docker 日志方案

docker logs默认会显示命令的标准输出（STDOUT）和标准错误（STDERR）。下面使用echo.sh和Dockerfile创建一个名为echo.v1的镜像，echo.sh会一直输出”hello“

[root@ docker]# cat echo.sh
#!/bin/sh
while true;do echo hello;sleep ;done
[root@ docker]# cat Dockerfile
FROM busybox:latest
WORKDIR /home
COPY echo.sh /home
CMD [ "sh", "-c", "/home/echo.sh" ]

# chmod  echo.sh
# docker build -t echo:v1 .

运行上述镜像，在对于的容器进程目录下可以看到该进程打开个4个文件，其中fd为10的即是运行的shell 脚本，

# ps -ef|grep echo
root           : pts/    :: /bin/sh /home/echo.sh
root           : pts/    :: grep --color=auto echo
[root@ docker]# cd /proc//fd
[root@ fd]# ll
lrwx------.  root root  Jan  :  -> /dev/pts/
lrwx------.  root root  Jan  :  -> /dev/pts/
lr-x------.  root root  Jan  :  -> /home/echo.sh
lrwx------.  root root  Jan  :  -> /dev/pts/

执行docker logs -f CONTAINER_ID 跟踪容器输出，fd为1的文件为docker logs记录的输出，可以直接导入一个自定义的字符串，如echo ”你好“ > 1,可以在docker log日志中看到如下输出

hello
hello
你好
hello

docker支持多种插件，可以在docker启动时通过命令行传递log driver，也可以通过配置docker的daemon.json文件来设置dockerd的log driver。docker默认使用json-file的log driver，使用如下命令查看当前系统的log driver

# docker info --format '{{.LoggingDriver}}'
json-file

下面使用journald来作为log driver

#  docker run -itd --log-driver=journald echo:v1
8a8c828fa673c0bea8005d3f53e50b2112b4c8682d7e04100affeba25ebd588c
# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                 CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
8a8c828fa673        echo:v1             "sh -c /home/echo.sh"    minutes ago       Up  minutes                            vibrant_curie
# journalctl CONTAINER_NAME=vibrant_curie --all

在journalctl中可以看到有如下log日志，8a8c828fa673就是上述容器的ID

-- Logs begin at Fri -- :: CST, end at Mon -- :: CST. --
Jan  :: . 8a8c828fa673[]: hello
Jan  :: . 8a8c828fa673[]: hello
...

同时使用docker inspect查看该容器配置，可以看到log driver变为了journald，

"LogConfig": {
     "Type": "journald",
       "Config": {}
},

生产中一般使用日志收集工具来对服务日志进行收集和解析，下面介绍使用fluentd来采集日志，fluentd支持多种插件，支持多种日志的输入输出方式，插件使用方式可以参考官网。下载官方镜像

docker pull fluent/fluentd

首先创建一个fluentd的配置文件，该配置文件用于接收远端日志，并打印到标准输出

# cat fluentd.conf
 <source>
   @type forward
 </source>

 <match *>
   @type stdout
 </match>

创建2个docker images，echo:v1和echo:v2，内容如下

# cat echo.sh ---echo:v1
#!/bin/sh
while true;do
    echo "docker1 -> 11111"
    echo "docker1,this is docker1"
    echo "docker1,12132*)("
    sleep
done

# cat echo.sh ----echo:v2
#!/bin/sh
while true;do
    echo "docker2 -> 11111"
    echo "docker2,this is docker1"
    echo "docker2,12132*)("
    sleep
done

首先启动fluentd，然后启动echo:v1，fluentd使用本地配置文件/home/fluentd/fluentd.conf替换默认配置文件，fluentd-address用于指定fluentd的地址，更多选项参见fluentd logging driver

# docker run -it --rm -p : -v /home/fluentd/fluentd.conf:/fluentd/etc/fluentd.conf -e FLUENTD_CONF=fluentd.conf fluent/fluentd:latest
# docker run --rm --name=docker1 --log-driver=fluentd --log-opt tag="{{.Name}}" --log-opt fluentd-address=192.168.80.189: echo:v1

fluentd默认绑定地址为0.0.0.0，即接收本机所有接口IP的数据，绑定端口为指定的端口24224，fluentd启动时有如下输出

[info]: # listening port port= bind="0.0.0.0"

在fluentd界面上可以看到echo:v1重定向过来的输出，下面加粗的docker1为容器启动时设置的tag值，docker支持tag模板，可以参考Customize log driver output

-- ::24.000000000 + docker1: {"container_name":"/docker1","source":"stdout","log":"docker1 -> 11111","container_id":"74c0af9defd10d33db0e197f0dd3af382a5c06a858f06bdd2f0f49e43bf0a25e"}
-- ::24.000000000 + docker1: {"container_id":"74c0af9defd10d33db0e197f0dd3af382a5c06a858f06bdd2f0f49e43bf0a25e","container_name":"/docker1","source":"stdout","log":"docker1,this is docker1"}
-- ::24.000000000 + docker1: {"container_id":"74c0af9defd10d33db0e197f0dd3af382a5c06a858f06bdd2f0f49e43bf0a25e","container_name":"/docker1","source":"stdout","log":"docker1,12132*)("}

上述场景中，如果fluentd没有启动，echo:v1也会启动失败，可以在容器启动时使用fluentd-async-connect来避免因fluentd退出或未启动而导致容器异常，如下图，当fluentd未启动也不会导致容器启动失败

docker run --rm --name=docker1 --log-driver=fluentd --log-opt tag="docker1.{{.Name}}" --log-opt fluentd-async-connect=true --log-opt fluentd-address=192.168.80.189: echo:v1

上述场景输出直接重定向到标准输出，也可以使用插件重定向到文件，fluentd使用如下配置文件，日志文件会重定向到/home/fluent目录下，match用于匹配echo:v1的输出(tag="docker1.{{.Name}}")，这样就可以过滤掉echo:v2的输出

# cat fluentd.conf
 <source>
   @type forward
 </source>

 <match docker1.*>
   @type file
    path /home/fluent/
 </match>

使用如下方式启动fluentd

# docker run -it --rm -p : -v /home/fluentd/fluentd.conf:/fluentd/etc/fluentd.conf -v /home/fluent:/home/fluent -e FLUENTD_CONF=fluentd.conf fluent/fluentd:latest

在/home/fluent下面可以看到有生成的日志文件

# ll
total
-rw-r--r--.  charlie charlie  Jan  : buffer.b58095399160f67b3b56a8f76791e3f1a.log
-rw-r--r--.  charlie charlie    Jan  : buffer.b58095399160f67b3b56a8f76791e3f1a.log.meta

上述展示了使用fluentd的标准输出来显示docker logs以及使用file来持久化日志。生产中一般使用elasticsearch作为日志的存储和搜索引擎，使用kibana为log日志提供显示界面。可以在这里获取各个版本的elasticsearch和kibana镜像以及使用文档，本次使用6.5版本的elasticsearch和kibana。注：启动elasticsearch时需要设置sysctl -w vm.max_map_count=262144

fluentd使用elasticsearch时需要在镜像中安装elasticsearch的plugin，也可以直接下载包含elasticsearch plugin的docker镜像，如果没有k8s.gcr.io/fluentd-elasticsearch的访问权限，可以pull这里的镜像。

使用docker-compose来启动elasticsearch，kibana和fluentd，文件结构如下

# ll
-rw-r--r--.  root root  Jan  : docker-compose.yml
-rw-r--r--.  root root   Jan  : elasticsearch.yml
-rw-r--r--.  root root   Jan  : fluentd.conf
-rw-r--r--.  root root  Jan  : kibana.yml

centos上docker-compose的安装可以参见这里。docker-compose.yml以及各组件的配置如下。它们共同部署在同一个bridge esnet上，同时注意kibana.yml和fluentd.yml中使用elasticsearch的service名字作为host。kibana的所有配置可以参见kibana.yml

# cat docker-compose.yml
version: ''
services:
  elasticsearch:
    image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:6.5.
    container_name: elasticsearch
    environment:
      - http.host=0.0.0.0
      - transport.host=0.0.0.0
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms1g -Xmx1g"
    volumes:
      - esdata:/usr/share/elasticsearch/data
      - ./elasticsearch.yml:/usr/share/elasticsearch/config/elasticsearch.yml
    ports:
      - :
      - :
    networks:
      - esnet
    ulimits:
      memlock:
        soft: -
        hard: -
      nofile:
        soft:
        hard:
    mem_limit: 2g
    cap_add:
      - IPC_LOCK

  kibana:
    image: docker.elastic.co/kibana/kibana:6.5.
    depends_on:
      - elasticsearch
    container_name: kibana
    environment:
      - SERVER_HOST=0.0.0.0
    volumes:
      - ./kibana.yml:/usr/share/kibana/config/kibana.yml
    ports:
      - :
    networks:
      - esnet

  flunted:
    image: fluentd-elasticsearch:v2.4.0
    depends_on:
      - elasticsearch
    container_name: flunted
    environment:
      - FLUENTD_CONF=fluentd.conf
    volumes:
      - ./fluentd.conf:/etc/fluent/fluent.conf
    ports:
      - :
    networks:
      - esnet

volumes:
  esdata:
    driver: local
networks:
  esnet:

# cat elasticsearch.yml
cluster.name: "chimeo-docker-cluster"
node.name: "chimeo-docker-single-node"
network.host: 0.0.0.0

# cat kibana.yml
#kibana is served by a back end server. This setting specifies the port to use.
server.port: 

# Specifies the address to which the Kibana server will bind. IP addresses and host names are both valid values.
# The default is 'localhost', which usually means remote machines will not be able to connect.
# To allow connections from remote users, set this parameter to a non-loopback address.
server.host: "localhost"

# The Kibana server's name.  This is used for display purposes.
server.name: "charlie"

# The URLs of the Elasticsearch instances to use for all your queries.
elasticsearch.url: "http://elasticsearch:9200"

# Kibana uses an index in Elasticsearch to store saved searches, visualizations and
# dashboards. Kibana creates a new index if the index doesn't already exist.
kibana.index: ".kibana"

# Time in milliseconds to wait for Elasticsearch to respond to pings. Defaults to the value of
# the elasticsearch.requestTimeout setting.
elasticsearch.pingTimeout: 

# Time in milliseconds to wait for responses from the back end or Elasticsearch. This value
# must be a positive integer.
elasticsearch.requestTimeout: 

# Time in milliseconds to wait for Elasticsearch at Kibana startup before retrying.
elasticsearch.startupTimeout: 

# Set the interval in milliseconds to sample system and process performance
# metrics. Minimum is 100ms. Defaults to .
ops.interval: 

# cat fluentd.conf
 <source>
    @type forward
 </source>

 <match **>
    @type elasticsearch
    log_level info
    include_tag_key true
    host elasticsearch
    port
    logstash_format true
    chunk_limit_size 10M
    flush_interval 5s
    max_retry_wait
    disable_retry_limit
    num_threads
  </match>

使用如下命令启动即可

# docker-compose up

启动一个使用fluentd的容器。注：测试过程中可以不加fluentd-async-connect=true，可以判定该容器是否能连接到fluentd

docker run -it --rm --name=docker1 --log-driver=fluentd --log-opt tag="fluent.{{.Name}}" --log-opt fluentd-async-connect=true --log-opt fluentd-address=127.0.0.1: echo:v1

打开本地浏览器，输入kibana的默认url：http://localhost:5601，创建index后就可以看到echo:v1容器的打印日志

在使用到kubernetes时，fluentd一般以DaemonSet方式部署到每个node节点，采集node节点的log日志。也可以以sidecar的方式采集同pod的容器服务的日志。更多参见Logging Architecture

TIPS:

• fluentd给elasticsearch推送数据是以chunk为单位的，如果chunk过大可能导致elasticsearch因为payload过大而无法接收，需要设置chunk_limit_size大小，参考Fluentd-ElasticSearch配置
• 生产中fluentd直接发送日志到elasticsearch，可能会因为es没能及时读取日志而导致fluentd中缓存的日志爆满，建议在fluentd和es之间使用kafka进行日志缓存

参考：

https://stackoverflow.com/questions/44002643/how-to-use-the-official-docker-elasticsearch-container