面试题：微服务架构下Prometheus如何采集微服务的CPU使用率指标

Question

在微服务架构中，Prometheus用于监控各项指标。请阐述Prometheus采集微服务CPU使用率指标的基本流程，包括微服务需要做哪些配置，Prometheus如何发现目标微服务并获取指标数据。

Answer 1

微服务配置

1. 安装Exporter：在每个微服务所在的服务器上安装对应操作系统或应用的Exporter，如Node Exporter用于收集操作系统层面指标（包括CPU使用率）。以Linux系统安装Node Exporter为例，可从官方下载对应二进制文件，解压后赋予执行权限。
2. 配置Exporter：部分Exporter可能需要简单配置，例如指定监听地址和端口等。Node Exporter默认监听0.0.0.0:9100，一般无需额外配置即可收集CPU使用率等指标。
3. 暴露指标接口：确保Exporter将指标数据通过HTTP接口暴露出来，例如Node Exporter会在http://<server-ip>:9100/metrics路径下提供指标数据，微服务可通过健康检查等机制确保Exporter正常运行且指标可访问。

Prometheus发现目标微服务及获取指标数据流程

1. 静态配置：在Prometheus的配置文件（prometheus.yml）中，通过static_configs字段手动指定目标微服务的Exporter地址。例如：

scrape_configs:
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['<server-1-ip>:9100', '<server-2-ip>:9100']

2. 服务发现：
   • 基于文件的服务发现：Prometheus支持通过定期读取文件来发现目标。创建一个包含目标Exporter地址的文件（如targets.json），在prometheus.yml中配置：

scrape_configs:
  - job_name: 'node-exporter'
    file_sd_configs:
      - files:
        - 'targets.json'

- **基于DNS的服务发现**：若微服务通过DNS记录注册（如SRV记录），Prometheus可配置通过DNS发现目标。在`prometheus.yml`中配置：

scrape_configs:
  - job_name: 'node-exporter'
    dns_sd_configs:
      - names: ['_prometheus._tcp.example.com']
        type: 'SRV'
        port: 9100

- **基于Kubernetes的服务发现**：在Kubernetes环境中，Prometheus可利用Kubernetes API进行服务发现。通过配置`kubernetes_sd_configs`，Prometheus可以发现Kubernetes集群中的所有Node Exporter服务，例如：

scrape_configs:
  - job_name: 'kubernetes-nodes'
    kubernetes_sd_configs:
      - role: node
    relabel_configs:
      - source_labels: [__address__]
        regex: '(.*):10250'
        replacement: '${1}:9100'
        target_label: __address__

3. 采集指标：Prometheus按照配置的时间间隔（默认1分钟，可在prometheus.yml中scrape_interval字段配置），向已发现的目标微服务Exporter的指标接口（如http://<server-ip>:9100/metrics）发送HTTP GET请求，获取包含CPU使用率等指标的文本格式数据，然后将这些数据进行解析、存储，供后续查询和可视化使用。