在本指南中，我們將詳細(xì)介紹 Prometheus 架構(gòu)。

Prometheus 是一個(gè)用 Golang 編寫的開源監(jiān)控和告警系統(tǒng)，能夠收集和處理來自各種目標(biāo)的指標(biāo)。您還可以查詢、查看、分析指標(biāo)，并根據(jù)閾值收到警報(bào)。

此外，在當(dāng)今世界，可觀測性對(duì)每個(gè)組織來說都變得至關(guān)重要，而 Prometheus 是開源領(lǐng)域的關(guān)鍵可觀測性工具之一。

在這篇博客中，我們將了解 Prometheus 的所有關(guān)鍵組件，以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作以使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。

Prometheus 架構(gòu)

以下是 Prometheus 架構(gòu)的高級(jí)概述。

Prometheus 主要由以下部分組成。

1. Prometheus 服務(wù)器
2. 服務(wù)發(fā)現(xiàn)
3. 時(shí)序數(shù)據(jù)庫（TSDB）
4. 目標(biāo)
5. 導(dǎo)出器
6. 推送網(wǎng)關(guān)
7. 警報(bào)管理器
8. 客戶端庫
9. PromQL系列

讓我們?cè)敿?xì)看一下每個(gè)組件。

Prometheus 服務(wù)器

Prometheus 服務(wù)器是基于指標(biāo)的監(jiān)控系統(tǒng)的大腦。服務(wù)器的主要工作是使用拉取模型從各種目標(biāo)收集指標(biāo)。

Target 只不過是服務(wù)器、pod、端點(diǎn)等，我們將在下一主題中詳細(xì)介紹。

使用 Prometheus 從目標(biāo)收集指標(biāo)的一般術(shù)語稱為抓?。╬ull）。

Prometheus 會(huì)根據(jù)?Prometheus 配置文件中提到的抓取間隔定期抓取指標(biāo)。

下面是一個(gè)示例配置。

global:
  scrape_interval: 15s 
  evaluation_interval: 15s 
  scrape_timeout: 10s 

rule_files:
  - "rules/*.rules"

scrape_configs:
  - job_name: 'prometheus'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090'] 
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter:9100'] 

alerting:
  alertmanagers:
    - static_configs:
        - targets: ['alertmanager:9093']

時(shí)序數(shù)據(jù)庫（TSDB）

prometheus 接收的指標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)隨時(shí)間變化（CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò) IO 等）。它稱為時(shí)間序列數(shù)據(jù)。因此，Prometheus 使用時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫?（TSDB） 來存儲(chǔ)其所有數(shù)據(jù)。

默認(rèn)情況下，Prometheus 將其所有數(shù)據(jù)以有效的格式（塊）存儲(chǔ)在本地磁盤中。隨著時(shí)間的流逝，它會(huì)壓縮所有舊數(shù)據(jù)以節(jié)省空間。它還具有保留策略來刪除舊數(shù)據(jù)。

Prometheus 還提供遠(yuǎn)程存儲(chǔ)選項(xiàng)。這主要是存儲(chǔ)可擴(kuò)展性、長期存儲(chǔ)、備份和災(zāi)難恢復(fù)等所必需的。

Prometheus 目標(biāo)

Target 是 Prometheus 抓取指標(biāo)的來源。目標(biāo)可以是服務(wù)器、服務(wù)、Kubernetes Pod、應(yīng)用程序端點(diǎn)等。

默認(rèn)情況下，prometheus 在目標(biāo)路徑下查找指標(biāo)?？梢栽谀繕?biāo)配置中更改默認(rèn)路徑。這意味著，如果您未指定自定義指標(biāo)路徑，Prometheus 會(huì)在?/metrics?下查找指標(biāo)。/metrics

目標(biāo)配置位于配置文件的scrape_configs下。下面是一個(gè)示例配置。Prometheus

scrape_configs:
  
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter1:9100', 'node-exporter2:9100']
 
  - job_name: 'my_custom_job'
    static_configs:
      - targets: ['my_service_address:port']
    metrics_path: '/custom_metrics'

  - job_name: 'blackbox-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['blackbox-exporter1:9115', 'blackbox-exporter2:9115']
    metrics_path: /probe

  - job_name: 'snmp-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['snmp-exporter1:9116', 'snmp-exporter2:9116']
    metrics_path: /snmp

從目標(biāo)端點(diǎn)，prometheus?需要特定文本格式的數(shù)據(jù)。每個(gè)指標(biāo)都必須位于新行上。

通常，這些指標(biāo)使用在目標(biāo)上運(yùn)行的?prometheus 導(dǎo)出器在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上公開。

Prometheus 導(dǎo)出器

導(dǎo)出器就像在目標(biāo)上運(yùn)行的代理。它將指標(biāo)從特定系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為 prometheus 理解的格式。

它可以是 CPU、內(nèi)存等系統(tǒng)指標(biāo)，也可以是 Java JMX 指標(biāo)、MySQL 指標(biāo)等。

默認(rèn)情況下，這些轉(zhuǎn)換后的指標(biāo)由導(dǎo)出器在目標(biāo)的?/metrics?路徑（HTTPS 端點(diǎn)）上公開。

例如，如果要監(jiān)視服務(wù)器的 CPU 和內(nèi)存，則需要在該服務(wù)器上安裝節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出器，并且節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出器會(huì)在?/metrics?上以 prometheus 指標(biāo)格式公開?CPU 和內(nèi)存指標(biāo)。

一旦 Prometheus?提取了指標(biāo)，它將組合指標(biāo)名稱、標(biāo)簽、值和時(shí)間戳，為該數(shù)據(jù)提供結(jié)構(gòu)。

有很多社區(qū)導(dǎo)出器可用，但只有其中一些得到了 Prometheus 的正式批準(zhǔn)。如果需要更多自定義項(xiàng)，則需要?jiǎng)?chuàng)建自己的導(dǎo)出器。

Prometheus 將導(dǎo)出器分為各個(gè)部分，例如數(shù)據(jù)庫、硬件、問題跟蹤器和持續(xù)集成、消息傳遞系統(tǒng)、存儲(chǔ)、公開 Prometheus 指標(biāo)的軟件、其他第三方實(shí)用程序等。

您可以從官方文檔中查看每個(gè)類別的出口商列表。

在 Prometheus 配置文件中，所有導(dǎo)出器的詳細(xì)信息都將在 .scrape_configs

scrape_configs:
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter1:9100', 'node-exporter2:9100']

  - job_name: 'blackbox-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['blackbox-exporter1:9115', 'blackbox-exporter2:9115']
    metrics_path: /probe

  - job_name: 'snmp-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['snmp-exporter1:9116', 'snmp-exporter2:9116']
    metrics_path: /snmp

Prometheus 服務(wù)發(fā)現(xiàn)

Prometheus 使用兩種方法從目標(biāo)中抓取指標(biāo)。

1. 靜態(tài)配置：當(dāng)目標(biāo)具有靜態(tài)?IP 或 DNS 端點(diǎn)時(shí)，我們可以將這些端點(diǎn)用作目標(biāo)。
2. 服務(wù)發(fā)現(xiàn)：在大多數(shù)自動(dòng)縮放系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)（如 Kubernetes）中，目標(biāo)不會(huì)有靜態(tài)終結(jié)點(diǎn)。在這種情況下，將使用 prometheus 服務(wù)發(fā)現(xiàn)來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)端點(diǎn)，并將目標(biāo)自動(dòng)添加到 prometheus 配置中。

在繼續(xù)之前，讓我展示一個(gè)使用?Prometheus 配置文件的?Kubernetes 服務(wù)發(fā)現(xiàn)塊的小示例。kubernetes_sd_configs

scrape_configs:
      - job_name: 'kubernetes-apiservers'
        kubernetes_sd_configs:
        - role: endpoints
        scheme: https
        tls_config:
          ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
        bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
        relabel_configs:
        - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
          action: keep
          regex: default;kubernetes;https

Kubernetes 是動(dòng)態(tài)目標(biāo)的完美示例。在這里，您不能使用靜態(tài)目標(biāo)方法，因?yàn)?Kubernetes 集群中的目標(biāo)（Pod）本質(zhì)上是短暫的，并且很可能是短暫的。

Kubernetes 中還有基于文件的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。它適用于靜態(tài)目標(biāo)，但經(jīng)典靜態(tài)配置與靜態(tài)配置之間的主要區(qū)別在于，在這種情況下，我們創(chuàng)建單獨(dú)的 JSON 或 YAML 文件并將目標(biāo)信息保存在其中file_sd_configs。Prometheus 將讀取文件以識(shí)別目標(biāo)。static_configs?file_sd_configs

不僅這兩個(gè)，還有各種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法可用，例如 consul_sd_configs（prometheus 從?consul?獲取目標(biāo)詳細(xì)信息）、ec2_sd_configs等。

要了解有關(guān)配置詳細(xì)信息的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問官方文檔。

Prometheus 推送網(wǎng)關(guān)

默認(rèn)情況下，Prometheus 使用拉取機(jī)制來獲取指標(biāo)。

但是，在某些情況下，需要將指標(biāo)推送到 prometheus。

讓我們舉一個(gè)在?Kubernetes cronjob?上運(yùn)行的批處理作業(yè)的例子，該作業(yè)每天根據(jù)某些事件運(yùn)行 5 分鐘。在這種情況下，Prometheus 將無法使用拉取機(jī)制正確抓取服務(wù)級(jí)別指標(biāo)。

因此，為了等待 prometheus 拉取指標(biāo)，我們需要將指標(biāo)推送到 prometheus。為了推送指標(biāo)，prometheus 提供了一個(gè)名為?Pushgateway 的解決方案。?它是一種中間網(wǎng)關(guān)。

Pushgateway?需要作為獨(dú)立組件運(yùn)行。批處理作業(yè)可以將指標(biāo)推送到 pushgateway 端點(diǎn)，Pushgateway?會(huì)公開這些指標(biāo)。然后 prometheus 從 Pushgateway 中抓取這些指標(biāo)。

Pushgateway 將指標(biāo)數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)存存儲(chǔ)中。它更像是一個(gè)臨時(shí)緩存。

Pushgateway?配置也將在配置中的部分下進(jìn)行配置。scrape_configs?Prometheus

scrape_configs:
  - job_name: "pushgateway"
        honor_labels: true
        static_configs:
        - targets: [pushgateway.monitoring.svc:9091]

要將指標(biāo)發(fā)送到 Pushgateway，您需要使用 prometheus?客戶端庫并檢測應(yīng)用程序或腳本以公開所需的指標(biāo)。

Prometheus 客戶端庫

Prometheus?客戶端庫是軟件庫，可用于檢測應(yīng)用程序代碼，以 Prometheus 理解的方式公開指標(biāo)。

如果需要自定義檢測或想要?jiǎng)?chuàng)建自己的導(dǎo)出器，可以使用客戶端庫。

一個(gè)非常好的用例是需要將指標(biāo)推送到 Pushgateway 的批處理作業(yè)。批處理作業(yè)需要使用客戶端庫進(jìn)行檢測，以 prometheus 格式公開需求指標(biāo)。

以下示例公開了名為?batch_job_records_processed_total?的自定義指標(biāo)。Python Client Library

from prometheus_client import start_http_server, Counter
import time
import random

RECORDS_PROCESSED = Counter('batch_job_records_processed_total', 'Total number of records processed by the batch job')

def process_record():
    time.sleep(random.uniform(0.01, 0.1))
    RECORDS_PROCESSED.inc()

def batch_job():
   
    for _ in range(100):
        process_record()

if __name__ == '__main__':
 
    start_http_server(8000)
    print("Metrics server started on port 8000")

    batch_job()
    print("Batch job completed")

    while True:
        time.sleep(1)

此外，在使用客戶端庫時(shí)，HTTP 服務(wù)器prometheus_client端點(diǎn)中公開指標(biāo)。/metrics

Prometheus 幾乎為每種編程語言提供了客戶端庫，如果您想創(chuàng)建客戶端庫，也可以這樣做。

要了解有關(guān)創(chuàng)建指南的更多信息并查看客戶端庫列表，您可以參考官方文檔。

Prometheus 警報(bào)管理器

Alertmanager是Prometheus監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。它的主要工作是根據(jù)?Prometheus 警報(bào)配置中設(shè)置的指標(biāo)閾值發(fā)送警報(bào)。

警報(bào)由 Prometheus 觸發(fā)并發(fā)送到 Alertmanager。它反過來將警報(bào)發(fā)送到警報(bào)管理器配置中配置的相應(yīng)通知系統(tǒng)/接收器（電子郵件、松弛等）。

此外，警報(bào)管理器還負(fù)責(zé)以下工作。

1. 警報(bào)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除：靜默重復(fù)警報(bào)的過程。
2. 分組：將相關(guān)警報(bào)分組到其他位置的過程。
3. 靜音：靜音警報(bào)，用于維護(hù)或誤報(bào)。
4. 路由：根據(jù)嚴(yán)重性將警報(bào)路由到適當(dāng)?shù)慕邮掌鳌?/li>
5. 禁止：當(dāng)存在中等高嚴(yán)重性警報(bào)時(shí)停止低嚴(yán)重性警報(bào)的過程。

下面是警報(bào)規(guī)則的示例配置。

groups:
- name: microservices_alerts
  rules:
  - record: http_latency:average_latency_seconds
    expr: sum(http_request_duration_seconds_sum) / sum(http_request_duration_seconds_count)
  - alert: HighLatencyAlert
    expr: http_latency:average_latency_seconds > 0.5
    for: 5m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "High latency detected in microservices"
      description: "The average HTTP latency is high ({{ $value }} seconds) in the microservices cluster."

這是 Alertmanager 配置文件的路由配置示例

routes:
- match:
    severity: 'critical'
  receiver: 'pagerduty-notifications'

- match:
    severity: 'warning'
  receiver: 'slack-notifications'

警報(bào)管理器支持大多數(shù)消息和通知系統(tǒng)，例如 Discord、電子郵件、Slack 等，以將警報(bào)作為通知發(fā)送給接收者。

PromQL系列

PromQL 是一種靈活的查詢語言，可用于從 Prometheus 查詢時(shí)間序列指標(biāo)。

我們可以直接從用戶界面使用查詢，也可以使用命令通過命令行界面進(jìn)行查詢。Prometheuscurl

Prometheus 用戶界面

通過 CLI 查詢

curl "http://54.186.154.78:30000/api/v1/query?query=$(echo 'up' | jq -s -R -r @uri)" | jq .

此外，當(dāng)您將 prometheus 作為數(shù)據(jù)源添加到 Grafana 時(shí)，您可以使用 PromQL 查詢和創(chuàng)建 Grafana 儀表板，如下所示。

結(jié)論

本文解釋了 Prometheus 架構(gòu)的主要組件，并將提供 Prometheus 配置的基本概述，您可以使用該配置執(zhí)行更多操作。

每個(gè)組織的要求都不同，Prometheus 在不同環(huán)境中的實(shí)現(xiàn)也各不相同，例如 VM 和 Kubernetes。如果您了解基礎(chǔ)知識(shí)和關(guān)鍵配置，則可以在任何平臺(tái)上輕松實(shí)現(xiàn)它。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-820529.html

到了這里，關(guān)于Prometheus 架構(gòu)全面解析的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！