おうちk8sのラズパイ騒音問題からmonitoring実装へ

はじめに
1. 最初に結論から
ファンの掃除
ファンの設定
CPUの温度のmonitoring実装へ
helmfile
Victoria Metrics
storage
Victoria MetoricsへCPUの温度情報を送る
1. helmの中に組み込む
最後に、、、3.3Vしたら静かになった（笑）

はじめに

ラズパイのケースのファンが出す騒音が問題になっていました。

ここで音を遮断するために例えば、レゴで壁を造って密閉したりすると、熱がこもってしまう懸念もあります。

このため、ファンの設定を定義することで対応しようとしました。

それでもうるさかったのでもがいた記録です。

最初に結論から

最初に結論から述べると、v5からv3.3に変更したら騒音が結構改善されました（笑）

ファンの掃除

よく、エアコンの騒音がフィルターを掃除したら直ったということも聞くので、まずはファンの掃除から対応しました。

beforeの写真は以下。

afterの写真は以下。

掃除しましたが、まだ、ファンはうるさいです。

ファンの設定

そしてファンの設定をします。

参考にさせていただいたのは以下のサイトです。

参考： https://qiita.com/matoruru/items/8d5b64f0f41ec66ab1a2

以下の設定を「/boot/firmware/config.txt」ファイルに加えます。

dtoverlay=rpi-poe-plus
dtparam=poe_fan_temp0=60000,poe_fan_temp0_hyst=2000
dtparam=poe_fan_temp1=70000,poe_fan_temp1_hyst=2000
dtparam=poe_fan_temp2=80000,poe_fan_temp2_hyst=2000
dtparam=poe_fan_temp3=85000,poe_fan_temp3_hyst=5000

で、これで騒音が解消したのかというと、そういう訳ではありませんでした。

まだ、ファンがうるさいなと思う時はたびたび起きました。

CPUの温度のmonitoring実装へ

そもそも、CPUが高温になってしまっているのでは？と思ったので、CPUの温度の値の可視化をしようとしました。

VictoriaMetricsにCPUの温度を出力させます。

今回はhelmfileで実装することにします。

helmfile

helmfileのファイル構成は以下のようになっています。

.
├── get_metrics_python
│   ├── charts
│   │   └── python_metrics
│   ├── dockerfile
│   │   ├── Dockerfile
│   │   └── python_codes
│   └── helmfile.yaml
├── helmfile.yaml
├── storage
│   ├── helmfile.yaml
│   └── local-path-provisioner
└── victoriametrics
    ├── helmfile.yaml
    └── vm-values.yaml

一番上の階層にいるhelmfile.yamlの中身は以下です。

helmfiles:
  - ./storage/helmfile.yaml
  - ./victoriametrics/helmfile.yaml
  - ./get_metrics_python/helmfile.yaml

Victoria Metrics

victoriametricsフォルダの中にあるhelmfile.yamlの中身は以下になります。

repositories:
  - name: vm
    url: https://victoriametrics.github.io/helm-charts

releases:
  - name: victoria-metrics
    namespace: monitoring
    chart: vm/victoria-metrics-cluster
    values:
      - vm-values.yaml

vm-values.yamlの中身は以下。

vmselect:
  replicaCount: 2

vminsert:
  replicaCount: 2

vmstorage:
  replicaCount: 2

  persistence:
    enabled: true
    storageClass: local-path
    size: 1Gi
    accessModes:
      - ReadWriteOnce

storage

ファイル構成に

├── storage
│   ├── helmfile.yaml
│   └── local-path-provisioner

という部分がありましたが、こちらのlocal-path-provisionerフォルダは以下でダウンロードしてきたものをそのまま使用しています。

$ git clone https://github.com/rancher/local-path-provisioner.git

helmfile.yamlは以下のようになっています。

releases:
  - name: local-path-storage
    namespace: local-path-storage
    chart: ./local-path-provisioner/deploy/chart/local-path-provisioner
    values:
      - storageClass:
          create: true
          name: local-path
          defaultClass: true

Victoria MetoricsへCPUの温度情報を送る

そもそもラズパイのcpuの温度は以下で取得できます。

def get_cpu_temp():
    with open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp") as f:
        return float(f.read().strip()) / 1000.0

if __name__ == "__main__":
    print(f"CPU Temp: {get_cpu_temp():.1f} °C")

実行してみると、CPUの温度は以下のように取得できます。

$ python3 get_metrics.py
CPU Temp: 40.9 °C

この設定をk8s内で使用するためにhelmに組み込みます。

helmの中に組み込む

上記で記載のhelmfileの全体ディレクトリ構成から抜粋しますが、python部分は以下のようになっています。

├── get_metrics_python
│   ├── charts
│   │   └── python_metrics
│   ├── dockerfile
│   │   ├── Dockerfile
│   │   └── python_codes
│   └── helmfile.yaml

そして、このpython部分の詳細（さらに深い層）は以下のようになっています。

├── charts
│   └── python_metrics
│       ├── Chart.yaml
│       ├── templates
│       │   └── daemonset.yaml
│       └── values.yaml
├── dockerfile
│   ├── Dockerfile
│   └── python_codes
│       └── get_cpu_temp.py
└── helmfile.yaml

まず、今回のVictoria Metoricsの環境に合わせて、上記pythonコードを以下のように変更します。

import requests
import time

def get_cpu_temp():
    with open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp") as f:
        return float(f.read().strip()) / 1000.0

while True:
    temp = get_cpu_temp()
    data = f"rpi_cpu_temperature_celsius {temp}\n"

    r = requests.post(
        "http://victoria-metrics-victoria-metrics-cluster-vminsert.monitoring:8480/insert/0/prometheus/api/v1/import/prometheus",
        data=data,
        timeout=5,
    )

    print("status:", r.status_code, r.text)
    time.sleep(300)

次に、daemonset.yamlは以下のようになります。

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: python-metrics
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: python-metrics
  template:
    metadata:
      labels:
        app: python-metrics
    spec:
      containers:
        - name: python
          image: my_repo/metrics-python:v0.0.3
          command: ["sh", "-c"]
          args:
            - |
              pip3 install requests
              python3 /data/get_cpu_temp.py
          volumeMounts:
            - name: host-sys
              mountPath: /sys
              readOnly: true
      volumes:
        - name: host-sys
          hostPath:
            path: /sys
            type: Directory

これでvictoria metricsのUIからメトリクスを検索してみると、確認することができました！！