在Kubernetes上部署Windows Exporter的完整指南
前言
Windows Exporter是一个专门为Windows系统设计的Prometheus指标导出器，它能够收集Windows系统的各种性能指标并将其暴露为Prometheus可抓取的格式。本文将详细介绍如何在Kubernetes集群中部署Windows Exporter，特别针对Windows节点使用HostProcess容器的情况。
前提条件
在开始部署前，请确保您的环境满足以下要求：
- Kubernetes版本1.22或更高
- 使用containerd作为容器运行时，版本1.6 Beta或更高
- 已为kube-apiserver和kubelet启用WindowsHostProcessContainers特性门控
重要提示：此部署方案仅支持使用Containerd运行时的Host Process Containers，Docker运行时目前不支持此功能。
容器镜像构建
Windows Exporter提供了多架构镜像支持，可同时适用于Windows Server 2019和2022。构建镜像的方法如下：
使用Make工具构建
DOCKER_REPO=<your repo> make push-all
在Windows上使用WSL构建
如果您的Windows系统没有安装make工具，可以通过以下步骤使用WSL构建：
- 在PowerShell中创建符号链接：
New-Item -ItemType SymbolicLink -Path "c:\docker" -Target "C:\Program Files\Docker\Docker\resources\bin\docker.exe"
- 在WSL中执行构建命令：
DOCKER_REPO=<your repo> DOCKER=/mnt/c/docker make push-all
Kubernetes部署指南
1. 部署Prometheus Operator
在部署Windows Exporter之前，需要先部署Prometheus Operator到您的集群中。推荐使用kube-prometheus项目进行快速部署。
2. 部署Windows Exporter DaemonSet
DaemonSet确保每个Windows节点上都运行一个Windows Exporter实例。我们使用ConfigMap来管理Windows Exporter的配置文件，您可以根据需要调整启用的收集器。
部署命令：
kubectl apply -f kubernetes/windows-exporter-daemonset.yaml
注意：示例清单中使用的是最新开发版镜像，生产环境建议使用已发布的稳定版本。
防火墙配置
Windows节点需要配置防火墙以允许对9182端口的访问。可以通过以下PowerShell命令实现：
New-NetFirewallRule -DisplayName 'windows-exporter' -Direction inbound -Profile Any -Action Allow -LocalPort 9182 -Protocol TCP
或者，您可以在DaemonSet中添加一个initContainer来自动配置防火墙：
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
spec:
template:
spec:
initContainers:
- name: configure-firewall
image: mcr.microsoft.com/windows/powershell:lts-nanoserver-1809
command: ["powershell"]
args: ["New-NetFirewallRule", "-DisplayName", "'windows-exporter'", "-Direction", "inbound", "-Profile", "Any", "-Action", "Allow", "-LocalPort", "9182", "-Protocol", "TCP"]
3. 创建PodMonitor
PodMonitor用于配置Prometheus的抓取规则：
kubectl apply -f windows-exporter-podmonitor.yaml
验证和查看指标
访问Prometheus UI
- 端口转发Prometheus服务：
kubectl --namespace monitoring port-forward svc/prometheus-k8s 9091:9090
- 在Prometheus UI中查询指标，例如查看节点CPU使用情况：
sum by (mode) (irate(windows_cpu_time_total{instance="10.1.0.5:9182"}[5m]))
高级配置：TLS安全传输
为了增强安全性，您可以配置Windows Exporter使用TLS加密通信。通过--web.config.file参数指定配置文件，详细配置方法请参考Prometheus exporter toolkit的web配置文档。
最佳实践建议
- 版本管理：生产环境应使用特定版本的Windows Exporter镜像，而非latest标签
- 资源限制：为Windows Exporter容器设置适当的资源限制
- 监控配置：根据实际需求调整启用的收集器，避免收集过多不必要的指标
- 安全策略：考虑使用网络策略限制对Windows Exporter端口的访问
故障排除
如果部署后无法获取指标，请检查以下方面：
- 确认HostProcess容器功能已正确启用
- 检查防火墙规则是否已正确配置
- 查看Pod日志确认Windows Exporter是否正常运行
- 验证ServiceAccount和RBAC配置是否正确
通过以上步骤，您应该能够在Kubernetes集群中成功部署Windows Exporter，并开始收集Windows节点的各项性能指标。
