Prometheus（普罗米修斯）监控系统

一、Prometheus 简介

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，由 SoundCloud 公司开发。

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 。

Prometheus 应该是为数不多的适合 Docker、Mesos、Kubernetes 环境的监控系统之一。

1.Prometheus 优势

易于管理：

• Prometheus核心部分只有一个单独的二进制文件，不存在任何的第三方依赖（数据库，缓存等等）；
• 唯一需要的就是本地磁盘，因此不会有潜在级联故障的风险。

强大的查询语言 PromQL：

• Prometheus 内置一个强大的数据查询语言 PromQL，通过 PromQL 可以实现对监控数据的查询、聚合。
• 同时 PromQL 也被应用于数据可视化（如 Grafana）以及告警中。

高效：

• 对于监控系统而言，大量的监控任务必然导致有大量的数据产生。而 Prometheus 可以高效的处理这些数据。

可扩展：

• Prometheus 支持联邦集群，可以让多个 Prometheus 实例产生一个逻辑集群；
• 当单实例 Prometheus 处理的任务量过大时，通过使用功能分区（sharding）+ 联邦集群（federation）可以对其进行扩展。

易于集成：

• 目前官网提供了多种语言的客户端 SDK，基于这些 SDK 可以快速让应用程序纳入到监控系统中，同时还支持与其它的监控系统集成。

可视化：

• Prometheus Server 自带一个 UI，通过这个 UI 可以方便对数据进行查询和图形化展示；
• 同时还可以对接 Grafana 可视化工具展示精美监控指标。

2.Prometheus 基础架构

如上图，Prometheus 主要由以下部分组成：

• Prometheus：主要是负责存储、抓取、聚合、查询方面。
• Alertemanager：主要是负责实现报警功能。
• Pushgateway：主要是实现接收有 Client-push 过来的指标数据，在指定的时间间隔，有主程序来抓取。
• *_exporter：主要是负责采集物理机、中间件的信息。

二、Prometheus 安装

准备工作：

主机名	操作系统	IP 地址
Prometheus	CentOS 7.4	192.168.1.1
Client	CentOS 7.4	192.168.1.2
Granfana	CentOS 7.4	192.168.1.3

• 注意：在所有节点上安装 ntpdate 工具，并进行时间同步（因为 Prometheus 对时间要求非常严格）

yum -y install ntpdate
/usr/sbin/ntpdate ntp1.aliyun.com

1.下载

[root@Prometheus ~]# wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.16.0/prometheus-2.16.0.linux-amd64.tar.gz
[root@Prometheus ~]# tar xf prometheus-2.16.0.linux-amd64.tar.gz
[root@Prometheus ~]# mv prometheus-2.16.0.linux-amd64 /usr/local/prometheus

2.配置

[root@Prometheus ~]# useradd -s /sbin/nologin prometheus
[root@Prometheus ~]# chown -R prometheus:prometheus /usr/local/prometheus/

[root@Prometheus ~]# vim /usr/lib/systemd/system/prometheus.service
[Unit]
Description=prometheus
After=network.target 

[Service]
User=prometheus
Group=prometheus
WorkingDirectory=/usr/local/prometheus
ExecStart=/usr/local/prometheus/prometheus
[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@Prometheus ~]# systemctl daemon-reload
[root@Prometheus ~]# systemctl enable --now prometheus								# 启动并开启自启		

当启动 Prometheus 后，便可以通过 9090 端口来访问 Prometheus 自带的 UI 界面：

3.后端存储配置

• 默认情况下 Prometheus 会将采集的数据存储到本机的 /usr/local/prometheus/data 目录，存储数据的大小受限和扩展不便；
• 所以这里使用 influxdb 作为后端的数据库来存储数据。

1）安装

[root@Prometheus ~]# wget https://dl.influxdata.com/influxdb/releases/influxdb-1.7.8.x86_64.rpm
[root@Prometheus ~]# yum -y localinstall influxdb-1.7.8.x86_64.rpm
[root@Prometheus ~]# cp /etc/influxdb/influxdb.conf /etc/influxdb/influxdb.conf.default
[root@Prometheus ~]# systemctl enable --now influxdb

2）验证

[root@Prometheus ~]# influx
Connected to http://localhost:8086 version 1.7.8
InfluxDB shell version: 1.7.8
> create database prometheus;
> exit

3）配置 Prometheus 集成 infuxdb

[root@Prometheus ~]# vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
在最后面添加：
remote_write:
  - url: "http://localhost:8086/api/v1/prom/write?db=prometheus"
remote_read:
  - url: "http://localhost:8086/api/v1/prom/read?db=prometheus"
[root@Prometheus ~]# systemctl restart prometheus									# 重启 Prometheus

• 注意：如果你们 influxdb 配置密码，请参考 官网文档 来进行配置。

三、使用 Prometheus 实现系统监控

• 因为 Prometheus 并不能直接监控服务，其主要任务负责数据的收集，存储并对外提供数据查询支持；
• 因此，为了能够监控到某些东西，如：主机的 CPU 使用率，我们需要使用到 Exporter。

1.安装 Node_Exporter

[root@Client ~]# wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v0.18.1/node_exporter-0.18.1.linux-amd64.tar.gz
[root@Client ~]# tar xf node_exporter-0.18.1.linux-amd64.tar.gz
[root@Client ~]# mv node_exporter-0.18.1.linux-amd64 /usr/local/exporter/

[root@Client ~]# vim /usr/lib/systemd/system/node_exporter.service
[Unit]
Description=node_exporter
After=network.target 

[Service]
User=prometheus
Group=prometheus
ExecStart=/usr/local/exporter/node_exporter \
          --web.listen-address=:20001 \
          --collector.systemd \
          --collector.systemd.unit-whitelist=(sshd|nginx).service \
          --collector.processes
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@Client ~]# systemctl daemon-reload
[root@Client ~]# systemctl enable --now node_exporter

当启动 node_exporter 服务后，便可以通过 20001 端口来访问 Client 的监控指标。

2.修改 Promehtues 配置文件

[root@Prometheus ~]# vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
- job_name: "Client"
  static_configs:
  - targets:
    - "192.168.1.2:20001"
[root@Prometheus ~]# systemctl restart prometheus

3.验证

四、使用 Prometheus + Grafana 实现可视化界面

• 在 Prometheus 中，我们可以使用 Web 界面进行数据的查询和展示，但是展示效果不是很好；
• 所以我们这里使用 Grafana 来配合 Prometheus 使用。

1.安装 Grafana

[root@Grafana ~]# wget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-6.1.4-1.x86_64.rpm
[root@Grafana ~]# yum -y localinstall grafana-6.1.4-1.x86_64.rpm
[root@Grafana ~]# systemctl enable --now grafana-server
[root@Grafana ~]# netstat -anpt | grep 3000

2.配置 Grafana 的 Web 界面

Add data source（添加数据源）


Import（导入模板）