企业中超实用的ELK日志分析系统概述及部署

目录

一、ELK概述

1.日志服务器

2.ELK日志分析系统

3、日志处理步骤

二、Elasticsearch概述

1、 概述

2、 核心概念

①接近实时

②集群

③节点

④索引

⑤分片

⑥副本

⑦分片加上副本的使用

三、Logsstash概述

1、Logstash介绍

2、LogStash主要组件

四、Kibana概述

1、Kibana介绍

2、Kibana主要功能

五、部署ELK日志分析系统

1.部署步骤

①首先所有节点，关闭系统防火墙和安全机制且重新命名

②配置elasticsearch环境（node1、node2）

③加载系统服务

④更改elasticsearch主配置文件

​⑤创建数据存放路径并授权

⑥启动elasticsearch查看是否成功开启

⑦安装elasticsearch-head插件

⑧安装logstash 

⑨在node1主机安装kibana 

⑩对接Apache主机的Apache 日志文件（访问日志、错误日志） 

 

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一、ELK概述

在规模较大的企业场景中，面临问题包括日志量太大如何归档?文本搜索太慢怎么办?如何多维度查询?此时需要集中化的日志管理，所有服务器上的日志收集汇总。常见解决思路是建立集中式日志收集系统，将所有节点上的日志统一收集，管理，访问。
所以企业中都会建立日志服务器，调高安全性、集中化管理，但是相应的大量的日志文件导致对日志分析困难。所以采用ELK日志分析系统来解决上面的问题。

1.日志服务器

①提高安全性

②集中存放日志

③缺陷

    对日志的分析困难

2.ELK日志分析系统

E：Elasticsearch
L：Logstash
K：Kibana

ELK是由Elasticsearch、Logstash、Kiban三个开源软件的组合。在实时数据检索和分析场合，三者通常是配合共用，而且又都先后归于 Elastic.co 公司名下，故有此简称。

补充：EFK的构成

Elasticsearch（ES 数据库）：最重要的两个功能在于索引与存储百度、Github 的引擎是使用的 ES 索引数据库（主流）
Logstash（仅做数据格式处理的工作）收集日志 转存至 ES
Filebeat （搜集文件数据 轻量级）
Kafka
Kibana（是一个展示界面可视化Web平台  数据源来自 ES）
Redis

3、日志处理步骤

①AppServer 是一个类似于 Nginx、Apache 的集群，其日志信息由 Logstash 来收集
②往往为了减少网络问题所带来的瓶颈，会把 Logstash 服务放入前者的集群内，减少网络的消耗（在生产环境中一般使用filebeat）
③Logstash 把收集到的日志数据格式化后输出转存至 ES 数据库内（这是一个将日志进行集中化管理的过程）
④随后，Kibana 对 ES 数据库内格式化后日志数据信息进行索引和存储
⑤最后，Kibana 把其展示给客户端

补充：日志的集中化管理（beats）

beats 包括四种工具： Packetbeat（搜索网络流量数据）

Topbeat（搜索系统、进程和文件系统级别的 CPU 和内存使用情况等数据）

Filebeat（搜集文件数据）轻量级 

Winlogbeat（搜集 Windows 时间日志数据）

二、Elasticsearch概述

1、 概述

提供了一个分布式多用户能力的全文搜索（索引）引擎，开源
分布式即数据不会放在一个地方
正是 ES 这些优秀的机制，所以会被百度等龙头企业所选择

2、 核心概念

①接近实时

指索引和数据处理的能力

②集群

一个内部组件 ES 的架构（特性）

③节点

有集群必定有节点

④索引

索引（库）→ 索引类型（表）→ 索引的具体文档（记录）
索引根据以上这个方式来进行数据（位置）定位

⑤分片

例如，一个40G的文件，分为两份20G的文件，存放至两个节点上，读取这个40G的文件时，会效率更快

⑥副本

核心是为了容灾，不过也可以处理任务

⑦分片加上副本的使用

例如，四台主机同时处理一项任务，理论上效率可以提高四倍

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10亿文档需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。每个分片就是一个全功能的独立索引，可以位于集群中任何节点上。

分片：
a.水平分割扩展，增大存储量
b.分布式并行跨分片操作，提供性能和吞吐量

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

网络问题等等其他问题可以在任何时候不期而至，为了健壮性，强烈建议要有个故障切换机制，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，称为分片副本或副本

副本：
a.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
b.性能加强，增加吞吐量，搜索可以并行在所有副本上执行

总结

每个索引可以被分成多个分片，且一个索引也可以被复制0次（即没有复制）或多次
一旦复制了，每个索引就有了主分片（作为复制源的原来的分片）和复制分片（主分片的拷贝）之别
分片和副本的数量可以在索引创建的时候指定，在索引创建之后，你可以在任何时候动态地改变副本的数量，但是你事后不能改变分片的数量
默认情况下，ES 中的每个索引被分片5个主分片和1个副本，这意味着，如果你的集群中至少有两个节点，你的索引将会有5个主分片和另外5个副本分片（1个完全拷贝），这样的话每个索引总共就有10个分片

三、Logsstash概述

1、Logstash介绍

一款强大的数据处理工具完全开源，基于消息（message-based）的简单架构，并运行在 java 虚拟机（JVM）上
可实现数据传输、格式处理、格式化输出
数据输入、数据加工(如过滤,改写等)以及数据输出

2、LogStash主要组件

Logstash由三个组件构造成，分别是input、filter以及output
Logstash三个组件的工作流程理解为：input收集数据，filter处理数据，output输出数据

四、Kibana概述

1、Kibana介绍

一个针对Elasticsearch的开源分析及可视化Web平台
用于搜索、查看存储在Elasticsearch索引中的数据
通过各种图表进行高级数据分析及展示，让数据更容易理解

2、Kibana主要功能

Elasticsearch无缝之集成
整合数据，复杂数据分析
让更多团队成员受益
接口灵活，分享更容易
配置简单，可视化多数据源
简单数据导出

拓展：EFK
ELK 的构成：
Elasticsearch（数据库）
Logstash（数据处理工具）
Kibana（展示界面，数据来源于 ES）

EFK 的构成（功能性分离 + 抗高并发）：
Elasticsearch
Logstash（↓仅做数据格式处理的工作，并发量太大时仅靠 Logstash 很难承受，而且它很吃资源）
Filebeat （↑搜集文件数据，轻量级的日志收集工具，性能比上者强）
Kafka（服务之间传递数据的消息代理，承载数据的交互及传输，抗高并发能力相对而言较强，每秒能处理几十万的并发量）
Kibana
Redis（缓存，减压）
EFK 是 ELK 的 plus 版，多用于业务体量非常大，及对日志收集、格式转换并且处理的一个复杂程度非常大的架构
 

五、部署ELK日志分析系统

案例拓扑：

一共六个安装包:
ELK日志分析系统 

需求描述：

     配置ELK日志分析集群
     使用Logstash收集日志
     使用Kibana查看分析日志
配置和安装ELK日志分析系统，安装集群方式，2个elasticsearch节点，并监控apache服务器日志

主机	操作系统	IP	安装包、软件
node1	centos7	192.168.40.10	Elasticsearch/Kibana
node2	centos7	192.168.40.20	Elasticsearch
apache	centos7	192.168.40.30	httpd / Logstash
真机	windows	192.168.40.200

1.部署步骤

①首先所有节点，关闭系统防火墙和安全机制且重新命名

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

node1（192.168.40.10） 

hostnamectl set-hostname node1
su -

node2（192.168.40.20）

hostnamectl set-hostname node2
su - 

apache（192.168.40.30）

hostnamectl set-hostname apache
su - 

②配置elasticsearch环境（node1、node2）

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20）

echo '192.168.40.10 node1' >> /etc/hosts
echo '192.168.40.20 node2' >> /etc/hosts

    
cd /opt
rz elasticsearch-5.5.0.rpm

rpm -ivh elasticsearch-5.5.0.rpm

systemctl daemon-reload
systemctl enable elasticsearch.service

③加载系统服务

systemctl daemon-reload
systemctl enable elasticsearch.service

 

④更改elasticsearch主配置文件

cp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml.bak

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
#17行；取消注释，修改；集群名字
cluster.name: my-elk-cluster
#23行；取消注释，修改；节点名字（这里node2修改节点名成node2！！！）
node.name: node1
#33行；取消注释，修改；数据存放路径
path.data: /data/elk_data
#37行；取消注释，修改；日志存放路径
path.logs: /var/log/elasticsearch
#43行；取消注释，修改；不在启动的时候锁定内存
bootstrap.memory_lock: false
#55行；取消注释，修改；提供服务绑定的IP地址，0.0.0.0代表所有地址
network.host: 0.0.0.0
#59行；取消注释；侦听端口为9200（默认）
http.port: 9200
#68行；取消注释，修改；集群发现通过单播实现，指定要发现的节点 node1、node2
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"] 

检测配置

 ⑤创建数据存放路径并授权

mkdir -p /data/elk_data
chown elasticsearch:elasticsearch /data/elk_data/

⑥启动elasticsearch查看是否成功开启

[root@node1 opt]#systemctl start elasticsearch.service 
[root@node1 opt]#netstat -natp | grep 9200

此时可真机访问，查看节点信息 

http://192.168.40.10:9200
http://192.168.40.20:9200

真机检验集群健康状态 

http://192.168.40.10:9200/_cluster/health?pretty
http://192.168.40.20:9200/_cluster/health?pretty

查看集群状态 

http://192.168.182.11:9200/_cluster/state?pretty
http://192.168.182.22:9200/_cluster/state?pretty

⑦安装elasticsearch-head插件

以上查看集群的方式，及其不方便，我们可以通过安装elasticsearch-head插件后，来管理集群

a.编译安装node组件依赖包 

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20）

yum -y install gcc gcc-c++ make

上传软件包 node-v8.2.1.tar.gz 到/opt
cd /opt
tar xzvf node-v8.2.1.tar.gz
cd node-v8.2.1/
./configure && make && make install
这里耗时比较长估计15分钟左右

b.安装phantomjs（前端框架） 

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20)

上传软件包 phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 到/opt目录下
cd /opt
tar jxvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 -C /usr/local/src/
cd /usr/local/src/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
cp phantomjs /usr/local/bin

c.安装elasticsearch-head（数据可视化工具） 

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20)

上传软件包 elasticsearch-head.tar.gz 到/opt
cd /opt
tar zxvf elasticsearch-head.tar.gz -C /usr/local/src/
cd /usr/local/src/elasticsearch-head/
npm install

 d.修改主配置文件 

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20)

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
......
#-------末尾;添加以下内容--------
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"

#-----------参数解释-----------------------------
http.cors.enabled: true                #开启跨域访问支持，默认为 false
http.cors.allow-origin: "*"            #指定跨域访问允许的域名地址为所有

systemctl restart elasticsearch.service

  e.启动elasticsearch-head 

node1（192.168.40.10）
node2（192.168.40.20)

必须在解压后的 elasticsearch-head 目录下启动服务，进程会读取该目录下的 gruntfile.js 文件，否则可能启动失败。
cd /usr/local/src/elasticsearch-head/
npm run start &

> [email protected] start /usr/local/src/elasticsearch-head
> grunt server

Running "connect:server" (connect) task
Waiting forever...
Started connect web server on http://localhost:9100

elasticsearch-head 监听的端口是 9100
netstat -natp |grep 9100

 f.真机上打开浏览器输入 

http://192.168.40.10:9100 
在Elasticsearch 后面的栏目中输入
http://192.168.40.10:9200 

http://192.168.40.20:9100 
在Elasticsearch 后面的栏目中输入
http://192.168.40.20:9200 

 g.创建索引 

node1（192.168.40.10）

创建索引为index-demo,类型为test

curl -XPUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"zhangsan","mesg":"hello world"}'

回到宿主机192.168.40.10
打开浏览器输入地址，查看索引信息 

http://192.168.40.10:9100

 点击数据浏览–会发现在node1上创建的索引为index-demo,类型为test, 相关的信息 

⑧安装logstash 

收集日志输出到elasticsearch中

a.安装Apahce服务（httpd）

apache（192.168.40.30）

b.安装Java环境 

apache（192.168.40.30）

java -version        ###如果没有装 安装yum -y install java

c.安装logstash 

安装logstash并做一些日志搜集输出到elasticsearch中

apache  （192.168.40.30）

上传logstash-5.5.1.rpm到/opt目录下
cd /opt
rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm

systemctl start logstash.service
systemctl enable logstash.service

#建立logstash软连接
ln -s /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/bin/

e.测试logstash命令 

apache（192.168.40.30）

字段描述解释：
-f  通过这个选项可以指定logstash的配置文件，根据配置文件配置logstash
-e  后面跟着字符串 该字符串可以被当做logstash的配置（如果是” ”,则默认使用stdin做为输入、stdout作为输出）
-t  测试配置文件是否正确，然后退出

定义输入和输出流：
输入采用标准输入，输出采用标准输出（类似管道）

logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }' 

 使用rubydebug显示详细输出，codec为一种编解码器 

logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{ codec=>rubydebug } }'

 使用 Logstash 将信息写入 Elasticsearch 中 

logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.40.10:9200"] } }'

 在宿主机192.168.40.10上访问
查看索引信息 

 e.在Apache主机上做对接配置 

Logstash配置文件主要由三部分组成：input、output、filter（根据需要）

chmod o+r /var/log/messages
ll /var/log/messages

vim /etc/logstash/conf.d/system.conf
input {
       file{
        path => "/var/log/messages"
        type => "system"
        start_position => "beginning"
        }
      }
output {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.40.10:9200"]
          index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }

systemctl restart logstash.service

 在宿主机192.168.40.10上访问
查看索引信息  

⑨在node1主机安装kibana 

 node1（192.168.40.10）

上传kibana-5.5.1-x86_64.rpm 到/opt目录
cd /opt
rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm

cd /etc/kibana/
cp kibana.yml kibana.yml.bak

vim kibana.yml
#2行；取消注释；kibana打开的端口（默认5601）
server.port: 5601
#7行；取消注释，修改；kibana侦听的地址
server.host: "0.0.0.0"
#21行；取消注释，修改；和elasticsearch建立联系
elasticsearch.url: "http://192.168.40.10:9200"
#30行;取消注释；在elasticsearch中添加.kibana索引
kibana.index: ".kibana"                              

systemctl start kibana.service 
systemctl enable kibana.service

 在宿主机上访问192.168.40.10:5601 

首次登录创建一个索引 名字：system-* ##这是对接系统日志文件
Index name or pattern ###下面输入system-*

然后点最下面的出面的create 按钮创建

然后点最左上角的Discover按钮 会发现system-*信息 

⑩对接Apache主机的Apache 日志文件（访问日志、错误日志） 

apache（192.168.40.30）

cd /etc/logstash/conf.d/

vim apache_log.conf
input {
     file{
        path => "/etc/httpd/logs/access_log"
        type => "access"
        start_position => "beginning"
      }
     file{
        path => "/etc/httpd/logs/error_log"
        type => "error"
        start_position => "beginning"
      }
}
output {
    if [type] == "access" {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.40.10:9200"]
          index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
    if [type] == "error" {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.40.10:9200"]
          index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
}

/usr/share/logstash/bin/logstash -f apache_log.conf

真机访问

打开输入http://192.168.40.30，制造点访问记录 （多刷新几下）

打开浏览器 输入http://192.168.40.10:9100/ 查看索引信息
能发现apache_error-2021.03.15和apache_access-2021.03.15 

打开浏览器 输入http://192.168.40.10:5601
点击左下角有个management选项—index patterns—create index pattern
分别创建apache_error-* 和 apache_access-* 的索引