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Prometheus系列01-介绍

cplinux98
2022-08-30 / 0 评论 / 0 点赞 / 53 阅读 / 1,849 字 / 正在检测是否收录...

00:文章简介

介绍prometheus的基本信息。

01:Prometheus简介

Prometheus是CNCF中的“毕业”监控产品。它基于go语言开发,使用的是TSDB时序数据库。

官网:https://prometheus.io/

Prometheus以出色的可视化、集成度高、多客户端而出名,尤其是在监控kubernetes容器集群场景中。

Prometheus典型特征:从每个Target中拉取pull数据,所以优势在于:

  • 集中控制,有利于将配置集成在Prometheus Server中;
  • 目标明确,目标在于收集Target上预先完成聚合的聚合型数据。

Prometheus需要对每个环境的每个指标进行数据获取,并按照用户需要的方式提供给用户。

02:metric简介

我们要监控数据,首先得有数据,数据应该以直接或间接的方式暴露出来,方式如下

  • 硬件本身的记录,以log或内存属性的方式存在
  • 应用业务的接口,主动暴露软件自身运行状态,比如redis info、status等
  • 相关的信息采集工具,方便收集数据,基于系统级别的命令

这些数据在长时间的运行过程中,都是以固定的“属性指标”来描述他们,也就是metric。

对于metric数据指标,我们需要持续性、周期性的方式来采集,通常采集方式有:

  • exporters
    • 类似于agnet,帮助监控端生成http接口的metric
  • instrumentation
    • 监控端自带的状态暴露
  • pushgateway
    • 不稳定的监控端发送数据给它,prometheus从它上面获取稳定的数据

无论哪种方式,server端都是pull模式工作的。

03:时序数据库

对于我们采集到的“监控指标”,不是一次性使用的,我们需要将数据存储起来,并与采集的时间相关联,方便我们知道这些数据是“什么时候发生的”。我们将这种监控场景的数据称为:时间序列数据 TS(Time series data),存储这种数据的数据库,就是时序数据库(TSDB Time series database)。

时序数据库是用来存储时序列(time-series)数据并以时间(点或区间)建立索引的软件。

一般时序数据库都具备下面的特点:

  • 数据结构简单,某一度量指标在某一时间点只会有一个值,没有复杂的结构和关系
  • 数据量大,可以存储大量的数据指标

04:Prometheus数据特点

  • Prometheus采用独特的指标格式,我们称之为Prometheus格式

  • 支持多维度标签,每个独立的标签组合都代表一个独立的时间序列

  • prometheus内部支持多种数据的聚合、切割、切片

  • prometheus支持双精度浮点型数据存储

05:Prometheus架构介绍

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工作流程为:

  1. server定期从jobs中拉取metrics发过来的metrics
  2. server在本地存储收集到的metrics,并运行定义好的alert.rules,并记录或向alertmanager推送警报
  3. Alertmanager根据配置文件,对接收到的警报进行去重分组,根据路由配置,向对应主机发出告警
  4. 集成Grafana或其他API作为图形界面,用于可视化收集的数据

06:Prometheus基本部件

组件 作用
Prometheus Server 主服务,接收外部http请求,收集、存储、查询数据
Client Library 客户端库,为需要监控的服务生成相应的metrics并暴露给Prometheus Server,当Prometheus server 来pull时,直接返回实时状态的metrics
Push Gateway 数据收集,用于短期的jobs,主要用于服务层面 被监控端向push gateway发送metrics,prometheus server从push gateway中收集metrics
Exporters 节点agent,一般用于对设备采集,并以http方式暴露metrics
Alertmanager 报警管理器,从对alerts进行去重,分组,并路由到对应的接收方式,以高效的向用户发送告警信息
Data Visualization Prometheus Web UI ,Grafana,为Prometheus Server内建支持
Service Discovery 动态发现待监控的Traget,从而完成监控配置的重要组件,在容器化环境中尤为有用,为Prometheus Server内建支持。
PromQL 对数据操作的接口,用于自身web-ui展示或给Grafana数据展示提供接口

07:Prometheus数据模型

Prometheus仅用于以“键值”形式存储时序式的聚合数据,它并不支持存储文本信息

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  • 其中的键称为指标metric,它通常意味着cpu速率、内存使用率、分区空闲比例等

  • 同一指标可能会适配多个目标或设备,因此它使用“标签”作为元数据,从而为metric添加更多信息描述纬度

  • 这些标签还可以作为过滤器进行指标过滤和聚合运算

08:Prometheus指标类型

prometheus使用4种方法来描述监视的指标

  • Counter
    • 计数器,用于保存单调递增的数据,例如站点访问次数,不能为负值,不能减少,但可以重置为0
  • Gauge
    • 用于存储有着起伏特征的指标数据,例如内存空闲大小
  • Histogram
    • 直方图
  • Summary
    • 摘要

09:Job和Instance

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  • target
    • 一组运行业务并带有向外暴露metric接口,包含了暴露的http url 和端口的采集点,称之为target
  • Instance
    • 能够接收Prometheus Server数据Scrape操作的每个网络端点(endpoint),即为一个Instance实例
  • Job
    • 通常具有类似功能的Instance的集合称为一个Job,例如一个MySQL主从复制集群中的所有MySQL进程

如果和zabbix相比较的话,job相当于Host groups,instance相当于hosts,target相当于hostip:agent_type:port

10:PromQL

Prometheus提供了内置的数据查询语言PromQL,支持用户进行实时的数据查询及聚合操作。

PromQL支持两种向量,并内置提供了一组用于数据处理的函数。

  • 即时向量
    • 最近一次的时间戳上跟踪的数据指标
  • 时间范围向量
    • 指定时间范围内的所有时间戳上的数据指标

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11:Alerts

抓取到异常值后,Prometheus支持通过“告警”机制向用户发送反馈或警示,以触发用户能够及时采取应对措施;

Prometheus Server仅负责生成告警指示,具体的告警行为由另一个独立的应用程序AlertManager负责。

!> 对于生产环境,prometheus server和alertmanager都要做到高可用,否则告警组件坏了,告警就没作用了

  • 告警指示由Prometheus server基于用户提供的“告警规则”周期性计算生成;
  • alertmanager接收到Prometheus Server发来的告警指示后,基于自定义的告警路由向告警接收人发送信息
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