快捷導(dǎo)航

基于docker 搭建Prometheus+Grafana的過程詳解

更新時間：2021年03月09日 17:27:35 作者：肖祥

這篇文章主要介紹了基于docker 搭建Prometheus+Grafana的過程詳解,本文通過圖文并茂的形式給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

一、介紹Prometheus

Prometheus（普羅米修斯）是一套開源的監(jiān)控&報警&時間序列數(shù)據(jù)庫的組合，起始是由SoundCloud公司開發(fā)的。隨著發(fā)展，越來越多公司和組織接受采用Prometheus，社會也十分活躍，他們便將它獨立成開源項目，并且有公司來運作。Google SRE的書內(nèi)也曾提到跟他們BorgMon監(jiān)控系統(tǒng)相似的實現(xiàn)是Prometheus?，F(xiàn)在最常見的Kubernetes容器管理系統(tǒng)中，通常會搭配Prometheus進(jìn)行監(jiān)控。

Prometheus基本原理是通過HTTP協(xié)議周期性抓取被監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)，不需要任何SDK或者其他的集成過程。這樣做非常適合虛擬化環(huán)境比如VM或者Docker 。

Prometheus應(yīng)該是為數(shù)不多的適合Docker、Mesos、Kubernetes環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)之一。

輸出被監(jiān)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(tǒng)信息 (包括磁盤、內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)等等)，具體支持的源看：https://github.com/prometheus。

與其他監(jiān)控系統(tǒng)相比，Prometheus的主要特點是：

一個多維數(shù)據(jù)模型（時間序列由指標(biāo)名稱定義和設(shè)置鍵/值尺寸）。
非常高效的存儲，平均一個采樣數(shù)據(jù)占~3.5bytes左右，320萬的時間序列，每30秒采樣，保持60天，消耗磁盤大概228G。
一種靈活的查詢語言。
不依賴分布式存儲，單個服務(wù)器節(jié)點。
時間集合通過HTTP上的PULL模型進(jìn)行。
通過中間網(wǎng)關(guān)支持推送時間。
通過服務(wù)發(fā)現(xiàn)或靜態(tài)配置發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。
多種模式的圖形和儀表板支持。

二、Prometheus架構(gòu)概覽

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

它的服務(wù)過程是這樣的Prometheus daemon負(fù)責(zé)定時去目標(biāo)上抓取metrics(指標(biāo)) 數(shù)據(jù)，每個抓取目標(biāo)需要暴露一個http服務(wù)的接口給它定時抓取。

Prometheus：支持通過配置文件、文本文件、zookeeper、Consul、DNS SRV lookup等方式指定抓取目標(biāo)。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的查詢方式，自定義所需要的輸出。

Alertmanager：是獨立于Prometheus的一個組件，可以支持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(shù)據(jù)。

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

大多數(shù)Prometheus組件都是用Go編寫的，它們可以輕松地構(gòu)建和部署為靜態(tài)二進(jìn)制文件。訪問prometheus.io以獲取完整的文檔，示例和指南。

三、Prometheus的數(shù)據(jù)模型

Prometheus從根本上所有的存儲都是按時間序列去實現(xiàn)的，相同的metrics(指標(biāo)名稱) 和label(一個或多個標(biāo)簽) 組成一條時間序列，不同的label表示不同的時間序列。為了支持一些查詢，有時還會臨時產(chǎn)生一些時間序列存儲。

metrics name&label指標(biāo)名稱和標(biāo)簽

每條時間序列是由唯一的”指標(biāo)名稱”和一組”標(biāo)簽（key=value）”的形式組成。

指標(biāo)名稱：一般是給監(jiān)測對像起一名字，例如http_requests_total這樣，它有一些命名規(guī)則，可以包字母數(shù)字_之類的的。通常是以應(yīng)用名稱開頭_監(jiān)測對像_數(shù)值類型_單位這樣。例如：push_total、userlogin_mysql_duration_seconds、app_memory_usage_bytes。

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

記住，針對http_requests_total這個metrics name無論是增加標(biāo)簽還是刪除標(biāo)簽都會形成一條新的時間序列。

查詢語句就可以跟據(jù)上面標(biāo)簽的組合來查詢聚合結(jié)果了。

如果以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的理解來看這條語句，則可以考慮http_requests_total是表名，標(biāo)簽是字段，而timestamp是主鍵，還有一個float64字段是值了。（Prometheus里面所有值都是按float64存儲）。

四、Prometheus四種數(shù)據(jù)類型

Counter

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

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(guī)數(shù)值，例如溫度變化、內(nèi)存使用變化?？勺兇?，可變小。重啟進(jìn)程后，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）可以理解為柱狀圖的意思，常用于跟蹤事件發(fā)生的規(guī)模，例如：請求耗時、響應(yīng)大小。它特別之處是可以對記錄的內(nèi)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(guī)模，例如：請求耗時、響應(yīng)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quantiles的功能，可以按%比劃分跟蹤的結(jié)果。例如：quantile取值0.95，表示取采樣值里面的95%數(shù)據(jù)。

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(jiān)控。

監(jiān)控本機，只需要一個exporter

node_exporter – 用于機器系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集

Grafana是一個開源的功能豐富的數(shù)據(jù)可視化平臺，通常用于時序數(shù)據(jù)的可視化。它內(nèi)置了以下數(shù)據(jù)源的支持：

下面是我們安裝時用到的架構(gòu)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(tǒng)，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

訪問url：

http://192.168.91.132:9100/metrics

效果如下：

這些都是收集到數(shù)據(jù)，有了它就可以做數(shù)據(jù)展示了

啟動prometheus

新建目錄prometheus，編輯配置文件prometheus.yml

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

內(nèi)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

訪問url：

http://192.168.91.132:9090/graph

效果如下：

訪問targets，url如下：

http://192.168.91.132:9090/targets

效果如下：

如果狀態(tài)沒有UP起來，等待一會，就會UP了

啟動grafana

新建空文件夾grafana-storage，用來存儲數(shù)據(jù)

mkdir /opt/grafana-storage

設(shè)置權(quán)限

chmod 777 -R /opt/grafana-storage

因為grafana用戶會在這個目錄寫入文件，直接設(shè)置777，比較簡單粗暴！

啟動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

訪問url：