--- title: 资源指标管道 content_type: concept --- 对于 Kubernetes,_Metrics API_ 提供了一组基本的指标,以支持自动伸缩和类似的用例。 该 API 提供有关节点和 Pod 的资源使用情况的信息, 包括 CPU 和内存的指标。如果将 Metrics API 部署到集群中, 那么 Kubernetes API 的客户端就可以查询这些信息,并且可以使用 Kubernetes 的访问控制机制来管理权限。 [HorizontalPodAutoscaler](/zh/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale/) (HPA) 和 [VerticalPodAutoscaler](https://github.com/kubernetes/autoscaler/tree/master/vertical-pod-autoscaler#readme) (VPA) 使用 metrics API 中的数据调整工作负载副本和资源,以满足客户需求。 你也可以通过 [`kubectl top`](/zh/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#top) 命令来查看资源指标。 {{< note >}} Metrics API 及其启用的指标管道仅提供最少的 CPU 和内存指标,以启用使用 HPA 和/或 VPA 的自动扩展。 如果你想提供更完整的指标集,你可以通过部署使用 _Custom Metrics API_ 的第二个 [指标管道](/zh/docs/tasks/debug-application-cluster/resource-usage-monitoring/#full-metrics-pipeline) 来作为简单的 Metrics API 的补充。 {{< /note >}} 图 1 说明了资源指标管道的架构。 {{< mermaid >}} flowchart RL subgraph cluster[Cluster] direction RL S[

] A[Metrics-
Server] subgraph B[Nodes] direction TB D[cAdvisor] --> C[kubelet] E[Container
runtime] --> D E1[Container
runtime] --> D P[pod data] -.- C end L[API
server] W[HPA] C ---->|Summary
API| A -->|metrics
API| L --> W end L ---> K[kubectl
top] classDef box fill:#fff,stroke:#000,stroke-width:1px,color:#000; class W,B,P,K,cluster,D,E,E1 box classDef spacewhite fill:#ffffff,stroke:#fff,stroke-width:0px,color:#000 class S spacewhite classDef k8s fill:#326ce5,stroke:#fff,stroke-width:1px,color:#fff; class A,L,C k8s {{< /mermaid >}} 图 1. 资源指标管道 图中从右到左的架构组件包括以下内容: * [cAdvisor](https://github.com/google/cadvisor): 用于收集、聚合和公开 Kubelet 中包含的容器指标的守护程序。 * [kubelet](/zh/docs/concepts/overview/components/#kubelet): 用于管理容器资源的节点代理。 可以使用 `/metrics/resource` 和 `/stats` kubelet API 端点访问资源指标。 * [Summary API](#summary-api-source): kubelet 提供的 API,用于发现和检索可通过 `/stats` 端点获得的每个节点的汇总统计信息。 * [metrics-server](#metrics-server): 集群插件组件,用于收集和聚合从每个 kubelet 中提取的资源指标。 API 服务器提供 Metrics API 以供 HPA、VPA 和 `kubectl top` 命令使用。 Metrics Server 是 Metrics API 的参考实现。 * [Metrics API](#metrics-api): Kubernetes API 支持访问用于工作负载自动缩放的 CPU 和内存。 要在你的集群中进行这项工作,你需要一个提供 Metrics API 的 API 扩展服务器。 {{< note >}} cAdvisor 支持从 cgroups 读取指标,它适用于 Linux 上的典型容器运行时。 如果你使用基于其他资源隔离机制的容器运行时,例如虚拟化,那么该容器运行时必须支持 [CRI 容器指标](https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/devel/sig-node/cri-container-stats.md) 以便 kubelet 可以使用指标。 {{< /note >}} ## Metrics API {#the-metrics-api} {{< feature-state for_k8s_version="1.8" state="beta" >}} metrics-server 实现了 Metrics API。此 API 允许你访问集群中节点和 Pod 的 CPU 和内存使用情况。 它的主要作用是将资源使用指标提供给 K8s 自动缩放器组件。 下面是一个 `minikube` 节点的 Metrics API 请求示例,通过 `jq` 管道处理以便于阅读: ```shell kubectl get --raw "/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/minikube" | jq '.' ``` 这是使用 `curl` 来执行的相同 API 调用: ```shell curl http://localhost:8080/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/minikube ``` 响应示例: ```json { "kind": "NodeMetrics", "apiVersion": "metrics.k8s.io/v1beta1", "metadata": { "name": "minikube", "selfLink": "/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/minikube", "creationTimestamp": "2022-01-27T18:48:43Z" }, "timestamp": "2022-01-27T18:48:33Z", "window": "30s", "usage": { "cpu": "487558164n", "memory": "732212Ki" } } ``` 下面是一个 `kube-system` 命名空间中的 `kube-scheduler-minikube` Pod 的 Metrics API 请求示例, 通过 `jq` 管道处理以便于阅读: ```shell kubectl get --raw "/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespaces/kube-system/pods/kube-scheduler-minikube" | jq '.' ``` 这是使用 `curl` 来完成的相同 API 调用: ```shell curl http://localhost:8080/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespaces/kube-system/pods/kube-scheduler-minikube ``` 响应示例: ```json { "kind": "PodMetrics", "apiVersion": "metrics.k8s.io/v1beta1", "metadata": { "name": "kube-scheduler-minikube", "namespace": "kube-system", "selfLink": "/apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespaces/kube-system/pods/kube-scheduler-minikube", "creationTimestamp": "2022-01-27T19:25:00Z" }, "timestamp": "2022-01-27T19:24:31Z", "window": "30s", "containers": [ { "name": "kube-scheduler", "usage": { "cpu": "9559630n", "memory": "22244Ki" } } ] } ``` Metrics API 在 [k8s.io/metrics](https://github.com/kubernetes/metrics) 代码库中定义。 你必须启用 [API 聚合层](/zh/docs/tasks/extend-kubernetes/configure-aggregation-layer/)并为 `metrics.k8s.io` API 注册一个 [APIService](/zh/docs/reference/kubernetes-api/cluster-resources/api-service-v1/)。 要了解有关 Metrics API 的更多信息, 请参阅资源 [Resource Metrics API Design](https://github.com/kubernetes/design-proposals-archive/blob/main/instrumentation/resource-metrics-api.md)、 [metrics-server 代码库](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server) 和 [Resource Metrics API](https://github.com/kubernetes/metrics#resource-metrics-api)。 {{< note >}} 你必须部署提供 Metrics API 服务的 metrics-server 或其他适配器才能访问它。 {{< /note >}} ## 度量资源用量 {#measuring-resource-usage} ### CPU CPU 报告为以 cpu 为单位测量的平均核心使用率。在 Kubernetes 中, 一个 cpu 相当于云提供商的 1 个 vCPU/Core,以及裸机 Intel 处理器上的 1 个超线程。 该值是通过对内核提供的累积 CPU 计数器(在 Linux 和 Windows 内核中)取一个速率得出的。 用于计算 CPU 的时间窗口显示在 Metrics API 的窗口字段下。 要了解更多关于 Kubernetes 如何分配和测量 CPU 资源的信息,请参阅 [CPU 的含义](/zh/docs/concepts/configuration/manage-resources-containers/#meaning-of-cpu)。 ### 内存 {#memory} 内存报告为在收集度量标准的那一刻的工作集大小,以字节为单位。 在理想情况下,“工作集”是在内存压力下无法释放的正在使用的内存量。 然而,工作集的计算因主机操作系统而异,并且通常大量使用启发式算法来产生估计。 Kubernetes 模型中,容器工作集是由容器运行时计算的与相关容器关联的匿名内存。 工作集指标通常还包括一些缓存(文件支持)内存,因为主机操作系统不能总是回收页面。 要了解有关 Kubernetes 如何分配和测量内存资源的更多信息, 请参阅[内存的含义](/zh/docs/concepts/configuration/manage-resources-containers/#meaning-of-memory)。 ## Metrics 服务器 {#metrics-server} metrics-server 从 kubelet 中获取资源指标,并通过 Metrics API 在 Kubernetes API 服务器中公开它们,以供 HPA 和 VPA 使用。 你还可以使用 `kubectl top` 命令查看这些指标。 metrics-server 使用 Kubernetes API 来跟踪集群中的节点和 Pod。metrics-server 服务器通过 HTTP 查询每个节点以获取指标。 metrics-server 还构建了 Pod 元数据的内部视图,并维护 Pod 健康状况的缓存。 缓存的 Pod 健康信息可通过 metrics-server 提供的扩展 API 获得。 例如,对于 HPA 查询,metrics-server 需要确定哪些 Pod 满足 Deployment 中的标签选择器。 metrics-server 调用 [kubelet](/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kubelet/) API 从每个节点收集指标。根据它使用的度量服务器版本: * 版本 v0.6.0+ 中,使用指标资源端点 `/metrics/resource` * 旧版本中使用 Summary API 端点 `/stats/summary` 了解更多 metrics-server,参阅 [metrics-server 代码库](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server)。 你还可以查看以下内容: * [metrics-server 设计](https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/design-proposals/instrumentation/metrics-server.md) * [metrics-server FAQ](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/blob/master/FAQ.md) * [metrics-server known issues](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/blob/master/KNOWN_ISSUES.md) * [metrics-server releases](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases) * [Horizontal Pod Autoscaling](/zh/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale/) ### Summary API 来源 [Kubelet](/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kubelet/) 在节点、卷、Pod 和容器级别收集统计信息, 并在[Summary API](https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/7d309e0104fedb57280b261e5677d919cb2a0e2d/staging/src/k8s.io/kubelet/pkg/apis/stats/v1alpha1/types.go) 中提供它们的统计信息供消费者阅读。 下面是一个 `minikube` 节点的 Summary API 请求示例: ```shell kubectl get --raw "/api/v1/nodes/minikube/proxy/stats/summary" ``` 这是使用 `curl` 来执行的相同 API 调用: ```shell curl http://localhost:8080/api/v1/nodes/minikube/proxy/stats/summary ``` {{< note >}} 从 metrics-server 0.6.x 开始,Summary API `/stats/summary` 端点被 `/metrics/resource` 端点替换。 {{< /note >}}