基於Prometheus構建黑盒監控體系（已用於線上環境）

本文由 dbaplus 社羣授權轉載。

概述

在監控體系裏面，通常我們認爲監控分爲：白盒監控和黑盒監控。

黑盒監控：主要關注的現象，一般都是正在發生的東西，例如出現一個告警，業務接口不正常，那麼這種監控就是站在用戶的角度能看到的監控，重點在於能對正在發生的故障進行告警。

白盒監控：主要關注的是原因，也就是系統內部暴露的一些指標，例如redis的info中顯示redis slave down，這個就是redis info顯示的一個內部的指標，重點在於原因，可能是在黑盒監控中看到redis down，而查看內部信息的時候，顯示redis port is refused connection。

白盒監控：有很多種，有中間件，有存儲，有web服務器例如redis可以使用info暴露內部的指標信息；例如mysql可以使用show variables暴露內部指標信息；例如nginx可以使用nginx_status來暴露內部信息，系統業務指標可以通過埋點或者命令進行採集。

Blackbox Exporter

在前面的知識中，我們介紹Prometheus下如何進行白盒監控，我們監控主機的資源用量、容器的運行狀態、數據庫中間件的運行數據，通過採集相關指標來預測我們的服務健康狀態。

在黑盒健康方面。Blackbox Exporter是Prometheus社區提供的官方黑盒監控解決方案，其允許用戶通過：HTTP、HTTPS、DNS、TCP以及ICMP的方式對網絡進行探測，目前我司相關業務監控接口也是基於Blockbox來進行的，下面我們開始。

Blackbox_exporter應用場景

1、HTTP 測試

定義 Request Header 信息
判斷 Http status / Http Respones Header / Http Body 內容

2、TCP 測試

業務組件端口狀態監聽
應用層協議定義與監聽

3、ICMP 測試

主機探活機制

4、POST 測試

接口聯通性

5、SSL 證書過期時間

結合grafana生成的相關模板

1、首先看下我們這邊的相關圖表，門戶多項指標與ssl監控

2、機房線路監控

3、接口狀態監控

Blackbox Exporter部署

1、安裝Exporter

[root@cinder1 src]# wget https://github.com/prometheus/blackbox_exporter/releases/download/v0.16.0/blackbox_exporter-0.16.0.linux-amd64.tar.gz
[root@cinder1 src]#tar -zxvf blackbox_exporter-0.16.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local
[root@cinder1 src]#mv /usr/local/blackbox_exporter-0.16.0.linux-amd64 /usr/local/blackbox_exporter

2、添加到啓動項

[root@cinder1 src]# cat /etc/systemd/system/blackbox_exporter.service 
[Unit]
Description=blackbox_exporter
After=network.target 

[Service]
WorkingDirectory=/usr/local/blackbox
ExecStart=/usr/local/blackbox/blackbox_exporter \
         --config.file=/usr/local/blackbox/blackbox.yml
[Install]
WantedBy=multi-user.target

3、檢測是否正常啓動

[root@cinder1 src]# ss -tunlp|grep 9115
tcp    LISTEN     0      128      :::9115                 :::*                   users:(("blackbox_export",pid=2517722,fd=3))

icmp監控

通過icmp 這個指標的採集，我們可以確認到對方的線路是否有問題。這個也是監控裏面比較重要的一個環節。我們要了解全國各地到我們機房的線路有哪條有問題我們總結了兩種方案：

全國各地各節點ping 和訪問數據採集。這種類似聽雲運營商有提供這類服務，但是要花錢；
我現在用的方法就是：找各地測試ping 的節點，我們從機房主動ping 看是否到哪個線路有故障，下面我們開始。

1、prometheus 添加相關監控，Blackbox 使用默認配置啓動即可

- job_name: "icmp_ping"
    metrics_path: /probe
    params:
      module: [icmp]  # 使用icmp模塊
    file_sd_configs:
    - refresh_interval: 10s
      files:
      - "/home/prometheus/conf/ping_status*.yml"  #具體的配置文件
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      regex: (.*)(:80)?
      target_label: __param_target
      replacement: ${1}
    - source_labels: [__param_target]
      target_label: instance
    - source_labels: [__param_target]
      regex: (.*)
      target_label: ping
      replacement: ${1}
    - source_labels: []
      regex: .*
      target_label: __address__
      replacement: 192.168.1.14:9115

2、相關ping節點配置

[root@cinder1 conf]# cat ping_status.yml 
- targets: ['220.181.38.150','14.215.177.39','180.101.49.12','14.215.177.39','180.101.49.11','14.215.177.38','14.215.177.38']
  labels:
    group: '一線城市-電信網絡監控'
- targets: ['112.80.248.75','163.177.151.109','61.135.169.125','163.177.151.110','180.101.49.11','61.135.169.121','180.101.49.11']
  labels:
    group: '一線城市-聯通網絡監控'
- targets: ['183.232.231.172','36.152.44.95','182.61.200.6','36.152.44.96','220.181.38.149']
  labels:
    group: '一線城市-移動網絡監控'

這些數據是從全國各地ping 網站進行採集，大家可以從那些網站獲取.

3、添加grafana

這個grafana是自己定義的，看到網上沒有就自己定義了一個。大家可以從github上下載，再看看效果，可以看到我們通過Ping 就獲取到了全國各地的線路運行情況，可以有效的檢測到我們線路異常問題：

http相關指標監控

1、prometheus 配置http_get訪問

  - job_name: "blackbox"
    metrics_path: /probe
    params:
      module: [http_2xx]  #使用http模塊
    file_sd_configs: 
    - refresh_interval: 1m
      files: 
      - "/home/prometheus/conf/blackbox*.yml"
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      target_label: __param_target
    - source_labels: [__param_target]
      target_label: instance
    - target_label: __address__
      replacement: 192.168.1.14:9115

2、相關配置文件，類似舉例如下

[root@cinder1 conf]# cat /home/prometheus/conf/blackbox-dis.yml 
- targets:
  - https://www.zhibo8.cc
  - https://www.baidu.com
#配置相關URL

3、添加grafana模板

可以選擇模板的9965模板，這個模板我們也看到前面的，提供了相關的ssl 過期檢測，這裏以兩個常見的網站爲例。

接口get請求檢測

1、prometheus 配置，其實跟我們之前的配置一樣，我們直接看配置文件

  - job_name: "check_get"
    metrics_path: /probe
    params:
      module: [http_2xx]  # Look for a HTTP 200 response.
    file_sd_configs:
    - refresh_interval: 1m
      files:
      - "/home/prometheus/conf/service_get.yml"
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      target_label: __param_target
    - source_labels: [__param_target]
      target_label: instance
    - target_label: __address__
      replacement: 192.168.1.14:9115

2、相關接口配置參考

[root@cinder1 conf]# cat service_get.yml 
- targets:
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/atc_tcbi
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_ship_lock_count
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_terminal_count_by_city
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_terminal_monitor?industry=1
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_terminal_comparison?industry=1
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_terminal_city_count_industry?industry=1
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/industry_stat?industry=1
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_company_car_count?industry=1
  - http://10.10.1.123:10000/pmkb/get_terminal_month_countbyi?industry=1
  labels:
    group: 'service'

3、grafana 和前面一樣自己訂製的，可以從github上下載

接口post請求狀態檢測

1、這裏首先我們要改一下post 相關接口的blackbox.yml配置，我們自己定義一個模塊

[root@cinder1 blackbox]# cat blackbox.yml 
modules:
  http_2xx:
    prober: http
  http_post_2xx:   #這個模塊名稱可以自己定義
    prober: http
    http:
      method: POST
      headers:
        Content-Type: application/json   #添加頭部
      body: '{"username":"admin","password":"123456"}'  #發送的相關數據，這裏我們以登錄接口爲例

2、添加到prometheus

  - job_name: "check_service"
    metrics_path: /probe
    params:
      module: [http_post_2xx]  # 這裏要對應配置文件裏，定義的模塊
    file_sd_configs: 
    - refresh_interval: 1m
      files: 
      - "/home/prometheus/conf/service_post.yml"
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      target_label: __param_target
    - source_labels: [__param_target]
      target_label: instance
    - target_label: __address__
      replacement: 192.168.1.14:9115

3、相關配置查看

[root@cinder1 conf]# cat service_post.yml 
- targets:
  - http://10.2.4.103:5000/devops/api/v1.0/login
  labels:
    group: 'service'

4、添加grafana相關配置，這個也是自己定義的，可以從github上下載

tcp端口狀態檢測

個人理解的是這個跟telnet差不多都是檢測端口是否在線

1、prometheus 配置

  - job_name: 'port_status'
    metrics_path: /probe
    params:
      module: [tcp_connect]  #使用tcp模塊
    static_configs:
      - targets: ['10.10.1.35:8068','10.10.1.35:8069']  #對應主機接口
        labels:
          instance: 'port_status'
          group: 'tcp'
    relabel_configs:
    - source_labels: [__address__]
      target_label: __param_target 
    - target_label: __address__
      replacement: 192.168.1.14:9115

2、圖表

圖表可以集成到前面的grafana 9965模板。

告警規則定義

1、業務正常性

icmp、tcp、http、post 監測是否正常可以觀察probe_success 這一指標
probe_success == 0 ##聯通性異常
probe_success == 1 ##聯通性正常
告警也是判斷這個指標是否等於0，如等於0 則觸發異常報警

2、通過http模塊我們可以獲取證書的過期時間，可以根據過期時間添加相關告警

probe_ssl_earliest_cert_expiry ：可以查詢證書到期時間。

#經過單位轉換我們可以得到一下，按天來計算：(probe_ssl_earliest_cert_expiry - time())/86400

3、所以我們結合上面的配置可以定製如下告警規則

[root@cinder1 rules]# cat blackbox.yml 
groups:
- name: blackbox_network_stats
  rules:
  - alert: blackbox_network_stats
    expr: probe_success == 0
    for: 1m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "接口/主機/端口 {{ $labels.instance }}  無法聯通"
      description: "請儘快檢測"

##ssl檢測

[root@cinder1 rules]# cat ssl.yml 
groups:
- name: check_ssl_status
  rules:
  - alert: "ssl證書過期警告"
    expr: (probe_ssl_earliest_cert_expiry - time())/86400 <30
    for: 1h
    labels:
      severity: warn
    annotations:
      description: '域名{{$labels.instance}}的證書還有{{ printf "%.1f" $value }}天就過期了,請儘快更新證書'
      summary: "ssl證書過期警告"

4、重啓完成之後我們可以登錄web界面查看下

5、我們發現有個接口已經存在問題，這個時候我們也收到了一條相應的微信告警

總結

黑盒監控相較於白盒監控最大的不同在於黑盒監控是以故障爲導向當故障發生時，黑盒監控能快速發現故障，所以我們監控時候以粒度比較細的，如端口、接口、線路等進行監控。

通過Prometheus Blackbox Exporter可以快速實現和定製我們很多相關策略，大家線上環境可以基於以上做配置即可。

作者介紹：

羅輝，原荔枝FM運維工程師，現任北方激光研究院廣西分公司運維總監。

原文鏈接：

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4NTA1MDEwNg==&mid=2650787711&idx=1&sn=0f9cf318b1c94eb00ece6203b20c8da2&chksm=f3f97aeac48ef3fc58505339af481106b66b4df138d1a70b74b72033ea06dad65b2db0656889&scene=27#wechat_redirect

基於Prometheus構建黑盒監控體系（已用於線上環境）

概述

Blackbox Exporter

Blackbox_exporter應用場景

結合grafana生成的相關模板

Blackbox Exporter部署

icmp監控

http相關指標監控

接口get請求檢測

接口post請求狀態檢測

tcp端口狀態檢測

告警規則定義

總結

金融IT保命丹：多端支付強一致性架構設計實踐

字節跳動萬億級圖數據庫的應用與挑戰

GFS的分佈式哲學：HDFS的一致性成就，歸功於我的失敗……

10+款Redis容器化技術選型對比，K8S並非萬金油

數據架構選型必讀：2021上半年數據庫產品技術解析

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結