使用 Kindling 观测 Kubernetes 的网络连接

最近有一个需求，收集 Kubernetes 的外网访问情况。因此对相关项目进行了调用和试用，本篇主要是介绍如何安装 Kindling，配置 Grafana 查看 Kubernetes 网络连接数据。

1. 什么是 Kindling

Kindling 解决的是，在不入侵应用的前提下，如何观测网络的问题，其功能主要是通过暴露内核事件来实现观测。如果主机内核版本高于 4.14，可以使用 eBPF 模块；如果主机内核是低版本，采用的是 Sysdig 实现相关观测。

下面是一张架构图:

目前 Kindling 有两个版本，一个是开源版本，一个是商用版本。开源版本，采集数据不够详细、只能 Grafana 出图；商用版本，功能上有所增强，在项目的 Github 首页有介绍，在此不重复。

这种基于 eBPF 将内核函数调用转换为用户空间事件，然后暴露给用户程序的技术，在未来几年，应该会有一些落地场景，也会很有意思。下面就来简单部署，使用一下开源版本的 Kindling 吧。

2. 安装 Kindling

Kindling 的开源社区运作得并不算好，文档和资料不够清晰，我整理了一份 Yaml 用于安装。

2.1 确保内核版本大于 4.14

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uname -a

Linux node1 5.4.0-81-generic #91-Ubuntu SMP Thu Jul 15 19:09:17 UTC 2021 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

2.2 下载 Yaml 文件

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git clone https://github.com/shaowenchen/demo

cd kindling/yaml

2.3 安装 Kindling

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kubectl apply -f ./

2.4 查看 Pod 状态

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kubectl -n kindling get pod

NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kindling-agent-8xt7c   1/1     Running   0          2d20h
kindling-agent-bvxzc   1/1     Running   0          2d20h
kindling-agent-l9phl   1/1     Running   0          2d20h
kindling-agent-nx5zh   1/1     Running   0          2d20h
kindling-agent-qd9cs   1/1     Running   0          2d20h
kindling-agent-sxglf   1/1     Running   0          2d20h

2.5 Pod 可能一直 CrashLoopBackOff

Pod 一直 CrashLoopBackOff，这是由于 kindling-agent 的镜像与当前系统不匹配导致。需要重新编译镜像:

安装 kernel headers

Ubuntu 执行命令:

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apt-get -y install linux-headers-$(uname -r)

CentOs 执行命令:

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yum -y install kernel-devel-$(uname -r)

编译生成新的镜像

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bash -c "$(curl -fsSL https://k8s-bpf-probes-public.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/recompile-module.sh)"

将镜像 tag 为 Yaml 中定义的镜像

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docker tag kindlingproject/kindling-agent:bymyself shaowenchen/kindling-agent:ubuntu-20.04

重启 Pod 即可

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kubeclt -n kindling delete pod kindling-agent-xxx

替代 kindling-agent 镜像时的技巧

需要将 kindling-agent 的镜像拉取策略改为 IfNotPresent。

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    imagePullPolicy: IfNotPresent

这里需要注意的是，如果你的基础设施比较统一，只有一种操作系统一种内核版本，那么可以将镜像 tag 为自己的私有镜像，然后推送到远端，修改 kindling-agent Daemonset 镜像地址即可。

如果你的基础设施不统一，一个集群包含有多种主机、多种操作系统、多种内核版本，那么可以在这些特殊的系统上进行逐个编译。由于 Daemonset 只能设置一个镜像名，需要保持所有 Kubernetes 节点重新编译的 kindling-agent 镜像名一致。

3. 安装 Grafana 插件并导入面板

3.1 安装 topo-plugin 插件

由于，我常用的 Grafana 是采用 Docker 部署的，安装插件过程稍显复杂。

下载插件

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git clone https://github.com/shaowenchen/demo
cd kindling/dashboard

将插件拷贝至容器内

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docker cp topo-plugin.tar.gz 392fe26ae57f:/var/lib/grafana/plugins/

其中的 392fe26ae57f 为 Grafana 运行的容器 ID。

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docker exec -it 392fe26ae57f sh

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cd /var/lib/grafana/plugins/

mkdir kindlingproject-topology-panel

mv topo-plugin.tar.gz kindlingproject-topology-panel/

cd kindlingproject-topology-panel/

tar xvf topo-plugin.tar.gz

配置插件

/etc/grafana/grafana.ini 是只读文件，因此需要将其拷贝到容器外，修改之后，再拷贝覆盖原文件。

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docker cp 392fe26ae57f:/etc/grafana/grafana.ini grafana.ini

本地编辑 grafana.ini 文件，新增如下内容

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[plugins]
allow_loading_unsigned_plugins = kindlingproject-topology-panel

将修改后的 grafana.ini 文件拷贝回容器覆盖原文件

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docker cp grafana.ini  392fe26ae57f:/etc/grafana/grafana.ini

重启 Grafana

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docker restart 392fe26ae57f

3.2 导入 Grafana 面板

我使用的 Grafana 版本是 8.3.1。

相关的 Dashboard Json 文件在 https://github.com/shaowenchen/demo/tree/master/kindling/dashboard 有备份。

相较于 Kindling 官方提供的 Dashboard 主要是增加了 DataSource 字段用于切换数据源，方便在不同的集群上查看监控数据。

4. 查看 kindling-agent 上报的数据

下面是截图:

在面板上，可以看到 DNS，四元组相关的一些信息，甚至还能看到命令空间、Service 之间的网络拓扑。资源消耗方面，也可以接受:

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kubectl -n kindling top pod

NAME                   CPU(cores)   MEMORY(bytes)   
kindling-agent-8xt7c   32m          444Mi           
kindling-agent-bvxzc   31m          337Mi           
kindling-agent-l9phl   63m          413Mi           
kindling-agent-nx5zh   62m          255Mi           
kindling-agent-qd9cs   99m          452Mi           
kindling-agent-sxglf   34m          701Mi           

在上面的一些图中，可以发现有些数据是空缺的，还有一些字段显示 NOT_FOUND_INTERNAL，项目的体验不算很好。

通过 PromQL 语句，我获取到了集群对外部访问的 IP 列表。

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count by (dst_ip) (kindling_trace_request_duration_nanoseconds{dst_ip!~"127..*|10..*|172..*"})