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导读

本文讲解如何在 kube-prometheus 集群监控栈中纳入 Windows 工作节点，核心是两条路线：基于 Kubernetes v1.22+ HostProcess 容器与 containerd 运行时的windows-hostprocessaddon（部署 windows_exporter 到 Windows 节点内），以及面向 Docker 运行时的windowsaddon（利用 additional scrape configuration 静态抓取节点端口）。读完本文，你将掌握两种方案的 jsonnet 接入写法、可调参数与源码级工作原理，能够按自己的集群运行时环境选型并落地 Windows 节点监控。

前提条件与方案选型

kube-prometheus 的 Windows 监控能力由两个 addon 提供，选择依据是集群中 Windows 节点的容器运行时：

两个 addon 都会引入 kubernetes-mixin 中的 Windows 面板（dashboards）与告警规则（rules），但数据采集方式完全不同：

• containerd 方案：以 HostProcess 形式在 Windows 节点内运行 windows_exporter 容器，由 kube-prometheus 生成 DaemonSet + ConfigMap + PodMonitor，Prometheus 直接发现并抓取；
• Docker 方案：Docker 化的 Windows 节点无法在 Pod 内运行 windows_exporter，因此该 addon不部署任何 exporter，而是通过 Prometheus 的 additional scrape configuration 生成静态抓取配置，指向你在节点上自行部署的 windows_exporter（通常监听 NodePort）。该 addon 只负责把规则、面板和抓取配置注入到 Prometheus 中，节点 IP 与端口需要你显式提供。

补充：文档所引用的官方说明中，windows_exporter 的 kubernetes 部署方式基于 containerd 运行时；如果你正以 Docker 运行时运行 Windows 节点，请走第二种方案。

方案一：基于 HostProcess 容器的 windows-hostprocess addon

工作原理

windows-hostprocess.libsonnet会生成三类资源（从 addons/windows-hostprocess.libsonnet 源码可见）：

1. DaemonSet（kind: DaemonSet）：在每个 Windows 节点上运行 windows_exporter 容器。关键点包括：

   • securityContext.windowsOptions.hostProcess: true且runAsUserName: 'NT AUTHORITY\\system'，即以系统权限运行 HostProcess 容器（addons/windows-hostprocess.libsonnet）；
   • hostNetwork: true直接使用宿主机网络，端口hostPort与containerPort均为配置端口（默认 9182）（addons/windows-hostprocess.libsonnet）；
   • 通过 initContainerconfigure-firewall调用 PowerShell 的New-NetFirewallRule在节点防火墙放行 TCP 入站端口（默认 9182）（addons/windows-hostprocess.libsonnet）；
   • nodeSelector: {'kubernetes.io/os': 'windows'}只调度到 Windows 节点，并带os=windows:NoSchedule容忍（addons/windows-hostprocess.libsonnet）；
   • 更新策略为 RollingUpdate，maxUnavailable: 10%（addons/windows-hostprocess.libsonnet）。

2. ConfigMap：向容器注入config.yml，内容为collectors.enabled，默认启用cpu,logical_disk,net,os,system,container,memory采集器（addons/windows-hostprocess.libsonnet）。容器启动参数使用%CONTAINER_SANDBOX_MOUNT_POINT%引用该配置并设置 textfile 目录。

3. PodMonitor：以monitoring.coreos.com/v1定义抓取端点，interval默认 30s、scrapeTimeout默认 15s，并通过 relabeling 把__meta_kubernetes_pod_node_name写为instance标签（addons/windows-hostprocess.libsonnet）。

同时，addon 会把 mixin 的 Windows 面板注入 Grafana，把 Windows 规则注入 PrometheusRule，并通过windowsExporterSelector: 'job="windows-exporter"'将面板/规则与采集作业关联（addons/windows-hostprocess.libsonnet）。

最小接入 jsonnet

将以下内容写入你自己的 jsonnet 文件（完整可编译版本见 examples/windows-hostprocess.jsonnet）：

local kp = (import 'kube-prometheus/main.libsonnet') + (import 'kube-prometheus/addons/windows-hostprocess.libsonnet') + { values+:: { windowsExporter+:: { image: "ghcr.io/prometheus-community/windows-exporter", version: "0.21.0", }, }, }; { ['windows-exporter-' + name]: kp.windowsExporter[name] for name in std.objectFields(kp.windowsExporter) }

常用配置项

依据 addons/windows-hostprocess.libsonnet 的 defaults，可在values.windowsExporter中覆盖以下字段：

注意name默认固定为windows-exporter，面板与规则的job="windows-exporter"选择器依赖该值；如果修改，需同步调整 mixin 选择器。

方案二：面向 Docker 运行时的 windows addon

工作原理

windows.libsonnet（addons/windows.libsonnet）不产生 DaemonSet，而是：

1. 定义一个名为windows-exporter的抓取作业（job_name），其static_configs中的targets必须由你填写，格式为"<节点IP>:<端口>"（源码中默认targets: [error 'must provide targets array']强制要求提供，addons/windows.libsonnet）；
2. 使用 relabel 规则把目标地址写为instance标签（addons/windows.libsonnet）；
3. 生成一个名为prometheus-<name>-additional-scrape-config的 Secret，stringData['prometheus-additional.yaml']为渲染后的抓取配置（addons/windows.libsonnet）；
4. 在 Prometheus 的spec.additionalScrapeConfigs中引用该 Secret，实现 additional scrape configuration（addons/windows.libsonnet），并同样注入 Grafana 面板与 PrometheusRule，选择器为job="windows-exporter"。

因此该方案要求你：在 Windows 节点上自行部署 windows_exporter 并监听某端口，再把节点 IP 与端口填入targets。

最小接入 jsonnet

完整可编译版本见 examples/windows.jsonnet，核心片段：

local kp = (import 'kube-prometheus/main.libsonnet') + (import 'kube-prometheus/addons/windows.libsonnet') + { values+:: { windowsScrapeConfig+:: { static_configs: { targets: ["10.240.0.65:5000", "10.240.0.63:5000"], }, }, }, };

把targets换成你的实际节点 IP 与 windows_exporter 监听端口即可。注意在完整示例中，static_configs是以数组形式给出的（static_configs: [{ targets: [...] }]，examples/windows.jsonnet），本文档中演示的写法意在表达同样的语义，建议以完整示例的数组结构为准，以便后续可追加多组目标。

把 jsonnet 编译并部署到集群

两个 addon 都基于 kube-prometheus 的标准 jsonnet 工作流。以仓库自带的完整示例为例：

1. 准备工具链：jsonnet（go install github.com/google/go-jsonnet/cmd/jsonnet@latest）与gojsontoyaml（go install github.com/brancz/gojsontoyaml@latest）；

2. 安装依赖：在项目目录执行jb init与jb install github.com/prometheus-operator/kube-prometheus/jsonnet/kube-prometheus@main，生成vendor/（详见 docs/customizing.md）；

3. 生成 manifests：用 jsonnet 渲染你的 Windows 接入文件并转成 YAML。以完整示例为模板时，windows-hostprocess.jsonnet会额外输出windows-exporter-daemonset、windows-exporter-configmap、windows-exporter-podmonitor等文件；

4. 应用部署（参考 README.md 的 Quickstart）：

   kubectl apply --server-side -f manifests/setup kubectl wait --for condition=Established --all CustomResourceDefinition --namespace=monitoring kubectl apply -f manifests/

   其中manifests/setup包含命名空间与 CRD，PodMonitor 依赖 CRD 就绪后再创建，因此分两步执行更稳妥。

验证与排障要点

• containerd 方案：确认 DaemonSet 已调度到 Windows 节点（kubectl get ds -n monitoring），Pod 状态 Running，且防火墙 initContainer 执行成功；随后在 Prometheus 的 Targets 页面应能看到windows-exporter作业及其 PodMonitor 端点；
• Docker 方案：确认附加抓取配置已生效（Prometheus 配置页prometheus-additional.yaml），Targets 页面出现你填写的IP:端口；若出现context deadline exceeded，检查节点防火墙是否放行对应端口、windows_exporter 进程是否存活；
• 面板与告警是否加载：Grafana 中应出现来自 kubernetes-mixin 的 Windows 面板，Prometheus 的 Rules 页面应包含 Windows 相关规则，二者均以job="windows-exporter"作为指标选择依据。

小结

kube-prometheus 的 Windows 监控能力是"按运行时分流"的：containerd + HostProcess 方案体验最顺滑，addon 自动完成 DaemonSet、防火墙、配置注入与 PodMonitor 全链路；Docker 方案则退化为"静态抓取 + 面板规则"，需要你自行维护 windows_exporter 进程并显式提供节点 IP/端口。选对 addon、填对参数，即可把 Windows 节点纳入现有 Prometheus 监控体系。相关可继续深入阅读的资料：windows-hostprocess 完整示例、windows 完整示例、kube-prometheus 自定义指南 以及仓库预编译的 manifests 目录。

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