使用Prometheus+Grafana監控

 

1、介紹Prometheus

Prometheus（普羅米修斯）是一套開源的監控&報警&時間序列數據庫的組合，起始是由SoundCloud公司開發的。隨着發展，愈來愈多公司和組織接受採用Prometheus，社會也十分活躍，他們便將它獨立成開源項目，而且有公司來運做。Google SRE的書內也曾提到跟他們BorgMon監控系統類似的實現是Prometheus。如今最多見的Kubernetes容器管理系統中，一般會搭配Prometheus進行監控。

Prometheus基本原理是經過HTTP協議週期性抓取被監控組件的狀態，這樣作的好處是任意組件只要提供HTTP接口就能夠接入監控系統，不須要任何SDK或者其餘的集成過程。這樣作很是適合虛擬化環境好比VM或者Docker 。

Prometheus應該是爲數很少的適合Docker、Mesos、Kubernetes環境的監控系統之一。

輸出被監控組件信息的HTTP接口被叫作exporter 。目前互聯網公司經常使用的組件大部分都有exporter能夠直接使用，好比Varnish、Haproxy、Nginx、MySQL、Linux 系統信息 (包括磁盤、內存、CPU、網絡等等)，具體支持的源看：https://github.com/prometheus。

與其餘監控系統相比，Prometheus的主要特色是：

• 一個多維數據模型（時間序列由指標名稱定義和設置鍵/值尺寸）。
• 很是高效的存儲，平均一個採樣數據佔~3.5bytes左右，320萬的時間序列，每30秒採樣，保持60天，消耗磁盤大概228G。
• 一種靈活的查詢語言。
• 不依賴分佈式存儲，單個服務器節點。
• 時間集合經過HTTP上的PULL模型進行。
• 經過中間網關支持推送時間。
• 經過服務發現或靜態配置發現目標。
• 多種模式的圖形和儀表板支持。

2、Prometheus架構概覽

該圖說明了普羅米修斯（Prometheus）及其一些生態系統組件的總體架構：

它的服務過程是這樣的Prometheus daemon負責定時去目標上抓取metrics(指標) 數據，每一個抓取目標須要暴露一個http服務的接口給它定時抓取。

Prometheus：支持經過配置文件、文本文件、zookeeper、Consul、DNS SRV lookup等方式指定抓取目標。支持不少方式的圖表可視化，例如十分精美的Grafana，自帶的Promdash，以及自身提供的模版引擎等等，還提供HTTP API的查詢方式，自定義所須要的輸出。

Alertmanager：是獨立於Prometheus的一個組件，能夠支持Prometheus的查詢語句，提供十分靈活的報警方式。

PushGateway：這個組件是支持Client主動推送metrics到PushGateway，而Prometheus只是定時去Gateway上抓取數據。

若是有使用過statsd的用戶，則會以爲這十分類似，只是statsd是直接發送給服務器端，而Prometheus主要仍是靠進程主動去抓取。

大多數Prometheus組件都是用Go編寫的，它們能夠輕鬆地構建和部署爲靜態二進制文件。訪問prometheus.io以獲取完整的文檔，示例和指南。

3、Prometheus的數據模型

Prometheus從根本上全部的存儲都是按時間序列去實現的，相同的metrics(指標名稱) 和label(一個或多個標籤) 組成一條時間序列，不一樣的label表示不一樣的時間序列。爲了支持一些查詢，有時還會臨時產生一些時間序列存儲。

metrics name&label指標名稱和標籤

每條時間序列是由惟一的」指標名稱」和一組」標籤（key=value）」的形式組成。

指標名稱：通常是給監測對像起一名字，例如http_requests_total這樣，它有一些命名規則，能夠包字母數字_之類的的。一般是以應用名稱開頭_監測對像_數值類型_單位這樣。例如：push_total、userlogin_mysql_duration_seconds、app_memory_usage_bytes。

標籤：就是對一條時間序列不一樣維度的識別了，例如一個http請求用的是POST仍是GET，它的endpoint是什麼，這時候就要用標籤去標記了。最終造成的標識即是這樣了：http_requests_total{method=」POST」,endpoint=」/api/tracks」}。

記住，針對http_requests_total這個metrics name不管是增長標籤仍是刪除標籤都會造成一條新的時間序列。

查詢語句就能夠跟據上面標籤的組合來查詢聚合結果了。

若是以傳統數據庫的理解來看這條語句，則能夠考慮http_requests_total是表名，標籤是字段，而timestamp是主鍵，還有一個float64字段是值了。（Prometheus裏面全部值都是按float64存儲）。

4、Prometheus四種數據類型

Counter

Counter用於累計值，例如記錄請求次數、任務完成數、錯誤發生次數。一直增長，不會減小。重啓進程後，會被重置。

例如：http_response_total{method=」GET」,endpoint=」/api/tracks」} 100，10秒後抓取http_response_total{method=」GET」,endpoint=」/api/tracks」} 100。

Gauge

Gauge常規數值，例如 溫度變化、內存使用變化。可變大，可變小。重啓進程後，會被重置。

例如： memory_usage_bytes{host=」master-01″} 100 < 抓取值、memory_usage_bytes{host=」master-01″} 30、memory_usage_bytes{host=」master-01″} 50、memory_usage_bytes{host=」master-01″} 80 < 抓取值。

Histogram

Histogram（直方圖）能夠理解爲柱狀圖的意思，經常使用於跟蹤事件發生的規模，例如：請求耗時、響應大小。它特別之處是能夠對記錄的內容進行分組，提供count和sum所有值的功能。

例如：{小於10=5次，小於20=1次，小於30=2次}，count=7次，sum=7次的求和值。

Summary

Summary和Histogram十分類似，經常使用於跟蹤事件發生的規模，例如：請求耗時、響應大小。一樣提供 count 和 sum 所有值的功能。

例如：count=7次，sum=7次的值求值。

它提供一個quantiles的功能，能夠按%比劃分跟蹤的結果。例如：quantile取值0.95，表示取採樣值裏面的95%數據。

5、安裝運行Prometheus（二進制版）

下面介紹如何使用Prometheus和Grafana對MySQL服務器性能進行監控。

咱們用到了如下兩個exporter：

• node_exporter – 用於機器系統數據收集
• mysqld_exporter – 用於MySQL服務器數據收集

Grafana是一個開源的功能豐富的數據可視化平臺，一般用於時序數據的可視化。它內置瞭如下數據源的支持：

下面是咱們安裝時用到的架構圖：

下載安裝Prometheus（https://prometheus.io/download/）

$ wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v1.6.2/prometheus-1.6.2.linux-amd64.tar.gz
$ tar xvf prometheus-1.6.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/

首先，在創造上的主機文件系統的最小Prometheus配置文件prometheus.yml （替換你要監控的IP地址）

global:
  scrape_interval:     60s
  evaluation_interval: 60s

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']
        labels:
          instance: prometheus

  - job_name: linux
    static_configs:
      - targets: ['10.10.0.186:9100']
        labels:
          instance: db1

  - job_name: mysql
    static_configs:
      - targets: ['10.10.0.186:9104']
        labels:
          instance: db1

10.10.0.186（根據實際狀況修改）是咱們數據庫主機的IP，端口則是對應的exporter的監聽端口。

啓動Prometheus

$ ./prometheus -config.file=prometheus.yml
INFO[0000] Starting prometheus (version=1.6.2, branch=master, revision=b38e977fd8cc2a0d13f47e7f0e17b82d1a908a9a)  source=main.go:88
INFO[0000] Build context (go=go1.8.1, user=root@c99d9d650cf4, date=20170511-12:59:13)  source=main.go:89
INFO[0000] Loading configuration file prometheus.yml     source=main.go:251
INFO[0000] Loading series map and head chunks...         source=storage.go:421
INFO[0000] 1032 series loaded.                           source=storage.go:432
INFO[0000] Starting target manager...                    source=targetmanager.go:61
INFO[0000] Listening on :9090                            source=web.go:259

Prometheus內置了一個web界面，咱們可經過http://monitor_host:9090進行訪問：

在Status->Targets頁面下，咱們能夠看到咱們配置的兩個Target，它們的State爲DOWN。

下一步咱們須要安裝並運行exporter(根據實際狀況下載新的安裝包)，下載exporters並解壓到被監控端服務器：

$ wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v0.14.0/node_exporter-0.14.0.linux-amd64.tar.gz
$ wget https://github.com/prometheus/mysqld_exporter/releases/download/v0.10.0/mysqld_exporter-0.10.0.linux-amd64.tar.gz

安裝運行node_exporter

$ tar xvf node_exporter-0.14.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
$ nohup /usr/local/node_exporter-0.14.0.linux-amd64/node_exporter &

安裝運行mysqld_exporter

mysqld_exporter須要鏈接到Mysql，因此須要Mysql的權限，咱們先爲它建立用戶並賦予所需的權限.

mysql> GRANT REPLICATION CLIENT,PROCESS ON *.* TO 'mysql_monitor'@'localhost' identified by 'mysql_monitor';
mysql> GRANT SELECT ON *.* TO 'mysql_monitor'@'localhost';

建立.my.cnf文件並運行mysqld_exporter：

$ cat /usr/local/mysqld_exporter-0.10.0.linux-amd64/.my.cnf
[client]
user=mysql_monitor
password=mysql_monitor

$ tar xvf mysqld_exporter-0.10.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
$ /usr/local/mysqld_exporter-0.10.0.linux-amd64/mysqld_exporter -config.my-cnf="/usr/local/mysqld_exporter-0.10.0.linux-amd64/.my.cnf" &

咱們再次回到Status->Targets頁面，能夠看到兩個Target的狀態已經變成UP了：

接下來就能夠看圖形了

Prometheus自帶的圖形並不夠強大，因而咱們可使用Grafana做爲Prometheus的Dashboard。

6、安裝運行Grafana

Grafana安裝配置介紹

咱們可經過http://monitor_host:3000訪問Grafana網頁界面（缺省的賬號/密碼爲admin/admin）：

配置grafana展現圖形數據