搭建Prometheus+Grafana的云平台监控系统

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1.1 Prometheus和Grafana概述
1.1.1 Prometheus概述
Prometheus（普罗米修斯）是一套开源的监控&报警&时间序列数据库的组合，起始是由SoundCloud公司开发的。现在最常见的Docker、Mesos、Kubernetes容器管理系统中，通常会搭配Prometheus进行监控。 Prometheus [prəˈmiθju:s] 普罗米修斯
Prometheus基本原理是通过HTTP协议周期性抓取被监控组件的状态，这样做的好处是任意组件只要提供HTTP接口就可以接入监控系统，不需要任何SDK或者其他的集成过程。这样做非常适合虚拟化环境比如VM或者Docker 。
输出被监控组件信息的HTTP接口被叫做exporter。目前互联网公司常用的组件大部分都有exporter可以直接使用，比如Varnish、Haproxy、Nginx、MySQL、Linux 系统信息 (包括磁盘、内存、CPU、网络等等)，具体支持的源看：https://github.com/prometheus。 exporter （[ekˈspɔ:tə®] 出口商）
对比主流的监控工具的操作界面：
nagios监控界面:
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zabbix监控界面
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Grafana+Prometheus监控界面：
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通过上面的界面，我们可以看出来Grafana+Prometheus展示界面更美观
1.1.2 Prometheus 架构图解
普罗米修斯（Prometheus）及其一些生态系统组件的整体架构：
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retrieval [rɪˈtriːvl] 数据检索
Prometheus各组件运行流程如下：
1、Prometheus Server：Prometheus Sever是Prometheus组件中的核心部分，负责实现对监控数据的获取，存储及查询。Prometheus Server可以通过静态配置管理监控目标，也可以配合使用Service Discovery(服务发现)的方式动态管理监控目标，并从这些监控目标中获取数据。其次Prometheus Sever需要对采集到的数据进行存储，Prometheus Server本身就是一个实时数据库，将采集到的监控数据按照时间序列的方式存储在本地磁盘当中。Prometheus Server对外提供了自定义的PromQL，实现对数据的查询以及分析。另外Prometheus Server的联邦集群能力可以使其从其他的Prometheus Server实例中获取数据。
2、Exporters：Exporter将监控数据采集的端点通过HTTP服务的形式暴露给Prometheus Server，Prometheus Server通过访问该Exporter提供的Endpoint端点，即可以获取到需要采集的监控数据。可以将Exporter分为2类：
(1)、直接采集：这一类Exporter直接内置了对Prometheus监控的支持，比如cAdvisor，Kubernetes，Etcd，Gokit等，都直接内置了用于向Prometheus暴露监控数据的端点。
（2）、间接采集：原有监控目标并不直接支持Prometheus，因此需要通过Prometheus提供的Client Library编写该监控目标的监控采集程序。例如：Mysql Exporter，JMX Exporter，Consul Exporter等。
3、AlertManager：在Prometheus Server中支持基于Prom QL创建告警规则，如果满足Prom QL定义的规则，则会产生一条告警。常见的接收方式有：电子邮件，webhook 等。
4、PushGateway:Prometheus数据采集基于Prometheus Server从Exporter pull数据，因此当网络环境不允许Prometheus Server和Exporter进行通信时，可以使用PushGateway来进行中转。
Prometheus的工作流：
1.Prometheus server定期从配置好的jobs和exporters中拉取metrics，或者接收来自Pushgateway发送过来的metrics，或者从其它的Prometheus server中拉metrics。
metrics [ˈmetrɪks] 衡量指标
2.Prometheus server在本地存储收集到的metrics，并运行定义好的alerts.rules，记录新的时间序列或者向Alert manager推送警报。
3.Alertmanager根据配置文件，对接收到的警报进行处理，发出告警。
4.在图形界面中，可视化采集数据。
实验拓扑图：
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搭建Prometheus+Grafana的云平台监控系统工作流程：
1、安装exporter（出口）采集数据
2、美化采集到的数据
3、在web界面查看
懂：1不懂：2
1.2 安装配置Prometheus监控服务
1、安装go语言环境
方法1：使用tar包安装go语言环境
上传到go1.13.3.linux-amd64.tar.gz到linux服务器上
或在线下载：
[root@xuegod63 ~]# wget -c https://storage.googleapis.com/golang/go1.13.3.linux-amd64.tar.gz
[root@xuegod63 ~]# tar -zxvf go1.13.3.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local
[root@xuegod63 ~]# echo “export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin” > /etc/profile.d/go.sh
[root@xuegod63 ~]# source /etc/profile.d/go.sh
[root@xuegod63 ~]# go
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方法2：使用yum安装go语言环境
[root@xuegod63 ~]# yum install -y epel-release
[root@xuegod63 ~]# yum install go -y
[root@xuegod63 ~]# go version
扩展：
Go（又称Golang）是Google开发的一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言。
下载安装Prometheus（https://prometheus.io/download/）
[root@xuegod63 ~]#wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.27.1/prometheus-2.27.1.linux-amd64.tar.gz
[root@xuegod63 ~]# tar zxvf prometheus-2.27.1.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
[root@xuegod63 ~]# cd /usr/local/prometheus-2.27.1.linux-amd64/
修改prometheus配置文件，配置监控linux主机和mysql数据库，配置文件为yml语法，注意缩进对齐
[root@xuegod63 prometheus-2.7.1.linux-amd64]# vim prometheus.yml #在文档的最后插入以下内容

job_name: system-status
static_configs:
- targets: [‘192.168.1.64:9100’]
  labels:
  instance: xuegod64
job_name: mysql-status
static_configs:
- targets: [‘192.168.1.64:9104’]
  labels:
  instance: xuegod64-mysql
  插入时，要和文件之前的job_name保持对齐，如下图：

注释：

job_name: system-status #每一个job_name都是一个监控项，这里代表监控操作系统状态
static_configs:
- targets: [‘192.168.1.64:9100’] #被监控主机IP地址和端口
  labels:
  instance: xuegod64 #实例名称，在grafana中表示对应的主机。
job_name: mysql-status #监控mysql数据库状态
static_configs:
- targets: [‘192.168.1.64:9104’] #目标主机IP地址和端口
  labels:
  instance: xuegod64-mysql #实例名称，在grafana中表示对应的主机。
  [root@xuegod63prometheus-2.7.1.linux-amd64]# ./prometheus --config.file=prometheus.yml

出现以下信息吧表示启动成功。
或直接后台运行：
[root@xuegod63prometheus-2.7.1.linux-amd64]# nohup ./prometheus --config.file=prometheus.yml &
[root@xuegod63 ~]# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld #关闭防火墙
浏览器输入http://192.168.1.63:9090
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注：因为我们还没有开始配置xuegod64了，所以现在还获取不到xuegod64的信息
1.3 启动用于采集linux系统和mysql服务状态的exporter服务
prometheus常见的exporter及作用：
（1）、node_exporter用于监控操作系统的性能和运行状态
（2）、mysqld_exporter用于监控mysql服务
（3）、snmp_exporter用于监控网络设备
更多exporter可在官网下载：https://prometheus.io/download/#node_exporter
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1、配置 node_exporter监控xuegod64运行状态
[root@xuegod64 ~]# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld #关闭防火墙
上传node_exporter-1.1.2.linux-amd64.tar.gz到linux上。
[root@xuegod64 ~]# tar zxvf /root/node_exporter-1.1.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
[root@xuegod64 ~]# nohup /usr/local/node_exporter-1.1.2.linux-amd64/node_exporter &
2、配置mysqld_exporter用于监控xuegod64上的mysql服务
（1）、安装数据库服务
[root@xuegod64 ~]# yum install mariadb-server mariadb -y
[root@xuegod64 ~]# systemctl start mariadb
[root@xuegod64 ~]# mysql #直接登录mysql
mysql> GRANT REPLICATION CLIENT,PROCESS ON . TO ‘mysql_monitor’@‘localhost’ identified by ‘123456’;
mysql> GRANT SELECT ON . TO ‘mysql_monitor’@‘localhost’;
MariaDB [(none)]> exit;
注：mysql 用户权限说明：
（1）、replication client权限 #拥有此权限可以查询master server、slave server状态。
（2）、PROCESS权限 #通过这个权限，用户可以执行SHOW PROCESSLIST和KILL命令。默认情况下，每个用户都可以执行SHOW PROCESSLIST命令，但是只能查询本用户的进程。如：
mysql> show processlist;
另外，管理权限 process不能够指定某个数据库，on后面必须跟*.*
（3）、select权限 #必须有select的权限，才可以使用select * from table 查看数据
（2）、安装mysqld_exporter
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上传mysqld_exporter到linux系统上
[root@xuegod64 ~]# tar xf mysqld_exporter-0.13.0-rc.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
创建隐藏配置文件.my.cnf,用于mysqld_exporter连接mysql采集数据。
[root@xuegod64 ~]# vim /usr/local/mysqld_exporter-0.13.0-rc.0.linux-amd64/.my.cnf
[client]
user=mysql_monitor
password= 123456
[root@xuegod64 ~]# nohup /usr/local/mysqld_exporter-0.13.0-rc.0.linux-amd64/mysqld_exporter --config.my-cnf=“/usr/local/mysqld_exporter-0.13.0-rc.0.linux-amd64/.my.cnf” &
在web界面，再次查看监控信息已经成功添加linux 和mysql节点，已经up了
浏览器输入http://192.168.1.63:9090
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查看网络端口：
[root@xuegod64 ~]# netstat -antup | grep 91
tcp6 0 0 :::9100 ::😗 LISTEN 2158/node_exporter
tcp6 0 0 :::9104 ::😗 LISTEN 41308/mysqld_export
总结prometheus使用方法：
1、想监控操作系统，只需要一步：
在被监控系统上安装node_exporter并启动，就ok了
2、想监控操mysql数据库，只需要两步：
（1）、创建一个mysql用户
（2）、安装mysqld_exporter并启动
1.4 实战-使用Grafana可视化工具美化监控数据显示效果
1.4.1 配置grafana
1、上传grafana到linux系统/root/下
[root@xuegod63 ~]# yum install -y ./grafana-7.5.7-1.x86_64.rpm
或在线下载：
[root@xuegod64 ~]# wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/grafana/yum/rpm/grafana-7.5.7-1.x86_64.rpm
2、安装图形饼状图插件，方便显示饼状图
方法1：离线安装
下载：https://grafana.com/api/plugins/grafana-piechart-panel/versions/1.6.1/download
然后上传grafana-piechart-panel-1.6.1.zip到linux系统上
[root@xuegod63 ~]# mkdir /var/lib/grafana/plugins #创建存储插件的路径
[root@xuegod63 ~]# unzip grafana-piechart-panel-1.6.1.zip
[root@xuegod63 ~]# mv grafana-piechart-panel /var/lib/grafana/plugins/grafana-piechart-panel
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart grafana-server
方法2：在线安装
[root@xuegod63 ~]# grafana-cli plugins install grafana-piechart-panel
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart grafana-server #安装完插件，需要重启服务
3、访问：http://192.168.1.63:3000/login 用户名：admin密码admin
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第一次登陆会提示修改密码，咱们改成123456
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配置数据源
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url地址：http://192.168.1.63:9090
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在页面最下面，点：Save & Test
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Scrape [skreɪp] 刮擦； interval [ˈɪntəvl] 间隔；Scrape interval 抓取数据间隔
弹出下面信息，说明成功了

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1.4.2 将监控Linux系统和mysql服务运行状态的web仪表盘插件导入grafana
1、查找可以美化Linux系统监控数据的仪表盘插件
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打开官方网站：https://grafana.com/grafana/dashboards
在页面中找到这个：
https://grafana.com/grafana/dashboards?search=node
输入关键字node，进行查询，查看自已想要的展示看板：
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我使用们这个ID：8919
打开这个链接：https://grafana.com/grafana/dashboards/8919
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也可以直接下载JSON文件，然后后期，直接导入这个离线文件：
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ID号是： 8919。注：如果在线导入的看板，看不到数据，可以换一个ID号，再试试。
开始导入：
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点load，
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刷新浏览器界面：
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注：也可以导入之前下载的node-exporter-for-prometheus-dashboard-cn-v20201010_rev24.json离线文件上传。
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2、查出mysql的 Web仪表盘插件的ID号
打开此链接可直接搜索到与课程对应版本的仪表盘
https://grafana.com/grafana/dashboards?search=mysql%20overview&utm_source=grafana_search
然后选择这个由nasskach开发的界面
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打开链接：https://grafana.com/grafana/dashboards/7362 复制7362 的ID
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来到grafana主界面，导入dashboard：

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下拉选择Prometheus
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1.5 实战-Grafana配置邮件告警
1.5.1 配置SMTP发送邮件
配置163邮箱smtp服务
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点击开启SMTP服务，点击开启后会提示我们下载手机APP，我们点继续开启不需要下载APP。

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根据提示发送手机验证码即可开启成功

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EMXCERHXVHVDXKJF
开启成功后会新增授权密码管理的选项，如果你之前已经开启过，直接点击新增授权密码即可。

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Grafana配置SMTP账户
[root@xuegod63 ~]# vim /etc/grafana/grafana.ini
第522行修改smtp配置
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注：所有修改配置前 ; 注释符号需要取消，将对应行，改为以下内容：
[smtp]
enabled = true #启用smtp
host = smtp.163.com:465 #163 smtp服务地址
user = jianmingbasic@163.com #163邮箱用户名
#If the password contains # or ; you have to wrap it with triple quotes. Ex “”“#password;”“”
password = EMXCERHXVHVDXKJF #授权密码
; cert_file =
; key_file =
; skip_verify = false
from_address = jianmingbasic@163.com #邮件From地址，和登录用户一致即可。
;from_name = Grafana
; ehlo_identity =
修改完邮件配置后修改domain信息，邮件内容中包含Grafana的访问地址，默认地址为localhost。
改：
41 ;domain = localhost
为：
41 domain = 192.168.1.63
1.5.2 配置图片渲染功能
配置插件地址
改：
813 ;server_url =
为：
813 server_url = http://192.168.1.63:8081/render
配置callback_url，该地址为Grafana地址。
改：
815 ;callback_url =
815 callback_url = http://192.168.1.63:3000/
修改默认语言，默认配置渲染图片时不支持中文。
改：
840 ;rendering_language =
为：
840 rendering_language = zh
安装图片渲染插件（经测试仅docker方式搭建的插件支持中文渲染）
安装docker环境
[root@xuegod63 ~]# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
配置国内docker的yum源（阿里云）
[root@xuegod63 ~]# yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
安装docker-ce
[root@xuegod63 ~]# yum makecache fast
[root@xuegod63 ~]# yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -y
[root@xuegod63 ~]# systemctl start docker && systemctl enable docker.service
[root@xuegod63 ~]#tee /etc/docker/daemon.json << ‘EOF’
{
“registry-mirrors”:[“https://rsbud4vc.mirror.aliyuncs.com”,“https://registry.docker-cn.com”,“https://docker.mirrors.ustc.edu.cn”,“https://dockerhub.azk8s.cn”,“http://hub-mirror.c.163.com”,“http://qtid6917.mirror.aliyuncs.com”,“https://rncxm540.mirror.aliyuncs.com”,“https://e9yneuy4.mirror.aliyuncs.com”]
}
EOF
[root@xuegod63 ~]# systemctl daemon-reload
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart docker
运行docker版本的图片渲染插件
上传课程资料中的grafana-image-renderer.tar.gz
[root@xuegod63 ~]# docker load -i grafana-image-renderer.tar.gz
[root@xuegod63 ~]# docker run -d -p 8081:8081 --restart=always index.docker.io/grafana/grafana-image-renderer:latest
重启Grafana使配置生效
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart grafana-server
检查邮件服务是否配置成功，添加告警频道。
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取任意名称，选择Email发送，填写收件人地址即可发送测试邮件。Include image需要手动勾选，这样发送邮件时才会附带监控图表信息。新版本中默认不勾选，因为需要安装插件。

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测试成功后点击保存即可。
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收到Grafana邮件
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内容是测试信息
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1.5.3 自定义监控项与告警规则
配置告警，回到仪表盘进行操作。

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添加panel
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修改一个新的标题
Panel title: xuegod64-CPU使用率
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修改监控项配置。删除监控项。保留user配置即可。因为我们手工测试只能测试到User监控项。删除AFDC保留B
metrics [ˈmetrɪks] 衡量指标
Metrics: (1 - avg(rate(node_cpu_seconds_total{instance=~“xuegod64”,mode=“idle”}[30s])) by (instance)) * 100
Legend: CPU使用率
注：idle表示总负载，system表示系统使用率，user表示用户使用率。
只留这个监控项参数
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添加告警
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配置告警规则。
xuegod64-cpu使用率报警
随便输出点告警描述信息：xuegod64-CPU > 50% (test)
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注：query查询的时间默认是5分钟的平均数据，如果想快速触发报警可以时间缩短至1m。0.5=50%
保存配置，点击按钮
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点击save保存即可
可以看到这里有这个标识：
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应用一下：

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1.5.4 压力测试触发告警
安装压力测试工具
[root@xuegod64 ~]# yum install -y epel-release
[root@xuegod64 ~]# yum install -y stress
对CPU进行压力测试。注：教学环境中xuegod64分配了8核心CPU，我们的监控指标配置的是超过50%告警，则需要将超过半数的CPU资源耗尽，所以-c参数大于虚拟机中CPU核心数量的一半即可，同学们根据自己学习环境进行调整。
[root@xuegod64 ~]# stress -c 6
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