云原生日志采集管理方案--Fluent Operator

2022-09-11 1152

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本文涉及的产品

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对象存储 OSS，内容安全 1000次 1年

简介： Fluent Operator是由KubeSphere 社区于2021年捐献给Fluent 社区的，最初是为了满足以云原生的方式管理 Fluent Bit 的需求。Fluentbit Operator可以灵活且方便地部署、配置及卸载 Fluent Bit 以及 Fluentd。同时, 还提供支持 Fluentd 以及 Fluent Bit 的插件，用户可以根据实际需求进行定制化配置。

背景

Fluentd/Fluent Bit作为云原生场景的可观测采集器，致力于打造云原生场景下的日志采集方案。Fluentd/Fluent Bit官方虽然提供了一些K8s的采集部署方案，但是总体来说自动化程度不高，操作也比较繁琐。所以也就催生出了各类Operator，比较有名的是Fluent Operator、Logging Operator，本文将重点介绍Fluent Operator的原理及实战。

Fluent Operator是由KubeSphere 社区于2021年捐献给Fluent 社区的，最初是为了满足以云原生的方式管理 Fluent Bit 的需求。Fluentbit Operator可以灵活且方便地部署、配置及卸载 Fluent Bit 以及 Fluentd。同时, 还提供支持 Fluentd 以及 Fluent Bit 的插件，用户可以根据实际需求进行定制化配置。

Fluent Operator原理

整体部署形态

Fluent Bit 与 Fluentd 都有采集、处理（解析和过滤）以及输出日志的能力，两者差异表现在：Fluent Bit 相对 Fluentd 更为轻量与高效，而 Fluentd借助更丰富的插件提供了更强的数据处理能力。基于Fluent Bit、Fluentd的各自的优点，在K8s日志采集场景下，Fluent Operator 提供了多种部署模式供用户根据实际业务情况进行选择：

Fluent Bit only 模式：适用于采集日志后仅需要简单处理，即发送到第三方存储系统的场景。
Fluent Bit + Fluentd 模式：适用于采集日志后需要更高级处理，才发送到第三方存储系统的场景。
Fluentd only 模式：适用于以 HTTP 或 Syslog 等的方式接收日志，经过日志处理后，发送到第三方存储系统的场景。

以Fluent Bit、Fluentd模式为例，Fluent Bit以DaemonSet用于采集K8s集群内各节点上的容器日志；而Fluentd则部署为StatefulSet，接收来自Fluent Bit的请求，之后经过日志处理后发送到第三方存储系统（例如，ES、Kafka、Loki等）。一个典型的处理pipiline如下图所示，包含了将采集、转发、过滤、输出等阶段。用户可以通过CRD的方式来配置pipiline，进而构建K8s下的日志采集系统。

CRD

Fluent Bit CRDs

Fluent Bit CRDs包含了如下几种类型：

FluentBit: Fluent Bit DaemonSet配置定义。
ClusterFluentBitConfig: 选择ClusterInput、ClusterParser、ClusterFilter、ClusterOutput，并生成配置存入Secret Config。
ClusterInput: 集群粒度的Input插件配置。通过该插件，用户可以自定义采集的日志类型。
ClusterParser: 集群粒度的Parser插件配置。通过该插件进行日志解析。
ClusterFilter: 集群粒度的Filter插件配置。通过该插件进行日志的过滤。
ClusterOutput: 集群粒度的Output插件配置。该插件主要负责将处理后的日志发送到第三方存储系统。

其中，每个ClusterInput、ClusterParser、ClusterFilter、ClusterOutput 代表一个 Fluent Bit 配置段，之后Fluent Operator 根据ClusterFluentBitConfig的标签选择器进行选择。Fluent Operator将符合条件的CRD构建成最终的配置，并存入Secret Config中，最后挂在到Fluent Bit的DaemonSet中。

为了解决Fluent Bit不支持热加载配置的问题，添加了一个名为Fluent Bit watcher的包装器，用于检测到 Fluent Bit 配置更改时立即重新启动 Fluent Bit 进程，而无需重新启动 Fluent Bit的pod。

Fluentd CRDs

Fluentd CRDs包含了如下几种类型：

Fluentd: Fluentd Statefulset配置定义。
FluentdConfig: 选择namespace粒度的ClusterInput、ClusterParser、ClusterFilter、ClusterOutput，并生成配置存入Secret Config。
ClusterFluentdConfig: 选择集群粒度的ClusterInput、ClusterParser、ClusterFilter、ClusterOutput，并生成配置存入Secret Config。
Filter: namespace粒度的Filter插件配置。
ClusterFilter: 集群粒度的Filter插件配置。
Output: namespace粒度的Ouptut插件配置。
ClusterOutput: 集群粒度的Ouptut插件配置。

ClusterFluentdConfig为集群级别，具有watchedNamespaces字段，可以设置监听的namespace；如果不设置，则表示全局监听。FluentdConfig为namespace级别，只能监听所在的namespace的CR。通过ClusterFluentdConfig、FluentdConfig可以在namespace层面实现多租户日志隔离。