Kubernetes v1.34: PSI-Metriken für Kubernetes-Absolventen in Beta

TL;DR

Kubernetes v1.34 hat die Pressure Stall Information (PSI) Metriken in den Beta-Status überführt. Diese Metriken ermöglichen eine präzise Überwachung von Ressourcenengpässen auf Knotenebene, indem sie die Zeit messen, die Aufgaben aufgrund von Ressourcenengpässen gestoppt sind. Dies unterstützt DevOps-Teams dabei, Leistungsengpässe zu identifizieren und Ressourcen effizienter zu verwalten.

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Mit dem Wachstum und der Komplexität von Kubernetes-Clustern wird es immer wichtiger, die Gesundheit und Leistung einzelner Knoten zu verstehen. Die PSI-Metriken bieten eine standardisierte Methode zur Quantifizierung von Druck auf Infrastrukturressourcen, indem sie messen, ob die Nachfrage nach einer Ressource das aktuelle Angebot übersteigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Auslastungsmetriken erfassen PSI-Metriken die Zeit, in der Aufgaben aufgrund von Ressourcenengpässen gestoppt sind, was eine tiefere Einsicht in die Ursachen von Leistungsproblemen bietet.

Die PSI-Metriken unterteilen sich in zwei Kategorien: „some pressure“ und „full pressure“. „Some pressure“ beschreibt den Prozentsatz der Zeit, in der mindestens eine Aufgabe auf einer Ressource blockiert ist, während „full pressure“ den Prozentsatz angibt, in dem alle nicht-untätigen Aufgaben gleichzeitig auf einer Ressource blockiert sind. Diese Metriken werden über rollierende Zeitfenster von 10 Sekunden, 1 Minute und 5 Minuten aggregiert und bieten somit einen umfassenden Überblick über den Ressourcenstatus.

Um PSI-Metriken in Kubernetes zu nutzen, muss das Kubelet mit aktivierter KubeletPSI-Feature-Gate konfiguriert werden. Die Metriken werden über zwei Kanäle bereitgestellt: die Summary API und den Prometheus-Endpunkt /metrics/cadvisor. Die neuen Metriken, die im Prometheus-Format verfügbar sind, umfassen unter anderem:

• container_pressure_cpu_stalled_seconds_total
• container_pressure_memory_stalled_seconds_total
• container_pressure_io_stalled_seconds_total

Diese Metriken ermöglichen eine detaillierte Analyse der Ressourcenbelastung, was zur Identifizierung von Leistungsproblemen beiträgt. Beispielsweise kann ein kontinuierlicher Anstieg des „some pressure“ für den Arbeitsspeicher auf ein mögliches Speicherleck hinweisen. Darüber hinaus können diese Metriken zur Optimierung von Ressourcenanforderungen und -grenzen sowie zur Auslösung von Autoscaling-Ereignissen verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Workloads über die benötigten Ressourcen verfügen.

Technische Details/Implikationen

Um PSI-Metriken zu aktivieren, müssen die Knoten auf einer Linux-Kernel-Version 4.20 oder höher mit cgroup v2 betrieben werden. Nach der Aktivierung des KubeletPSI-Feature-Gates können die Metriken durch ein Prometheus-kompatibles Überwachungssystem erfasst werden. Es ist zu beachten, dass PSI eine Funktion des Linux-Kernels ist und daher auf Windows-Knoten nicht verfügbar ist. Kubernetes-Cluster können jedoch eine Mischung aus Linux- und Windows-Knoten enthalten.

Fazit/Ausblick

Die Einführung von PSI-Metriken in Kubernetes v1.34 stellt einen bedeutenden Fortschritt für die Überwachung und Verwaltung von Ressourcen in Cloud-nativen Umgebungen dar. Die Community wird ermutigt, die Beta-Funktion auszuprobieren und Feedback zu geben, um die Funktionalität weiter zu verbessern und auf eine stabile GA-Version hinzuarbeiten.