGRES_USER
          value: postgres
        - name: POSTGRES_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              key: password
              name: postgres.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do
...

[/simterm]

Ну и проверим.

Получим пароль:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg get secret postgres.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do -o 'jsonpath={.data.password}' | base64 -d
CcWdAaqvPA8acxwIpVyM8UHkds2QG3opC3KD7rO1TxITQ1q31cwYLTswzfBeTVsN

[/simterm]

Открываем порт:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg port-forward acid-minimal-cluster-0 6432:5432

[/simterm]

Логинимся и проверяем базы:

[simterm]

$ psql -U postgres -h localhost -p 6432
Password for user postgres: 
psql (14.5, server 13.7 (Ubuntu 13.7-1.pgdg18.04+1))
SSL connection (protocol: TLSv1.3, cipher: TLS_AES_256_GCM_SHA384, bits: 256, compression: off)
Type "help" for help.

postgres=# \l
                                  List of databases
   Name    |   Owner   | Encoding |   Collate   |    Ctype    |   Access privileges   
-----------+-----------+----------+-------------+-------------+-----------------------
 bar       | bar_owner | UTF8     | en_US.utf-8 | en_US.utf-8 | 
 foo       | zalando   | UTF8     | en_US.utf-8 | en_US.utf-8 | 
 postgres  | postgres  | UTF8     | en_US.utf-8 | en_US.utf-8 | 
 template0 | postgres  | UTF8     | en_US.utf-8 | en_US.utf-8 | =c/postgres          +
           |           |          |             |             | postgres=CTc/postgres
 template1 | postgres  | UTF8     | en_US.utf-8 | en_US.utf-8 | =c/postgres          +
           |           |          |             |             | postgres=CTc/postgres
(5 rows)

postgres=#

[/simterm]

PostgreSQL Prometheus Exporter

См. Sidecar definitions.

Сайдкар у нас уже есть – добавлен из манифеста, и в каждом поде есть два контейнера – самого PostgreSQL, и его Экспортера:

[simterm]

$ kk -n test-pg get po acid-minimal-cluster-0 -o jsonpath='{.spec.containers[*].name}'
postgres exporter

[/simterm]

Глянем есть ли там метрики – открываем порт:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg port-forward svc/acid-minimal-cluster-svc-metrics-master 9187:9187
Forwarding from 127.0.0.1:9187 -> 9187
Forwarding from [::1]:9187 -> 9187

[/simterm]

И видим, что ничего не видим, а кластер вообще “мертвый” – pg_up == 0:

[simterm]

$ curl -s localhost:9187/metrics | grep pg_ | grep -v '#'
pg_exporter_last_scrape_duration_seconds 1.00031302
pg_exporter_last_scrape_error 1
pg_exporter_scrapes_total 9
pg_up 0

[/simterm]

Почему – потому что экспортер должен иметь данные доступа, то есть логин-пароль.

В конфизе сайдкара добавляем новые переменные, см. Environment Variables:

...
      env:
      - name: "DATA_SOURCE_URI"
        value: "$(POD_NAME)/postgres?sslmode=require"
      - name: "DATA_SOURCE_USER"
        value: "$(POSTGRES_USER)"
      - name: "DATA_SOURCE_PASS"
        value: "$(POSTGRES_PASSWORD)"
      - name: "PG_EXPORTER_AUTO_DISCOVER_DATABASES"
        value: "true"
...

То есть, Оператор создает StatefulSet, в котором задает переменные POSTGRES_USERи POSTGRES_PASSWORD, которые мы используем для сайдкара, чтобы задать его собственные переменные.

Сохраняем, обновляем:

[simterm]

$ kubectl apply -f manifests/minimal-master-replica-svcmonitor.yaml

[/simterm]

Проверяем переменные в самом поде:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg get po acid-minimal-cluster-0 -o yaml
...
  - env:
    - name: POD_NAME
      valueFrom:
        fieldRef:
          apiVersion: v1
          fieldPath: metadata.name
    - name: POD_NAMESPACE
      valueFrom:
        fieldRef:
          apiVersion: v1
          fieldPath: metadata.namespace
    - name: POSTGRES_USER
      value: postgres
    - name: POSTGRES_PASSWORD
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          key: password
          name: postgres.acid-minimal-cluster.credentials.postgresql.acid.zalan.do
    - name: DATA_SOURCE_URI
      value: $(POD_NAME)/postgres?sslmode=require
    - name: DATA_SOURCE_USER
      value: $(POSTGRES_USER)
    - name: DATA_SOURCE_PASS
      value: $(POSTGRES_PASSWORD)
    - name: PG_EXPORTER_AUTO_DISCOVER_DATABASES
      value: "true"
...

[/simterm]

И снова проверяем метрики в экспортере:

[simterm]

$ curl -s localhost:9187/metrics | grep pg_ | grep -v '#' | tail -5
pg_stat_replication_pg_current_wal_lsn_bytes{application_name="acid-minimal-cluster-0",client_addr="172.17.0.17",server="acid-minimal-cluster-1:5432",slot_name="182",state="streaming"} 1.52655344e+08
pg_stat_replication_pg_wal_lsn_diff{application_name="acid-minimal-cluster-0",client_addr="172.17.0.17",server="acid-minimal-cluster-1:5432",slot_name="182",state="streaming"} 0
pg_stat_replication_reply_time{application_name="acid-minimal-cluster-0",client_addr="172.17.0.17",server="acid-minimal-cluster-1:5432",slot_name="182",state="streaming"} 1.663625745e+09
pg_static{server="acid-minimal-cluster-1:5432",short_version="13.7.0",version="PostgreSQL 13.7 (Ubuntu 13.7-1.pgdg18.04+1) on x86_64-pc-linux-gnu, compiled by gcc (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0, 64-bit"} 1
pg_up 1

[/simterm]

pg_up == 1 – йай! Ит воркс!

Prometehus ServiceMonitors

Открываем порт для доступа к самому Prometheus:

[simterm]

$ kubectl -n monitoring port-forward svc/kube-prometheus-stack-prometheus 9090:9090
Forwarding from 127.0.0.1:9090 -> 9090
Forwarding from [::1]:9090 -> 9090

[/simterm]

Проверяем Status > Service Discovery – PostgreSQL здесь не видим:

СервисМониторы также были созданы из манифеста:

[simterm]

$ kubectl -n test-pg get servicemonitor
NAME                                AGE
acid-minimal-cluster-svcm-master    65m
acid-minimal-cluster-svcm-replica   65m

[/simterm]

Повторяем “грязный хак”, как делали для Друида – добавляем в них label "release": "kube-prometheus-stack", ждем минуту-две, и перепроверяем:

И пошли метрики в графиках:

Готово.