kubernetes日志收集 fluent-operator 动态索引名的实现

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日志收集，考虑到我们没有主动上报日志，格式也不太统一，容器化的时候，对于我们而言采集容器标准输出的日志是更快捷达到目的的方式。

大致对比了filebeat、fluentd、fluentbit、vector、logstash后，锁定了flientbit。

虽然它功能不是最强大的，但是基本功能能满足我们的业务需求，采集输入端多样化，也能做简单的filter，支持output的端也很丰富。其次，它吃资源比较少，性能也不错。

我们只需要它收集标准输出的日志，输出到es即可。

而在k8s中，有kubesphere共献给fluent的fluent-operator。该opeator提供了fluentbit only、fluentd only、fluentbit+fluentd 这几种采集方式。对于我们而言，就fluentbit 就够了。

我选择了helm方式安装，下载了它chart （https://github.com/fluent/fluent-operator/releases/download/v2.2.0/fluent-operator.tgz）包，解压到`/app/fluent-operator/ `，直接修改里面values.yaml,这样好方便未来管理自己的部署配置。

简单按照文档，修改了fluentbit的input和output后,直接安装即可

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helm upgrade --install fluent-operator --create-namespace -n fluent /app/fluent-operator/ --set containerRuntime=containerd

按照服务名区分索引名

日志是能收集了，但是所有的服务的日志，当天都放到一个索引，类似 “k8s-logs-<yyyy.mm.dd>” 这样的索引中。本地还好，如果生产环境的话，那一天单个索引就十分庞大了。而且对于不同服务日志保留天数做差异化保留的时候也不好处理，也不好直观展示各个服务日志大小。

所以能按照k8s-<service-name>-<yyyy.mm.dd>格式的话，对我们会更为理想点。截止目前的版本，没有现成的配置可以实现这个。经过研究，可以利用fluentbit的 logstash_prefix_key 这个来实现。logstash_prefix是固定的前缀，logstash_prefix_key则可以动态读取 key来作为索引名。

1.修改fluent-operator，让其支持logstash_prefix_key

经过测试，fluent-operator当前版本的模板并没有对该字段进行处理，所以要进行修改让它支持这个字段。

我需要output到es，所以我就修改了es相关的output，其它输出源的可以自己检查下。

修改 ./templates/fluentbit-output-elasticsearch.yaml

在Values.fluentbit.output.es.logstashPrefix之后增加 .Values.fluentbit.output.es.logstashPrefixKey 这段的配置，如下：

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{{- if .Values.fluentbit.output.es.logstashPrefix }}
    logstashPrefix: {{ .Values.fluentbit.output.es.logstashPrefix | default "ks-logstash-log" | quote }}
{{- end }}
{{- if .Values.fluentbit.output.es.logstashPrefixKey }}
    logstashPrefixKey: {{ .Values.fluentbit.output.es.logstashPrefixKey | default "ks-logstash-log-key" | quote }}
{{- end }}

2.让它能获取app name作为服务名

./values.yaml 修改fluentbit部分，开启kubernetes labels，因为labels的app标签就是我们的服务名。

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filter:
  kubernetes:
    enable: true
    labels: true

3. 拼接索引名

由于logstash_prefix_key只能接受 key，且不支持嵌套的对象的key。

举个直观的例子，假设你的对象是这样的：

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{
  "file": "systemd.log",
  "kubernetes": {
     "labels": {
        "app": "demo-service"
     }
  }
}

像 k8s-$kubernets["labels"]["app"] 和 像 $kubernets["labels"]["app"] 这样的值，是取不到任何内容的。像上面的例子，只接受 $file 这个值。

所以这里要实现我们的目标，我们得自己拼接出一个新的key，作为索引名。类似下面：

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{
  "file": "systemd.log",
  "app_name": "k8s-demo-service",
  "kubernetes": {
     "labels": {
        "app": "demo-service"
     }
  }
}

我是这样实现的，利用lua的filter，通过取出kubernetes的labels，拼接新的值。

我修改的是 cat ./templates/fluentbit-containerd-config.yaml 增加了一个 add_k8s_app_name_field 函数

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{{- if .Values.Kubernetes -}}
{{- if .Values.fluentbit.enable -}}
{{- if .Values.fluentbit.filter.containerd.enable -}}
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: fluent-bit-containerd-config
data:
  containerd.lua: |
    function containerd( tag, timestamp, record)
           if(record["logtag"]~=nil)
           then
           timeStr = os.date("!*t",  timestamp["sec"])
            t = string.format("%4d-%02d-%02dT%02d:%02d:%02d.%sZ",
            timeStr["year"], timeStr["month"], timeStr["day"],
            timeStr["hour"], timeStr["min"], timeStr["sec"],
            timestamp["nsec"]);
            record["time"] = t;
            record["log"] = record["message"];
            record["message"] =  nil;
            return 1, timestamp, record
            else
            return 0,timestamp,record
           end
    end

    function add_k8s_app_name_field(tag, timestamp, record)
        retcode = 0
        prefix = 'k8s' 
        app_name = record['kubernetes']['labels']['app']
        if  app_name ~= nil then
            app_name = prefix .. '-' .. app_name
            
            if app_name ~= nil then
                record['app_name'] = app_name
                retcode = 2
            end
        end
        
        return retcode, timestamp, record
    end
{{- end }}
{{- end }}
{{- end }}

修改 templates/fluentbit-clusterfilter-kubernetes.yaml 增加新增的lua filter函数 对kubernetes标签进行处理

cat templates/fluentbit-clusterfilter-kubernetes.yaml

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{{- if .Values.Kubernetes -}}
{{- if .Values.fluentbit.enable -}}
{{- if .Values.fluentbit.filter.kubernetes.enable -}}
apiVersion: fluentbit.fluent.io/v1alpha2
kind: ClusterFilter
metadata:
  name: kubernetes
  labels:
    fluentbit.fluent.io/enabled: "true"
    fluentbit.fluent.io/component: logging
spec:
  match: kube.*
  filters:
  - kubernetes:
      kubeURL: https://kubernetes.default.svc:443
      kubeCAFile: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
      kubeTokenFile: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      {{- $params := omit .Values.fluentbit.filter.kubernetes "enable" }}
      {{- if .Values.fluentbit.output.stdout.enable }}
      {{- $_ := set $params "k8sLoggingExclude" true -}}
      {{- end }}
      {{- with $params }}
      {{- . | toYaml | nindent 6 }}
      {{- end }}
  - lua:
      script:
        key: containerd.lua
        name: fluent-bit-containerd-config
      call: add_k8s_app_name_field
      timeAsTable: true
  - nest:
      operation: lift
      nestedUnder: kubernetes
      addPrefix: kubernetes_
  - modify:
      rules:
      - remove: stream
      - remove: kubernetes_pod_id
      - remove: kubernetes_docker_id
      - remove: kubernetes_container_hash
      - remove: kubernetes_labels
  - nest:
      operation: nest
      wildcard:
      - kubernetes_*
      nestUnder: kubernetes
      removePrefix: kubernetes_
{{- end }}
{{- end }}
{{- end }}

主要增加了

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- lua:
    script:
      key: containerd.lua
      name: fluent-bit-containerd-config
    call: add_k8s_app_name_field
    timeAsTable: true

到这里基本就满足所有的条件了，为了不影响systemd的日志收集和归类，也给它的lua filter增加app_name字段.

./templates/fluentbit-lua-config.yaml

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new_record["app_name"] = "systemd"

经过前面的修改后，只要在values.yaml 设置 fluentbit.output.es.logstashPrefixKey=”$app_name” 即可

4. 应用变更

我修改过的values.yaml，去除了无关部分后主要如下：

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Kubernetes: true
fluentbit:
  crdsEnable: true
  enable: true
  image:
    repository: "hub.xxxx.com/library/fluent-bit"
    tag: "v2.0.11"
  input:
    tail:
      enable: true
      refreshIntervalSeconds: 10
      memBufLimit: 50MB
      path: "/var/log/containers/*.log"
      skipLongLines: false
    systemd:
      enable: true
      path: "/var/log/journal"
      includeKubelet: true
  output:
    es:
      enable: true
      # 如果多个host的话，用hosts
      host: "es.xxx.local"
      port: 9200
      logstashFormat: true
      logstashPrefixKey: "$app_name"
  filter:
    kubernetes:
      enable: true
      labels: true
      annotations: false
      k8sLoggingExclude: true
    containerd:
      enable: true
    systemd:
      enable: true

再来helm更新一下，搞定

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helm upgrade --install fluent-operator --create-namespace -n fluent /app/fluent-operator/ --set containerRuntime=containerd

效果如下：

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yellow open k8s-kiali-2023.05.10                iWEHK0gKR6GoPKjO3gH6Eg 1 1      30      0 105.9kb 105.9kb
yellow open k8s-nginx-deploy-2023.05.10         OCzPIKWgRneSn27J-o4k9g 1 1      16      0  76.3kb  76.3kb
yellow open k8s-istiod-2023.05.10               GlA1dI7aQDqPFD-5ZMX6iw 1 1     797      0 329.5kb 329.5kb
yellow open k8s-reviews-2023.05.10              41Ifiq3cTQGBKdJ4Fn2MJQ 1 1      18      0  86.6kb  86.6kb

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