基于docker 搭建Prometheus+Grafana的過(guò)程詳解

一、介紹Prometheus

Prometheus（普羅米修斯）是一套開(kāi)源的監控&報警&時(shí)間序列數據庫的組合，起始是由公司開(kāi)發(fā)的。隨著(zhù)發(fā)展，越來(lái)越多公司和組織接受采用Prometheus，社會(huì )也十分活躍，他們便將它獨立成開(kāi)源項目，并且有公司來(lái)運作。Google SRE的書(shū)內也曾提到跟他們BorgMon監控系統相似的實(shí)現是Prometheus?，F在最常見(jiàn)的Kubernetes容器管理系統中，通常會(huì )搭配Prometheus進(jìn)行監控。

Prometheus基本原理是通過(guò)HTTP協(xié)議周期性抓取被監控組件的狀態(tài)，這樣做的好處是任意組件只要提供HTTP接口就可以接入監控系統，不需要任何SDK或者其他的集成過(guò)程。這樣做非常適合虛擬化環(huán)境比如VM或者Docker 。

Prometheus應該是為數不多的適合Docker、Mesos、Kubernetes環(huán)境的監控系統之一。

輸出被監控組件信息的HTTP接口被叫做exporter 。目前互聯(lián)網(wǎng)公司常用的組件大部分都有exporter可以直接使用，比如Varnish、Haproxy、Nginx、MySQL、Linux 系統信息 (包括磁盤(pán)、內存、CPU、網(wǎng)絡(luò )等等)，具體支持的源看：。

與其他監控系統相比，Prometheus的主要特點(diǎn)是：

• 一個(gè)多維數據模型（時(shí)間序列由指標名稱(chēng)定義和設置鍵/值尺寸）。
• 非常高效的存儲，平均一個(gè)采樣數據占~3.5bytes左右，320萬(wàn)的時(shí)間序列，每30秒采樣，保持60天，消耗磁盤(pán)大概228G。
• 一種靈活的查詢(xún)語(yǔ)言。
• 不依賴(lài)分布式存儲，單個(gè)服務(wù)器節點(diǎn)。
• 時(shí)間集合通過(guò)HTTP上的PULL模型進(jìn)行。
• 通過(guò)中間網(wǎng)關(guān)支持推送時(shí)間。
• 通過(guò)服務(wù)發(fā)現或靜態(tài)配置發(fā)現目標。
• 多種模式的圖形和儀表板支持。

二、Prometheus架構概覽

該圖說(shuō)明了普羅米修斯（Prometheus）及其一些生態(tài)系統組件的整體架構：

它的服務(wù)過(guò)程是這樣的Prometheus daemon負責定時(shí)去目標上抓取metrics(指標) 數據，每個(gè)抓取目標需要暴露一個(gè)http服務(wù)的接口給它定時(shí)抓取。

Prometheus：支持通過(guò)配置文件、文本文件、zookeeper、Consul、DNS SRV lookup等方式指定抓取目標。支持很多方式的圖表可視化，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(xún)方式，自定義所需要的輸出。

Alertmanager：是獨立于Prometheus的一個(gè)組件，可以支持Prometheus的查詢(xún)語(yǔ)句，提供十分靈活的報警方式。

PushGateway：這個(gè)組件是支持Client主動(dòng)推送metrics到PushGateway，而Prometheus只是定時(shí)去Gateway上抓取數據。

如果有使用過(guò)statsd的用戶(hù)，則會(huì )覺(jué)得這十分相似，只是statsd是直接發(fā)送給服務(wù)器端，而Prometheus主要還是靠進(jìn)程主動(dòng)去抓取。

大多數Prometheus組件都是用Go編寫(xiě)的，它們可以輕松地構建和部署為靜態(tài)二進(jìn)制文件。訪(fǎng)問(wèn)以獲取完整的文檔，示例和指南。

三、Prometheus的數據模型

Prometheus從根本上所有的存儲都是按時(shí)間序列去實(shí)現的，相同的metrics(指標名稱(chēng)) 和label(一個(gè)或多個(gè)標簽) 組成一條時(shí)間序列，不同的label表示不同的時(shí)間序列。為了支持一些查詢(xún)，有時(shí)還會(huì )臨時(shí)產(chǎn)生一些時(shí)間序列存儲。

metrics name&label指標名稱(chēng)和標簽

每條時(shí)間序列是由唯一的”指標名稱(chēng)”和一組”標簽（key=value）”的形式組成。

指標名稱(chēng)：一般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，可以包字母數字_之類(lèi)的的。通常是以應用名稱(chēng)開(kāi)頭_監測對像_數值類(lèi)型_單位這樣。例如：push_total、userlogin_mysql_duration_seconds、app_memory_usage_bytes。

標簽：就是對一條時(shí)間序列不同維度的識別了，例如一個(gè)http請求用的是POST還是GET，它的endpoint是什么，這時(shí)候就要用標簽去標記了。最終形成的標識便是這樣了：http_requests_total{method=”P(pán)OST”,endpoint=”/api/tracks”}。

記住，針對http_requests_total這個(gè)metrics name無(wú)論是增加標簽還是刪除標簽都會(huì )形成一條新的時(shí)間序列。

查詢(xún)語(yǔ)句就可以跟據上面標簽的組合來(lái)查詢(xún)聚合結果了。

如果以傳統數據庫的理解來(lái)看這條語(yǔ)句，則可以考慮http_requests_total是表名，標簽是字段，而timestamp是主鍵，還有一個(gè)float64字段是值了。（Prometheus里面所有值都是按float64存儲）。

四、Prometheus四種數據類(lèi)型

Counter

Counter用于累計值，例如記錄請求次數、任務(wù)完成數、錯誤發(fā)生次數。一直增加，不會(huì )減少。重啟進(jìn)程后，會(huì )被重置。

例如：http_response_total{method=”GET”,endpoint=”/api/tracks”} 100，10秒后抓取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?？勺兇?，可變小。重啟進(jìn)程后，會(huì )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）可以理解為柱狀圖的意思，常用于跟蹤事件發(fā)生的規模，例如：請求耗時(shí)、響應大小。它特別之處是可以對記錄的內容進(jìn)行分組，提供count和sum全部值的功能。

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

Summary

Summary和Histogram十分相似，常用于跟蹤事件發(fā)生的規模，例如：請求耗時(shí)、響應大小。同樣提供 count 和 sum 全部值的功能。

例如：count=7次，sum=7次的值求值。

它提供一個(gè)quantiles的功能，可以按%比劃分跟蹤的結果。例如：quantile取值0.95，表示取采樣值里面的95%數據。

五、安裝運行Prometheus(docker版)

下面介紹如何使用Prometheus和Grafana對本機服務(wù)器性能進(jìn)行監控。

監控本機，只需要一個(gè)exporter

node_exporter – 用于機器系統數據收集

Grafana是一個(gè)開(kāi)源的功能豐富的數據可視化平臺，通常用于時(shí)序數據的可視化。它內置了以下數據源的支持：

下面是我們安裝時(shí)用到的架構圖：

注意：本文使用的是ubuntu-16.04.5-server-amd64，只需要一臺服務(wù)器即可！

安裝docker

apt-get install -y docker.io

注意：網(wǎng)上的文章說(shuō)要安裝docker-engine和docker-ce，那都是扯淡的。包壓根都找不到！

只需要安裝docker.io就可以了！

如果是Centos系統，使用yum install -y docker-io 安裝

下載鏡像包

docker pull prom/node-exporter
docker pull prom/prometheus
docker pull grafana/grafana

啟動(dòng)node-exporter

docker run -d -p 9100:9100 \
 -v "/proc:/host/proc:ro" \
 -v "/sys:/host/sys:ro" \
 -v "/:/rootfs:ro" \
 --net="host" \
 prom/node-exporter

等待幾秒鐘，查看端口是否起來(lái)了

root@ubuntu:~# netstat -anpt
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address      Foreign Address     State    PID/Program name
tcp    0   0 0.0.0.0:22       0.0.0.0:*        LISTEN   1147/sshd    
tcp    0   36 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63648   ESTABLISHED 2969/0     
tcp    0   0 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63340   ESTABLISHED 1321/1     
tcp6    0   0 :::9100         :::*          LISTEN   3070/node_exporter

訪(fǎng)問(wèn)url：

http://192.168.91.132:9100/metrics

效果如下：

這些都是收集到數據，有了它就可以做數據展示了

啟動(dòng)prometheus

新建目錄prometheus，編輯配置文件prometheus.yml

mkdir /opt/prometheus
cd /opt/prometheus/
vim prometheus.yml

內容如下：

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: ['192.168.91.132:9100']
    labels:
     instance: localhost

注意：修改IP地址，這里的192.168.91.132就是本機地址

啟動(dòng)prometheus

docker run -d \
 -p 9090:9090 \
 -v /opt/prometheus/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml \
 prom/prometheus

等待幾秒鐘，查看端口狀態(tài)

root@ubuntu:/opt/prometheus# netstat -anpt
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address      Foreign Address     State    PID/Program name
tcp    0   0 0.0.0.0:22       0.0.0.0:*        LISTEN   1147/sshd    
tcp    0   36 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63648   ESTABLISHED 2969/0     
tcp    0   0 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63340   ESTABLISHED 1321/1     
tcp6    0   0 :::9100         :::*          LISTEN   3070/node_exporter
tcp6    0   0 :::22          :::*          LISTEN   1147/sshd    
tcp6    0   0 :::9090         :::*          LISTEN   3336/docker-proxy

訪(fǎng)問(wèn)url：

http://192.168.91.132:9090/graph

效果如下：

訪(fǎng)問(wèn)targets，url如下：

http://192.168.91.132:9090/targets

效果如下：

如果狀態(tài)沒(méi)有UP起來(lái)，等待一會(huì )，就會(huì )UP了

啟動(dòng)grafana

新建空文件夾grafana-storage，用來(lái)存儲數據

mkdir /opt/grafana-storage

設置權限

chmod 777 -R /opt/grafana-storage

因為grafana用戶(hù)會(huì )在這個(gè)目錄寫(xiě)入文件，直接設置777，比較簡(jiǎn)單粗暴！

啟動(dòng)grafana

docker run -d \
 -p 3000:3000 \
 --name=grafana \
 -v /opt/grafana-storage:/var/lib/grafana \
 grafana/grafana

等待幾秒鐘，查看端口狀態(tài)

root@ubuntu:/opt/prometheus# netstat -anpt
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address      Foreign Address     State    PID/Program name
tcp    0   0 0.0.0.0:22       0.0.0.0:*        LISTEN   1147/sshd    
tcp    0   36 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63648   ESTABLISHED 2969/0     
tcp    0   0 192.168.91.132:22    192.168.91.1:63340   ESTABLISHED 1321/1     
tcp6    0   0 :::9100         :::*          LISTEN   3070/node_exporter
tcp6    0   0 :::22          :::*          LISTEN   1147/sshd    
tcp6    0   0 :::3000         :::*          LISTEN   3494/docker-proxy
tcp6    0   0 :::9090         :::*          LISTEN   3336/docker-proxy
tcp6    0   0 192.168.91.132:9100   172.17.0.2:55108    ESTABLISHED 3070/node_exporter

訪(fǎng)問(wèn)url：

http://192.168.91.132:3000/

默認會(huì )先跳轉到登錄頁(yè)面，默認的用戶(hù)名和密碼都是admin

登錄之后，它會(huì )要求你重置密碼。你還可以再輸次admin密碼！

密碼設置完成之后，就會(huì )跳轉到首頁(yè)

點(diǎn)擊Add data source，由于使用的是鏡像方式，所以版本比較新。和網(wǎng)絡(luò )上的文章展示的圖片不一樣！

name名字寫(xiě)Prometheus

type 選擇Prometheus，因為數據都從它那里獲取

url 輸入Prometheus的ip+端口

點(diǎn)擊下面的Save & Test，如果出現綠色的，說(shuō)明ok了

回到首頁(yè)，點(diǎn)擊New dashboard

點(diǎn)擊 Graph

效果如下：

點(diǎn)擊標題下方的編輯

效果如下：

輸入cpu，底部會(huì )有提示

這里監控 node_load15，表示系統15分鐘的負載。點(diǎn)擊下面的Add Query

效果如下：

添加總內存

這里會(huì )多出一條線(xiàn)

點(diǎn)擊右邊的，可以刪除掉 總內存

點(diǎn)擊General，修改標題為中文

圖表效果如下：

點(diǎn)擊上面的保存按鈕

輸入名字

效果如下：

點(diǎn)擊首頁(yè)，就會(huì )有展示

本文參考鏈接：

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