一、ELK介绍
1.1 elasticsearch
1.1.1 elasticsearch介绍
ElasticSearch是一个基于Lucene的搜索服务器。它提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎，基于RESTful web接口。Elasticsearch是用Java开发的，并作为Apache许可条款下的开放源码发布，是第二流行的企业搜索引擎。设计用于云计算中，能够达到实时搜索，稳定，可靠，快速，安装使用方便。
1.1.2 elasticsearch几个重要术语
NRT
elasticsearch是一个近似实时的搜索平台，从索引文档到可搜索有些延迟，通常为1秒。集群
集群就是一个或多个节点存储数据，其中一个节点为主节点，这个主节点是可以通过选举产生的，并提供跨节点的联合索引和搜索的功能。集群有一个唯一性标示的名字，默认是elasticsearch，集群名字很重要，每个节点是基于集群名字加入到其集群中的。因此，确保在不同环境中使用不同的集群名字。一个集群可以只有一个节点。强烈建议在配置elasticsearch时，配置成集群模式。节点
节点就是一台单一的服务器，是集群的一部分，存储数据并参与集群的索引和搜索功能。像集群一样，节点也是通过名字来标识，默认是在节点启动时随机分配的字符名。当然啦，你可以自己定义。该名字也蛮重要的，在集群中用于识别服务器对应的节点。
节点可以通过指定集群名字来加入到集群中。默认情况下，每个节点被设置成加入到elasticsearch集群。如果启动了多个节点，假设能自动发现对方，他们将会自动组建一个名为elasticsearch的集群。索引
索引是有几分相似属性的一系列文档的集合。如nginx日志索引、syslog索引等等。索引是由名字标识，名字必须全部小写。这个名字用来进行索引、搜索、更新和删除文档的操作。
索引相对于关系型数据库的库。类型
在一个索引中，可以定义一个或多个类型。类型是一个逻辑类别还是分区完全取决于你。通常情况下，一个类型被定于成具有一组共同字段的文档。如ttlsa运维生成时间所有的数据存入在一个单一的名为logstash-ttlsa的索引中，同时，定义了用户数据类型，帖子数据类型和评论类型。
类型相对于关系型数据库的表。文档
文档是信息的基本单元，可以被索引的。文档是以JSON格式表现的。
在类型中，可以根据需求存储多个文档。
虽然一个文档在物理上位于一个索引，实际上一个文档必须在一个索引内被索引和分配一个类型。
文档相对于关系型数据库的列。分片和副本
在实际情况下，索引存储的数据可能超过单个节点的硬件限制。如一个十亿文档需1TB空间可能不适合存储在单个节点的磁盘上，或者从单个节点搜索请求太慢了。为了解决这个问题，elasticsearch提供将索引分成多个分片的功能。当在创建索引时，可以定义想要分片的数量。每一个分片就是一个全功能的独立的索引，可以位于集群中任何节点上。
分片的两个最主要原因：
a、水平分割扩展，增大存储量
b、分布式并行跨分片操作，提高性能和吞吐量
分布式分片的机制和搜索请求的文档如何汇总完全是有elasticsearch控制的，这些对用户而言是透明的。
网络问题等等其它问题可以在任何时候不期而至，为了健壮性，强烈建议要有一个故障切换机制，无论何种故障以防止分片或者节点不可用。
为此，elasticsearch让我们将索引分片复制一份或多份，称之为分片副本或副本。
副本也有两个最主要原因：
高可用性，以应对分片或者节点故障。出于这个原因，分片副本要在不同的节点上。
×××能，增大吞吐量，搜索可以并行在所有副本上执行。
总之，每一个索引可以被分成多个分片。索引也可以有0个或多个副本。复制后，每个索引都有主分片(母分片)和复制分片(复制于母分片)。分片和副本数量可以在每个索引被创建时定义。索引创建后，可以在任何时候动态的更改副本数量，但是，不能改变分片数。
默认情况下，elasticsearch为每个索引分片5个主分片和1个副本，这就意味着集群至少需要2个节点。索引将会有5个主分片和5个副本(1个完整副本)，每个索引总共有10个分片。
每个elasticsearch分片是一个Lucene索引。一个单个Lucene索引有最大的文档数LUCENE-5843, 文档数限制为2147483519(MAX_VALUE – 128)。 可通过_cat/shards来监控分片大小。
1.2 logstash
1.2.1 logstash 介绍
LogStash由JRuby语言编写，基于消息（message-based）的简单架构，并运行在Java虚拟机（JVM）上。不同于分离的代理端（agent）或主机端（server），LogStash可配置单一的代理端（agent）与其它开源软件结合，以实现不同的功能。
1.2.2 logStash的四大组件
Shipper：发送事件（events）至LogStash；通常，远程代理端（agent）只需要运行这个组件即可；
Broker and Indexer：接收并索引化事件；
Search and Storage：允许对事件进行搜索和存储；
Web Interface：基于Web的展示界面
正是由于以上组件在LogStash架构中可独立部署，才提供了更好的集群扩展性。
1.2.2 LogStash主机分类
代理主机（agent host）：作为事件的传递者（shipper），将各种日志数据发送至中心主机；只需运行Logstash 代理（agent）程序；
中心主机（central host）：可运行包括中间转发器（Broker）、索引器（Indexer）、搜索和存储器（Search and Storage）、Web界面端（Web Interface）在内的各个组件，以实现对日志数据的接收、处理和存储。
1.3 kibana
Logstash是一个完全开源的工具，他可以对你的日志进行收集、分析，并将其存储供以后使用（如，搜索），您可以使用它。说到搜索，logstash带有一个web界面，搜索和展示所有日志。
二、使用ELK必要性（解决运维痛点）
开发人员不能登录线上服务器查看详细日志
各个系统都有日志，日至数据分散难以查找
日志数据量大，查询速度慢，或者数据不够实时
三、elk部署之环境准备
3.1 /etc/security/limits.conf相关配置
* soft nofile 65536 * hard nofile 65536 * soft nproc 2048 * hard nproc 4096 * soft memlock unlimited * hard memlock unlimited
3.1.1 /etc/security/limits.d/90-nproc.conf
* soft nproc 2048
注：这步不配elasticsearch会出现错误信息：[1]: max number of threads [1024] for user [elk] is too low, increase to at least [2048]
3.2 /etc/sysctl.conf配置
vm.max_map_count=655360
3.3使更改生效
sysctl -p
3.4 创建运行elk的用户
useradd elk;passwd elk
3.5 创建elk的运行目录及权限配置
mkdir -p /usr/local/elk-plf chown -R elk.elk /usr/local/elk-plf
四、elk部署安装
自行官网下载elk的安装包
4.1 安装elasticsearch
tar -zxvf elasticsearch-5.4.3.tar.gz -C /usr/local/elk-plf/
4.1.1 配置elasticsearch配置文件
echo -e "cluster.name: test-cluster\nnode.name: test-node1\npath.data: /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/data\npath.logs: /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/logs\nbootstrap.memory_lock: true\nbootstrap.system_call_filter: false\nnetwork.host: 192.168.12.156\nhttp.port: 9200\nhttp.cors.enabled: true\nhttp.cors.allow-origin: "*"" >> /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/config/elasticsearch.yml
配置结果
[root@test-node1 local]# grep "^[a-Z]" /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/config/elasticsearch.yml cluster.name: test-cluster node.name: test-node1 path.data: /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/data path.logs: /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/logs bootstrap.memory_lock: true bootstrap.system_call_filter: false network.host: 192.168.12.156 http.port: 9200 http.cors.enabled: true http.cors.allow-origin: "*"
4.1.2配置elasticsearch的内存分配（注意，内存配置太大可能会启动不了，报GC错误）
vim /usr/local/elk-plf/elasticsearch-5.4.3/config/jvm.options
-Xms512m -Xmx512m
4.1.3 配置elasticsearch的JAVA_HOME （我的系统jdk是1.7，所以给es单独配置jdk1.8）
[root@qd-cs_rs-console01-bj elk-plf]# vim elasticsearch-5.4.3/bin/elasticsearch JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_60 JRE_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_60/jre
在文件上方添加JAVA_HOME和JRE_HOME保存退出
4.1.4 启动elasticsearch
[root@qd-cs_rs-console01-bj elk-plf]# su elk [elk@qd-cs_rs-console01-bj elk-plf]$ elasticsearch-5.4.3/bin/elasticsearch -d
4.1.5 安装elasticsearch插件head
1、 安装nodejs 注意：由于head插件本质上还是一个nodejs的工程，因此需要安装node，使用npm来安装依赖的包。（npm可以理解为maven）
wget tar -zxvf node-v4.4.7-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/elk5/
2、 配置node的环境变量
[root@qd-cs_rs-console01-bj src]# vim /etc/profile.d/npm.sh #!/bin/bash export NODE_HOME=/usr/local/elk-plf/node-v4.4.7-linux-x64 export PATH=$NODE_HOME/bin:$PATH [root@qd-cs_rs-console01-bj src]# source /etc/profile.d/npm.sh [root@qd-cs_rs-console01-bj src]# node -v [root@qd-cs_rs-console01-bj src]# npm -v
3、 安装grunt （grunt是一个很方便的构建工具，可以进行打包压缩、测试、执行等等的工作，5.0里的head插件就是通过grunt启动的。因此需要安装一下grunt）
[root@qd-cs_rs-console01-bj elk5]# wget https://github.com/mobz/elasticsearch-head/archive/master.zip [root@qd-cs_rs-console01-bj elk5]# unzip master.zip [root@qd-cs_rs-console01-bj elk5]# cd elasticsearch-head-master/ [root@qd-cs_rs-console01-bj elasticsearch-head-master]# npm install -g grunt-cli [root@qd-cs_rs-console01-bj elasticsearch-head-master]# npm install
4、修改head配置文件 （添加本机的id地址）
[root@qd-cs_rs-console01-bj elasticsearch-head-master]# vim Gruntfile.js
connect: {
server: {
options: {
hostname: '192.168.12.156',
port: 9100,
base: '.',
keepalive: true
}
}
}
添加hostname属性
5、 修改elasticsearch的ip地址
[root@qd-cs_rs-console01-bj elasticsearch-head-master]# vim _site/app.js
this.base_uri = this.config.base_uri || this.prefs.get("app-base_uri") || "http://192.168.12.156:9200";
6、 启动head （要进入head目录中启动）
[root@qd-cs_rs-console01-bj elasticsearch-head-master]# grunt server
7、 elasticsearch安装启动过程中遇到的问题
Q：Caused by: java.lang.RuntimeException: can not run elasticsearch as root
A：elasticsearch不允许使用root启动，因此我们要解决这个问题需要新建一个用户来启动elasticsearch
Q： java.security.AccessControlException:accessdenied("javax.management.MBeanTrustPermission""register")
A： 权限问题，给elasticsearch的安装目录相应的用户权限
Q：max file descriptors [4096] for elasticsearch process is too low, increase to at least [65536]
A：文件描述符限制，如果配置了上面的limit.conf就不会出现这个错误
Q：max number of threads [1024] for user [elsearch] is too low, increase to at least [2048]
A：配置/etc/security/limit.d/90-nproc.conf，添加* soft nproc 2048
Q：max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least
A：配置/etc/sysctl.conf，添加vm.max_map_count = 655360
Q：system call filters failed to install; check the logs and fix your configuration or disable system call filters at your own risk
A：这是在因为操作系统不支持SecComp，而ES5.4.1默认bootstrap.system_call_filter为true进行检测，所以导致检测失败，失败后直接导致ES不能启动。在elasticsearch.yml中配置bootstrap.system_call_filter为false，注意要在bootstrap.memory_lock: false下面配置
Q：logstash和kibana显示中文数据乱码
A：使用file命令查看监测日志的格式，如果是utf-8，在logstash配置文件的input和output加上codec=>plain{charset=>"UTF-8"}，如果是其他格式，就是GB2312
还有一些其他的错误，由于安装时没有记录。以后有了再补上吧
4.2 安装logstash
4.2.1 简介
Logstash是一个接收，处理，转发日志的工具。支持系统日志，webserver日志，错误日志，应用日志，总之包括所有可以抛出来的日志类型。怎么样听起来挺厉害的吧？
在一个典型的使用场景下(ELK)：用Elasticsearch作为后台数据的存储，kibana用来前端的报表展示。Logstash在其过程中担任搬运工的角色，它为数据存储，报表查询和日志解析创建了一个功能强大的管道链。Logstash提供了多种多样的 input,filters,codecs和output组件，让使用者轻松实现强大的功能。好了让我们开始吧
4.2.2 安装
[root@qd-cs_rs-console01-bj src]# tar -zxvf logstash-all-plugins-2.4.0.tar.gz -C /usr/local/elk-plf/
4.2.3 启动
[root@qd-cs_rs-console01-bj src]# /usr/local/logstash-2.4.0/bin/logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
Settings: Default pipeline workers: 4
Pipeline main started
hello ===> 输入
2017-11-10T17:17:03.314Z test-node1 hello ===> 输出
4.2.4 logstash输出到elasticsearch
[root@test-node1 local]# /usr/local/logstash-2.4.0/bin/logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts => ["192.168.12.156:9200"] } }'
Settings: Default pipeline workers: 4
Pipeline main started
上图中在logstash输入的信息已经到了elasticsearch中，并可以查询到。
4.3 安装kibana显示elasticsearch中的数据
4.3.1 简介
Kibana是一个开源的分析与可视化平台，设计出来用于和Elasticsearch一起使用的。你可以用kibana搜索、查看、交互存放在Elasticsearch索引里的数据，使用各种不同的图表、表格、地图等kibana能够很轻易地展示高级数据分析与可视化。
Kibana让我们理解大量数据变得很容易。它简单、基于浏览器的接口使你能快速创建和分享实时展现Elasticsearch查询变化的动态仪表盘。安装Kibana非常快，你可以在几分钟之内安装和开始探索你的Elasticsearch索引数据—-—-不需要写任何代码，没有其他基础软件依赖。
4.3.2 安装kibana
[root@qd-cs_rs-console01-bj src]# tar -zxvf kibana-5.4.3-linux-x86_64.tar.gz -C /usr/local/elk-plf/ [root@qd-cs_rs-console01-bj src]# cd /usr/local/elk-plf/kibana-5.4.3-linux-x86_64/
4.3.3 配置kibana
[root@qd-cs_rs-console01-bj kibana-5.4.3-linux-x86_64]# cat config/kibana.yml |grep "^[a-Z]" server.port: 5601 server.host: "192.168.12.156" elasticsearch.url: "http://192.168.12.156:9200" kibana.index: ".kibana" kibana.defaultAppId: "discover" elasticsearch.pingTimeout: 1500 elasticsearch.requestTimeout: 30000 elasticsearch.startupTimeout: 5000
4.3.4 启动kibana
[root@test-node1 kibana-5.4.3-linux-x86_64]# ./bin/kibana log [17:37:45.712] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from uninitialized to green - Ready log [17:37:45.881] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from uninitialized to yellow - Waiting for Elasticsearch log [17:37:45.950] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from uninitialized to green - Ready log [17:37:45.986] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from uninitialized to green - Ready log [17:37:46.033] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from yellow to green - Kibana index ready log [17:37:46.327] [info][status][plugin:[email protected]] Status changed from uninitialized to green - Ready log [17:37:46.339] [info][listening] Server running at http://192.168.12.156:5601 log [17:37:46.348] [info][status][ui settings] Status changed from uninitialized to green - Ready
4.3.5 配置kibana索引
经过上面的步骤，elk就全部装好了。下面用elk来监控catalina日志
五、配置elk监控tomcat的catalina日志
5.1 logstash配置文件
[root@qd-cs_rs-console01-bj src]# cd /usr/local/logstash-2.4.0/
[root@qd-cs_rs-console01-bj logstash-2.4.0]# vim conf/tomcat.conf
input {
file {
path => ["/opt/tomcat-msm/logs/catalina.out"]
start_position => "beginning"
}
}
filter {
date {
match => [ "timestamp" , "YYYY-MM-dd HH:mm:ss" ]
}
}
output {
elasticsearch {
hosts => ["192.168.12.156:9200"]
}
}
5.1.2 以配置文件的方式启动logstash
[root@qd-cs_rs-console01-bj logstash-2.4.0]# bin/logstash -f conf/tomcat.conf Settings: Default pipeline workers: 4 Pipeline main started
5.2、登录kibana查看日志
