搞定Prometheus普罗米修斯监控系统

2021-01-18 16:42发布

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学习目录

  • 能够安装prometheus服务器
  • 能够通过安装node_exporter监控远程linux
  • 能够通过安装mysqld_exporter监控远程mysql数据库
  • 能够安装grafana
  • 能够在grafana添加prometheus数据源
  • 能够在grafana添加监控cpu负载的图形
  • 能够在grafana图形显示mysql监控数据
  • 能够通过grafana+onealert实现报警

任务背景

AAA公司是一家电商网站，由于公司的业务快速发展，公司要求对现有机器进行为业务监控，责成运维部门来实施这个项目。

任务要求：

  1. 部署监控服务器，实现7*24实时监控
  2. 针对公司的为一务及研发部门设计监控系统，对监控项和触发器拿出合理意见
  3. 做好问题预警机制，对可能出的问题要及时告警并形成严格的处理机制
  4. 做好监控告警系统，要求可以实现告警分级
    1. 一级报警 电话通知
    2. 二级报警 微信通知
    3. 三级报警 邮件通知

  5. 处理好公司服务器异地集中监控问题，K8S内部使用的监控系统就是普罗米修斯

任务分析

为什么要监控？

实时收集数据，通过报警及时发现问题 ，及时处理。数据为优化也可以提供依据。

监控四要素：

  • 监控对象：【主机状态、服务、资源、页面、url】
  • 用什么监控：【zabbix-server zabbix-agent】 -> 普罗米修斯监控
  • 什么时间监控：【7 x 24、5x8】
  • 报警给谁：【管理员】

项目选型：

  • mrtg（Multi Router Traffic Grapher）通过snmp 协议得到设备的流量信息，并以包含PNG格式的图形的HTML文档方式显示给用户。
  • cacti（仙人掌）用php语言实现的一个软件，它的主要功能是用snmp 服务获取数据，然后用rrdtool 存储和更新数据。官网地址：https://www.cacti.net/
  • ntop 官网地址：https://www.stopo.org/
  • nagios 能够跨平台,插件多,报警功能强大。官网地址: https://www.nagios.org/
  • centreon 底层使用的就是nagios。是一个nagios整合版软件。官网地址:https://www.centreon.com/
  • ganglia 设计用于测量数以千计的节点,资源消耗非常小。官网地址:http://ganglia.info/
  • open-falcon 小米发布的运维监控软件，高效率，高可用。时间较短，用户基数小。官网地址: http://open-falcon.org/
  • zabbix 跨平台，画图，多条件告警，多种API接口。使用基数特别大。官网地址: https://www.zabbix.com/
  • prometheus 基于时间序列的数值数据的容器监控解决方案。官网地址: https://prometheus.io/
     

综合分析：Prometheus比较适合公司的监控需求

一、普罗米修斯概述

Prometheus(由go语言(golang)开发)是一套开源的监控&报警&时间序列数据库的组合。适合监控docker容器。因为kubernetes(俗称k8s)的流行带动了prometheus的发展。https://prometheus.io/docs/introduction/overview/

二、时间序列数据

1、什么是序列数据
时间序列数据(TimeSeries Data) : 按照时间顺序记录系统、设备状态变化的数据被称为时序数据。应用的场景很多, 如：

  • 无人驾驶车辆运行中要记录的经度，纬度，速度，方向，旁边物体的距
  • 离等等。每时每刻都要将数据记录下来做分析。
  • 某一个地区的各车辆的行驶轨迹数据
  • 传统证券行业实时交易数据
  • 实时运维监控数据等

2、时间序列数据特点

  • 性能好

关系型数据库对于大规模数据的处理性能糟糕。NOSQL可以比较好的处理大规模数据，让依然比不上时间序列数据库。

  • 存储成本低

高效的压缩算法，节省存储空间，有效降低IO，Prometheus有着非常高效的时间序列数据存储方法，每个采样数据仅仅占用3.5byte左右空间，上百万条时间序列，30秒间隔，保留60天，大概花了200多G（来自官方数据)

3、Prometheus的主要特征

  • 多维度数据模型
  • 灵活的查询语言
  • 不依赖分布式存储，单个服务器节点是自主的
  • 以HTTP方式，通过pull模型拉去时间序列数据
  • 也可以通过中间网关支持push模型
  • 通过服务发现或者静态配置，来发现目标服务对象
  • 支持多种多样的图表和界面展示

4、普罗米修斯原理架构图

三、实验环境准备

序号 服务器IP 角色
1 node-01 (172.20.10.7) 被监控服务器
2 node-02 (172.20.10.8) Prometheus 服务器
3 node-03 (172.20.10.9) grafana 服务器

1. 静态ip(要求能上外网)【三台服务器都要操作】
2. 主机名【三台服务器都要操作】： vi /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6

## BigData CDH 5.x
172.20.10.7 node-01.bigdata.com node-01
172.20.10.8 node-02.bigdata.com node-02
172.20.10.9 node-03.bigdata.com node-03

3. 时间同步(时间同步一定要确认一下)【三台服务器都要操作】

# crontab -e
# .------------------------------------------minute(0~59)
# | .----------------------------------------hours(0~23)
# | | .--------------------------------------day of month(1~31)
# | | | .------------------------------------month(1~12)
# | | | | .----------------------------------day of week(0~6)
# | | | | | .--------------------------------command
# | | | | | |
# | | | | | |
*/1 * * * * /usr/sbin/ntpdate cn.pool.ntp.org

4. 关闭防火墙

systemctl stop firewalld       (当前开机状态生效)
systemctl disable firewalld    （永久生效，重启才生效）
systemctl status firewalld

5. SELINUX关闭

setenforce 0   (当前开机状态生效)
vi /etc/selinux/config (SELINUX=disabled)   （永久生效，重启生效）

1、安装prometheus

从 https://prometheus.io/download/ 下载相应版本，安装到服务器上官网提供的是二进制版，解压就能用，不需要编译

第一步：上传软件prometheus-2.5.0.linux-amd64.tar.gz 到Linux服务器目录下：/home/tools

第二步：解压软件：tar -zxvf /home/tools/prometheus-2.5.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/

第三步：创建prometheus软链接：ln -s /usr/local/prometheus-2.5.0.linux-amd64 /usr/local/prometheus

第四步：启动普罗米修斯软件

直接使用默认配置文件启动
[root@server ~]# /usr/local/prometheus/prometheus --config.file="/usr/local/prometheus/prometheus.yml" &

注： &连接符代表后台运行，不占用终端窗口

第五步：测试端口占用情况（判断是否真正的启动了）

如果没有安装的话：yum install lsof
[root@server ~]# lsof -i:9090   或   ss -naltp | grep 9090

ss -naltp | grep 9090

2、prometheus界面

通过浏览器访问http://服务器IP:9090就可以访问到prometheus的主界面。即： http://node-02:9090

默认只监控了本机一台，点Status --》点Targets --》可以看到只监控了本机

3、主机数据展示

通过http://服务器IP:9090/metrics可以查看到监控的数据

在web主界面可以通过关键字查询监控项

4、普罗米修斯默认的监控图像

四、使用普罗米修斯监控Linux 主机

1、node组件介绍

在远程linux 主机（被监控端agent）上安装node_exporter组件（这样普罗米修斯就可以接收到其收集系统）。

下载地址：https://prometheus.io/download/

2、安装node_exporter

第一步：上传软件包到Linux 服务器中（Agent 被监控端）node-01服务器中：node_exporter-0.16.0.linux-amd64.tar.gz

第二步：解压安装node_exporter 组件

tar -zxvf /home/tools/node_exporter-0.16.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/

ln -s /usr/local/node_exporter-0.16.0.linux-amd64 /usr/local/node_exporter

第三步：启动node_exporter组件

里面就一个启动命令node_exporter,可以直接使用此命令启动
ls /usr/local/node_exporter/
LICENSE node_exporter NOTICE

启动指令，&代表后台运行，nohup代表永久运行
nohup /usr/local/node_exporter/node_exporter &

扩展: nohup命令: 如果把启动node_exporter的终端给关闭,那么进程也会随之关闭。nohup命令会帮你解决这个问题。
 

第四步：查看9100 端口占用情况

ss -naltp | grep 9100

第五步：使用http 协议 + 9100 端口收集Linux 主机信息

通过浏览器访问 http://被监控端IP:9100/metrics 就可以查看到node_exporte在被监控端收集的监控信息。即：http://node-01:9100/metrics

3、让普罗米修斯监控可以拉取node 节点信息

回到prometheus服务器的配置文件里添加被监控机器的配置段
 

在主配置文件最后加上下面三行

vi /usr/local/prometheus/prometheus.yml

具体配置如下：文件的最后添加内容

  
  - job_name: 'node-01_agent1' # 取一个job名称来代 表被监控的机器
    static_configs:
    - targets: ['172.20.10.7:9100'] # 这里改成被监控机器 的IP，后面端口接9100

设置完成后，保存，然后重新启动Prometheus  普罗米修斯监控系统 

改完配置文件后,重启服务 
[root@node-02 prometheus]# pkill prometheus 
[root@node-02 prometheus]# lsof -i:9090 

# 确认端口没有进程占 用
[root@node-02 prometheus]# /usr/local/prometheus/prometheus --config.file="/usr/local/prometheus/prometheus.yml" &

[root@node-02 prometheus]# lsof -i:9090    # 确认端口被占用，说明重启成功
或
[root@node-02 prometheus]# ss -naltp | grep 9090

回到web 管理界面 --》点Status --》 点Targets --》可以看到多了一台监控目标

通过浏览器访问http://服务器IP:9090就可以访问到prometheus的主界面。即： http://node-02:9090

五、使用普罗米修斯监控mysqld 服务

1、如何监控其他服务

在node_exporter 的基础上，可以根据自己的需要收集其他信息

2、安装mysqld_exporter 组件

下载地址：https://prometheus.io/download/

第一步：上传组件到Linux 服务器

第二步：解压与安装mysqld组件

tar -zxvf /home/tools/mysqld_exporter-0.11.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/

ln -s /usr/local/mysqld_exporter-0.11.0.linux-amd64 /usr/local/mysqld_exporter

[root@node-01 local]# ls /usr/local/mysqld_exporter
LICENSE  mysqld_exporter  NOTICE

3、安装mysql，并启动

这个过程比较简单【跳过】：ss -naltp | grep 3306

4、创建mysql 账号

mysql -u root -p aa_bb_CC1234

grant select,replication client,process ON *.* to 'mysql_monitor'@'localhost' identified by 'aa_bb_CC1234';
flush privileges;
quit

5、在mysqld_exporter 组件中配置msyql 信息

这个文件是手工创建

创建一个mysql 配置文件，写上连接的用户名与密码(和上面的授权的用户名
和密码要对应)
[root@node-01 mysqld_exporter]# vi /usr/local/mysqld_exporter/.my.cnf
[client]
user=mysql_monitor
password=aa_bb_CC1234

6、启动mysqld_exporter组件

启动mysqld_exporter
[root@node-01 ~]# nohup /usr/local/mysqld_exporter/mysqld_exporter --config.my-cnf=/usr/local/mysqld_exporter/.my.cnf &


确认端口(9104)
[root@node-01 ~]# ss -naltp | grep 9104

7、让普罗米修斯监控可以拉取mysqld 节点信息

回到prometheus服务器的配置文件里添加被监控机器的配置段
 

在主配置文件最后加上下面三行

vi /usr/local/prometheus/prometheus.yml

具体配置如下：文件的最后添加内容

  
  - job_name: 'mysql_agent' # 取一个job名称来代 表被监控的机器
    static_configs:
    - targets: ['172.20.10.7:9104'] # 这里改成被监控机器 的IP，后面端口接9100

设置完成后，保存，然后重新启动Prometheus  普罗米修斯监控系统 

改完配置文件后,重启服务 
[root@node-02 prometheus]# pkill prometheus 
[root@node-02 prometheus]# lsof -i:9090 

# 确认端口没有进程占 用
[root@node-02 prometheus]# /usr/local/prometheus/prometheus --config.file="/usr/local/prometheus/prometheus.yml" &

[root@node-02 prometheus]# lsof -i:9090    # 确认端口被占用，说明重启成功
或
[root@node-02 prometheus]# ss -naltp | grep 9090

回到web 管理界面 --》点Status --》 点Targets --》可以看到多了一台监控目标

通过浏览器访问http://服务器IP:9090就可以访问到prometheus的主界面。即： http://node-02:9090

六、Grafana 可视化工具

1、什么是Grafana

Grafana是一个开源的度量分析和可视化工具，可以通过将采集的数据分析，查询，然后进行可视化的展示,并能实现报警。

网址: https://grafana.com/

它是开源的时序数据分析平台    目前支持52种数据源，其中promethus 就是其中支持的一种

2、安装Grafana

下载地址：https://grafana.com/grafana/download

我这里选择的rpm包，下载后直接rpm -ivh安装就OK
[root@node-03 ~]# rpm -ivh /home/tools/grafana-5.3.4-1.x86_64.rpm

或
yum install grafana-5.3.4-1.x86_64.rpm -y

启动服务
[root@node-03 ~]# systemctl start grafana-server
设置开机自启动
[root@node-03 ~]# systemctl enable grafana-server

确认端口(3000)
[root@node-03 ~]# ss -naltp | grep 3000

3、登录Grafana 

http://node-03:3000/login

默认的账号与密码：admin。首次登录后，需要对admin的密码进行更改，如：123456

4、添加普罗米修斯的数据源

第一步：添加数据源

第二步：设置数据源、数据源名称、类型、IP地址、端口号...

5、为添加好的数据源做图形显示

第一步：点击加号，选择Dashboard

第二步：增加一个图形

第三步：选择需要呈现图形的数据（小三角 =》Edit 编辑）

第四步：选择DataSource 数据源，选择普罗米修斯 

第五步：可以把我们设计完的图形保存起来

扩展，第六步：根据条件帅选我们想要的数据

七、Grafana图形显示MySQL监控数据

1、修改配置文件安装模板

在grafana上修改配置文件,并下载安装mysql监控的dashboard（包含相关json文件，这些json文件可以看作是开发人员开发的一个监控模板)

参考网址: https://github.com/percona/grafana-dashboards
 

在grafana配置文件里最后加上以下三行
[root@node-03 ~]# vi /etc/grafana/grafana.ini
[dashboards.json]
enabled = true
path = /var/lib/grafana/dashboards


[root@node-03 ~]# cd /var/lib/grafana/
[root@node-03 grafana]# git clone https://github.com/percona/grafana-dashboards.git
[root@grafana grafana]# cp -r grafanadashboards/dashboards/ /var/lib/grafana/

如果网速过慢，可以先通过windows下载好再上传至服务器
mkdir /var/lib/grafana/dashboards
然后下载好的dashboars目录下的.json文件全部上传至 /var/lib/grafana/dashboards

重启grafana服务
[root@node-03 grafana]# systemctl restart grafana-server

2、在Grafana 中导入json 文件

选择上传MySQL_Overview.json，设置完成后，单点Import 

3、设置数据库源

点import导入后,报prometheus数据源找不到,因为这些json文件里默认要找的就是叫Prometheus的数据源，但我们前面建立的数据源却是叫 prometheus_data(坑啊

4、更改数据源名称

那么请自行把原来的prometheus_data源改名为Prometheus即可(注意:第一个字母P是大写)。然后再回去刷新,就有数据了(如下图所示)
 

八、Grafana + onealert 报警

1、onealert

https://caweb.aiops.com/#/integrate，需要先在这个系统中进行注册一个账号。然后登录。

2、在Grafana中配置Webhook URL

第一步：在Grafana中创建Notification channel，选择类型为Webhook；

第三步：将配置的Webhook Notification Channel添加到Grafana Alert中

设置告警内容：发送给运维负责人

CPU负载测试

cat /dev/urandom | md5sum

测试告警情况：

 

测试结果：

 

告警后，邮箱收到报警邮件

如果告警消除后，也会收到一封告警消除的邮件。

同时，使用手机扫描二维码，也可以详细了解告警信息。

文章最后，给大家推荐一些受欢迎的技术博客链接：

  1. JAVA相关的深度技术博客链接
  2. Flink 相关技术博客链接
  3. Spark 核心技术链接
  4. 设计模式 —— 深度技术博客链接
  5. 机器学习 —— 深度技术博客链接
  6. Hadoop相关技术博客链接
  7. 超全干货--Flink思维导图，花了3周左右编写、校对
  8. 深入JAVA 的JVM核心原理解决线上各种故障【附案例】
  9. 请谈谈你对volatile的理解？--最近小李子与面试官的一场“硬核较量”
  10. 聊聊RPC通信，经常被问到的一道面试题。源码+笔记，包懂
  11. 深入聊聊Java 垃圾回收机制【附原理图及调优方法】

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