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深入浅出GitHub Top项目：Grafana在Kubernetes集群的运行与调试

云信安装大师
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11 5 月, 2025
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深入浅出GitHub Top项目：Grafana在Kubernetes集群的运行与调试

引言

Grafana是GitHub上最受欢迎的开源可视化工具之一，特别适合在Kubernetes环境中监控和分析指标数据。本文将手把手教你如何在Kubernetes集群中部署和调试Grafana，让你轻松掌握这个强大的数据可视化工具。

准备工作

在开始之前，请确保你已经具备以下环境：

  1. 一个运行中的Kubernetes集群（可以是Minikube、k3s或云服务商的托管集群）
  2. 已安装kubectl命令行工具
  3. Helm包管理器（推荐v3+版本）
代码片段 
# 验证kubectl是否正常工作
kubectl cluster-info

# 验证Helm版本
helm version

第一步：使用Helm安装Grafana

Helm是Kubernetes的包管理器，可以简化Grafana的安装过程。

1.1 添加Grafana Helm仓库

代码片段 
helm repo add grafana https://grafana.github.io/helm-charts
helm repo update

1.2 创建命名空间

代码片段 
kubectl create namespace monitoring

1.3 安装Grafana

代码片段 
helm install grafana grafana/grafana \
    --namespace monitoring \
    --set persistence.enabled=true \
    --set persistence.size=10Gi \
    --set adminPassword="your-secure-password" \
    --set service.type=LoadBalancer

参数说明：
– persistence.enabled: 启用持久化存储
– persistence.size: PVC大小设置为10GB
– adminPassword: 设置管理员密码（生产环境建议使用Secret）
– service.type: LoadBalancer类型便于外部访问

第二步：访问Grafana仪表板

2.1 获取访问地址

代码片段 
kubectl get svc -n monitoring grafana -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}'

如果使用Minikube：

代码片段 
minikube service grafana -n monitoring --url

2.2 登录Grafana

打开浏览器访问获取到的地址：
– 用户名: admin
– 密码: your-secure-password（前面设置的密码）

第三步：配置数据源（以Prometheus为例）

大多数情况下，我们需要将Grafana连接到数据源。这里以Prometheus为例：

3.1 Kubernetes中部署Prometheus（可选）

如果你还没有Prometheus：

代码片段 
helm install prometheus prometheus-community/prometheus \
    --namespace monitoring \
    --set server.persistentVolume.enabled=true \
    --set server.persistentVolume.size=50Gi

3.2 Grafana中添加数据源

  1. 登录Grafana后，左侧菜单选择”Configuration” > “Data Sources”
  2. 点击”Add data source”
  3. 选择”Prometheus”
  4. URL填写：http://prometheus-server.monitoring.svc.cluster.local:80
  5. Save & Test

原理说明：
这里使用的是Kubernetes内部DNS名称格式：
<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local:<port>

第四步：导入预置仪表板

Grafana社区提供了大量优秀的仪表板模板：

4.1 Kubernetes监控仪表板

  1. Grafana首页点击”+” > “Import”
  2. 输入仪表板ID 315 (Kubernetes Cluster)
  3. Select Prometheus data source and click Import

4.2 Node Exporter仪表板

同样方法导入ID 11074 (Node Exporter Full)

Grafana调试技巧

当遇到问题时，这些命令可以帮助你调试：

Pod日志查看

代码片段 
kubectl logs -n monitoring $(kubectl get pods -n monitoring -l app=grafana -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')

Port-forward临时访问方式（适用于没有LB的环境）

代码片段 
kubectl port-forward -n monitoring svc/grafana :80 &

PVC问题排查

如果持久化存储有问题：

代码片段 
kubectl get pvc -n monitoring
kubectl describe pvc grafana -n monitoring

Grafana高级配置示例（values.yaml）

对于生产环境，建议使用自定义values文件：

代码片段 
# custom-values.yaml
replicas:  2 # HA模式需要多个副本

ingress:
 enabled: true 
 annotations:
   kubernetes.io/ingress.class: nginx 
 hosts:
   - grafana.yourdomain.com 

persistence:
 enabled: true 
 storageClassName: "standard" 
 accessModes:
   - ReadWriteOnce 
 size:  10Gi 

grafana.ini:
 server:
   domain: "grafana.yourdomain.com"
   root_url: "%(protocol)s://%(domain)s/"
 auth.basic:
   enabled: false # Disable basic auth if using OAuth

然后安装：

代码片段 
helm upgrade --install grafana grafana/grafana \  
    -f custom-values.yaml \  
    --namespace monitoring

Grafana常见问题解决方案

Q1: Grafna无法访问Prometheus数据源

解决:
检查Prometheus服务名是否正确：

代码片段 
kubectl get svc -n monitoring | grep prometheus-server

确保网络策略允许跨命名空间通信。

Q2: Pod不断重启

解决:
检查资源限制是否足够：

代码片段 
kubectl describe pod <grafna-pod> -n monitoring | grep -A5 Resources

可能需要调整requests/limits：

代码片段 
resources:
 requests:
   cpu: "100m"
   memory: "256Mi"
 limits:
   cpu: "500m"
   memory: "512Mi"

Grafna备份与恢复最佳实践

为确保仪表板配置不丢失，建议定期备份：

API方式导出所有仪表板

代码片段 
#!/bin/bash  

# Get all dashboards IDs and names   
DASHBOARDS=$(curl -s http://admin:<YOUR_PASSWORD>@localhost:3000/api/search | jq -r '.[] | (.uid + "," + .title + "," + .uri)')  

mkdir -p backups  

while IFS= read -r line; do   
 uid=$(echo $line | cut -d',' -f1)   
 title=$(echo $line | cut -d',' -f2)   
 uri=$(echo $line | cut -d',' -f3)   

 echo "Backing up $title..."   
 curl -s http://admin:<YOUR_PASSWORD>@localhost:3000/api/dashboards/uid/$uid | jq '.dashboard' > "backups/${title// /_}.json"   
done <<< "$DASHBOARDS"

PromQL查询示例

在Grafna中使用PromQL查询K8s指标：

代码片段 
sum(rate(container_cpu_usage_seconds_total{namespace="default",container!="POD",container!=""}[5m])) by (pod) *1000 >1000

此查询显示default命名空间中CPU使用率超过1000毫秒的所有Pod。

通过本文的学习，你应该已经掌握了在Kubernetes上部署、配置和调试Grafna的全流程。这套方案已经在生产环境中得到验证，能够满足大多数监控可视化需求。

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