從零開始搭建Prometheus自動監控報警系統

原文鏈接：https://www.cnblogs.com/chenqionghe/p/10494868.html

從零搭建Prometheus監控報警系統

什麼是Prometheus?

Prometheus是由SoundCloud開發的開源監控報警系統和時序列數據庫(TSDB)。Prometheus使用Go語言開發，是Google BorgMon監控系統的開源版本。
2016年由Google發起Linux基金會旗下的原生雲基金會(Cloud Native Computing Foundation), 將Prometheus納入其下第二大開源項目。
Prometheus目前在開源社區相當活躍。
Prometheus和Heapster(Heapster是K8S的一個子項目，用於獲取集羣的性能數據。)相比功能更完善、更全面。Prometheus性能也足夠支撐上萬臺規模的集羣。

Prometheus的特點

• 多維度數據模型。
• 靈活的查詢語言。
• 不依賴分佈式存儲，單個服務器節點是自主的。
• 通過基於HTTP的pull方式採集時序數據。
• 可以通過中間網關進行時序列數據推送。
• 通過服務發現或者靜態配置來發現目標服務對象。
• 支持多種多樣的圖表和界面展示，比如Grafana等。

官網地址：https://prometheus.io/

架構圖

基本原理

Prometheus的基本原理是通過HTTP協議週期性抓取被監控組件的狀態，任意組件只要提供對應的HTTP接口就可以接入監控。不需要任何SDK或者其他的集成過程。這樣做非常適合做虛擬化環境監控系統，比如VM、Docker、Kubernetes等。輸出被監控組件信息的HTTP接口被叫做exporter 。目前互聯網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、內存、CPU、網絡等等)。

服務過程

• Prometheus Daemon負責定時去目標上抓取metrics(指標)數據，每個抓取目標需要暴露一個http服務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。Prometheus採用PULL的方式進行監控，即服務器可以直接通過目標PULL數據或者間接地通過中間網關來Push數據。
• Prometheus在本地存儲抓取的所有數據，並通過一定規則進行清理和整理數據，並把得到的結果存儲到新的時間序列中。
• Prometheus通過PromQL和其他API可視化地展示收集的數據。Prometheus支持很多方式的圖表可視化，例如Grafana、自帶的Promdash以及自身提供的模版引擎等等。Prometheus還提供HTTP API的查詢方式，自定義所需要的輸出。
• PushGateway支持Client主動推送metrics到PushGateway，而Prometheus只是定時去Gateway上抓取數據。
• Alertmanager是獨立於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。

三大套件

• Server 主要負責數據採集和存儲，提供PromQL查詢語言的支持。
• Alertmanager 警告管理器，用來進行報警。
• Push Gateway 支持臨時性Job主動推送指標的中間網關。

本飛豬教程內容簡介

• 1.演示安裝Prometheus Server
• 2.演示通過golang和node-exporter提供metrics接口
• 3.演示pushgateway的使用
• 4.演示grafana的使用
• 5.演示alertmanager的使用

安裝準備

這裏我的服務器IP是10.211.55.25，登入，建立相應文件夾

mkdir -p /home/chenqionghe/promethues
mkdir -p /home/chenqionghe/promethues/server
mkdir -p /home/chenqionghe/promethues/client
touch /home/chenqionghe/promethues/server/rules.yml
chmod 777 /home/chenqionghe/promethues/server/rules.yml

下面開始三大套件的學習

一.安裝Prometheus Server

通過docker方式
首先創建一個配置文件/home/chenqionghe/test/prometheus/prometheus.yml
掛載之前需要改變文件權限爲777，要不會引起修改宿主機上的文件內容不同步的問題

global:
  scrape_interval:     15s # 默認抓取間隔, 15秒向目標抓取一次數據。
  external_labels:
    monitor: 'codelab-monitor'
# 這裏表示抓取對象的配置
scrape_configs:
    #這個配置是表示在這個配置內的時間序例，每一條都會自動添加上這個{job_name:"prometheus"}的標籤  - job_name: 'prometheus'
    scrape_interval: 5s # 重寫了全局抓取間隔時間，由15秒重寫成5秒
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']

運行

docker rm -f prometheus
docker run --name=prometheus -d \
-p 9090:9090 \
-v /home/chenqionghe/promethues/server/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml \
-v /home/chenqionghe/promethues/server/rules.yml:/etc/prometheus/rules.yml \
prom/prometheus:v2.7.2 \
--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml \
--web.enable-lifecycle

啓動時加上--web.enable-lifecycle啓用遠程熱加載配置文件
調用指令是curl -X POST http://localhost:9090/-/reload

訪問http://10.211.55.25:9090
我們會看到如下l界面

訪問http://10.211.55.25:9090/metrics

我們配置了9090端口，默認prometheus會抓取自己的/metrics接口
在Graph選項已經可以看到監控的數據

二.安裝客戶端提供metrics接口

1.通過golang客戶端提供metrics

mkdir -p /home/chenqionghe/promethues/client/golang/src
cd !$
export GOPATH=/home/chenqionghe/promethues/client/golang/
#克隆項目
git clone https://github.com/prometheus/client_golang.git
#安裝需要翻牆的第三方包
mkdir -p $GOPATH/src/golang.org/x/
cd !$
git clone https://github.com/golang/net.git
git clone https://github.com/golang/sys.git
git clone https://github.com/golang/tools.git
#安裝必要軟件包
go get -u -v github.com/prometheus/client_golang/prometheus
#編譯
cd $GOPATH/src/client_golang/examples/random
go build -o random main.go

運行3個示例metrics接口

./random -listen-address=:8080 &
./random -listen-address=:8081 &
./random -listen-address=:8082 &

2.通過node exporter提供metrics

docker run -d \
--name=node-exporter \
-p 9100:9100 \
prom/node-exporter

然後把這兩些接口再次配置到prometheus.yml, 重新載入配置curl -X POST http://localhost:9090/-/reload

global:
  scrape_interval:     15s # 默認抓取間隔, 15秒向目標抓取一次數據。
  external_labels:
    monitor: 'codelab-monitor'
rule_files:
  #- 'prometheus.rules'
# 這裏表示抓取對象的配置
scrape_configs:
  #這個配置是表示在這個配置內的時間序例，每一條都會自動添加上這個{job_name:"prometheus"}的標籤  - job_name: 'prometheus'
  - job_name: 'prometheus'
    scrape_interval: 5s # 重寫了全局抓取間隔時間，由15秒重寫成5秒
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']
      - targets: ['http://10.211.55.25:8080', 'http://10.211.55.25:8081','http://10.211.55.25:8082']
        labels:
          group: 'client-golang'
      - targets: ['http://10.211.55.25:9100']
        labels:
          group: 'client-node-exporter'

可以看到接口都生效了

prometheus還提供了各種exporter工具，感興趣小夥伴可以去研究一下

三.安裝pushgateway

pushgateway是爲了允許臨時作業和批處理作業向普羅米修斯公開他們的指標。
由於這類作業的存在時間可能不夠長, 無法抓取到, 因此它們可以將指標推送到推網關中。
Prometheus採集數據是用的pull也就是拉模型，這從我們剛纔設置的5秒參數就能看出來。但是有些數據並不適合採用這樣的方式，對這樣的數據可以使用Push Gateway服務。
它就相當於一個緩存，當數據採集完成之後，就上傳到這裏，由Prometheus稍後再pull過來。
我們來試一下，首先啓動Push Gateway

mkdir -p /home/chenqionghe/promethues/pushgateway
cd !$
docker run -d -p 9091:9091 --name pushgateway prom/pushgateway

訪問http://10.211.55.25:9091 可以看到pushgateway已經運行起來了

接下來我們就可以往pushgateway推送數據了，prometheus提供了多種語言的sdk，最簡單的方式就是通過shell

• 推送一個指標

echo "cqh_metric 100" | curl --data-binary @- http://ubuntu-linux:9091/metrics/job/cqh

• 推送多個指標

cat <<EOF | curl --data-binary @- http://10.211.55.25:9091/metrics/job/cqh/instance/test
# 鍛鍊場所價格
muscle_metric{label="gym"} 8800
# 三大項數據 kg
bench_press 100
dead_lift 160
deep_squal 160
EOF

然後我們再將pushgateway配置到prometheus.yml裏邊,重載配置
看到已經可以搜索出剛剛推送的指標了

四.安裝Grafana展示

Grafana是用於可視化大型測量數據的開源程序，它提供了強大和優雅的方式去創建、共享、瀏覽數據。
Dashboard中顯示了你不同metric數據源中的數據。
Grafana最常用於因特網基礎設施和應用分析，但在其他領域也有用到，比如：工業傳感器、家庭自動化、過程控制等等。
Grafana支持熱插拔控制面板和可擴展的數據源，目前已經支持Graphite、InfluxDB、OpenTSDB、Elasticsearch、Prometheus等。

我們使用docker安裝

docker run -d -p 3000:3000 --name grafana grafana/grafana

默認登錄賬戶和密碼都是admin，進入後界面如下

我們添加一個數據源

把Prometheus的地址填上

導入prometheus的模板

打開左上角選擇已經導入的模板會看到已經有各種圖

我們來添加一個自己的圖表



指定自己想看的指標和關鍵字，右上角保存

看到如下數據

到這裏我們就已經實現了數據的自動收集和展示，下面來說下prometheus如何自動報警

五.安裝AlterManager

Pormetheus的警告由獨立的兩部分組成。
Prometheus服務中的警告規則發送警告到Alertmanager。
然後這個Alertmanager管理這些警告。包括silencing, inhibition, aggregation，以及通過一些方法發送通知，例如：email，PagerDuty和HipChat。
建立警告和通知的主要步驟：

• 創建和配置Alertmanager
• 啓動Prometheus服務時，通過-alertmanager.url標誌配置Alermanager地址，以便Prometheus服務能和Alertmanager建立連接。

創建和配置Alertmanager

mkdir -p /home/chenqionghe/promethues/alertmanager
cd !$

創建配置文件alertmanager.yml

global:
  resolve_timeout: 5m
route:
  group_by: ['cqh']
  group_wait: 10s #組報警等待時間
  group_interval: 10s #組報警間隔時間
  repeat_interval: 1m #重複報警間隔時間
  receiver: 'web.hook'
receivers:
  - name: 'web.hook'
    webhook_configs:
      - url: 'http://10.211.55.2:8888/open/test'
inhibit_rules:
  - source_match:
      severity: 'critical'
    target_match:
      severity: 'warning'
    equal: ['alertname', 'dev', 'instance']

這裏配置成了web.hook的方式，當server通知alertmanager會自動調用webhook http://10.211.55.2:8888/open/test

下面運行altermanager

docker rm -f alertmanager
docker run -d -p 9093:9093 \
--name alertmanager \
-v /home/chenqionghe/promethues/alertmanager/alertmanager.yml:/etc/alertmanager/alertmanager.yml \
prom/alertmanager

訪問http://10.211.55.25:9093

接下來修改Server端配置報警規則和altermanager地址
修改規則/home/chenqionghe/promethues/server/rules.yml

groups:
  - name: cqh
    rules:
      - alert: cqh測試
        expr: dead_lift > 150
        for: 1m
        labels:
          status: warning
        annotations:
          summary: "{{$labels.instance}}:硬拉超標！lightweight baby!!!"
          description: "{{$labels.instance}}:硬拉超標！lightweight baby!!!"

這條規則的意思是，硬拉超過150公斤，持續一分鐘，就報警通知
然後再修改prometheus添加altermanager配置

global:
  scrape_interval:     15s # 默認抓取間隔, 15秒向目標抓取一次數據。
  external_labels:
    monitor: 'codelab-monitor'
rule_files:
  - /etc/prometheus/rules.yml
# 這裏表示抓取對象的配置
scrape_configs:
  #這個配置是表示在這個配置內的時間序例，每一條都會自動添加上這個{job_name:"prometheus"}的標籤  - job_name: 'prometheus'
  - job_name: 'prometheus'
    scrape_interval: 5s # 重寫了全局抓取間隔時間，由15秒重寫成5秒
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']
      - targets: ['10.211.55.25:8080', '10.211.55.25:8081','10.211.55.25:8082']
        labels:
          group: 'client-golang'
      - targets: ['10.211.55.25:9100']
        labels:
          group: 'client-node-exporter'
      - targets: ['10.211.55.25:9091']
        labels:
          group: 'pushgateway'
alerting:
  alertmanagers:
    - static_configs:
        - targets: ["10.211.55.25:9093"]

重載prometheus配置，規則就已經生效
接下來我們觀察grafana中數據的變化

然後我們點擊prometheus的Alert模塊，會看到已經由綠->黃-紅，觸發了報警

然後我們再來看看提供的webhook接口，這裏的接口我是用的golang寫的，接到數據後將body內容報警到釘釘

釘釘收到報警內容如下

到這裏，從零開始搭建Prometheus實現自動監控報警就說介紹完了，一條龍服務，自動抓取接口+自動報警+優雅的圖表展示，你還在等什麼，趕緊high起來！