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【云原生 Prometheus篇】Prometheus架構(gòu)詳解與核心組件的應(yīng)用實(shí)例(Exporters、Grafana...)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了【云原生 Prometheus篇】Prometheus架構(gòu)詳解與核心組件的應(yīng)用實(shí)例(Exporters、Grafana...)。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,請(qǐng)大家不吝賜教,您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

一、常用的監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 簡(jiǎn)介

prometheus白匣測(cè)試用什么組件,Kurbernetes入門到精通,云原生,prometheus,架構(gòu),kubernetes,運(yùn)維,grafana,yaml

老牌傳統(tǒng)的:Zabbix 、Nagios、Cacti …

云時(shí)代的:Prometheus、夜鶯 … …

1.2 Prometheus和zabbix的區(qū)別

Zabbix:更適用于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)的物理機(jī)、虛擬機(jī)環(huán)境的監(jiān)控,對(duì)容器的支持比較差;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要采用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),會(huì)隨著監(jiān)控節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力也會(huì)變大,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的讀寫也會(huì)變的很慢;對(duì)大規(guī)模集群監(jiān)控的性能比Prometheus要弱一些,可適用于單集群不超過(guò)2000節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景。

Prometheus:還能支持云環(huán)境、Kubernetes容器集群的監(jiān)控,是目前容器監(jiān)控最好的解決方案;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用的是時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù),大大的節(jié)省了存儲(chǔ)空間,并且提升了查詢效率;單集群支持的節(jié)點(diǎn)規(guī)模更大,通常超過(guò)2000臺(tái)節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)量大于1000個(gè)的時(shí)候建議直接上Prometheus。

二、Prometheus

Prometheus 官網(wǎng)地址:https://prometheus.io

Prometheus github 地址:https://github.com/prometheus

2.1 簡(jiǎn)介

Prometheus 是一個(gè)開源的監(jiān)控系統(tǒng) + 時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)模型是 指標(biāo)度量名稱{鍵值對(duì)標(biāo)簽} 的時(shí)間序列數(shù)據(jù)格式。

2.2 Prometheus的主要組件

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1)Prometheus server

Prometheus服務(wù)的核心組件;

通過(guò)http pull拉取的方式采集監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)(時(shí)間序列數(shù)據(jù));

作為時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)持久化存儲(chǔ)監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù);

根據(jù)告警規(guī)則生成告警通知推送給alertmanager;

內(nèi)建service discovery動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能(支持文件、consul、K8S等自動(dòng)發(fā)現(xiàn)方式)

2)Exporters

指標(biāo)暴露器,用于對(duì)原生不支持prometheus直接采集監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)或應(yīng)用,收集監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換格式給prometheus server拉取采集。

常用的exporters 描述
Node-Exporter 用于收集服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的物理指標(biāo)狀態(tài)數(shù)據(jù),如平均負(fù)載、CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等資源信息的指標(biāo)數(shù)據(jù),需要部署到所有運(yùn)算節(jié)點(diǎn)。
mysqld-exporter/nginx-exporter 用于監(jiān)控特定服務(wù),比如mysql/nginx
Kube-State-Metrics 用于為 Prometheus 采集 K8S 資源數(shù)據(jù)
cAdvisor 用來(lái)監(jiān)控容器內(nèi)部使用資源的信息,比如 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)I/O、磁盤I/O
blackbox-exporter 監(jiān)控業(yè)務(wù)容器存活性

3)Alertmanager

接收prometheus server發(fā)來(lái)的告警通知,負(fù)責(zé)對(duì)告警通知去重、分組,并路由給接收人(電子郵件、釘釘、企業(yè)微信等方式)

4)Pushgateway

作為中轉(zhuǎn)站,接收一些短期任務(wù)或只會(huì)push推送數(shù)據(jù)的任務(wù)發(fā)來(lái)的監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù),用于臨時(shí)存儲(chǔ)監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)并統(tǒng)一給prometheus server拉取采集

5)Grafana

外置的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)展示平臺(tái),接入prometheus數(shù)據(jù)源,通過(guò)promQL查詢,并以圖形化形式展示

2.3 Prometheus的工作流程

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1)prometheus server通過(guò)http pull拉取的方式從監(jiān)控目標(biāo)target(exporter或pushgateway暴露的http接口)拉取監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù);

2)prometheus server將采集到的監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)持久化存儲(chǔ)在本地磁盤或外置存儲(chǔ)中;

3)prometheus server將采集到的監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)與本地配置的告警規(guī)則進(jìn)行計(jì)算比對(duì),如果觸發(fā)告警則會(huì)生成告警通知推送給alertmanager;

4)alertmanager接收到prometheus server發(fā)來(lái)的告警通知后,對(duì)告警通知去重、分組,再通過(guò)電子郵件/釘釘/企業(yè)微信等方式發(fā)送給接收人;

5)prometheus支持原生的web UI或grafana接入prometheus數(shù)據(jù)源,通過(guò)promQL查詢,并以圖形化形式展示。

prometheus支持使用influxdb等作為外置時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。

prometheus可基于thanos實(shí)現(xiàn)prometheus集群的高可用(主要方式是在K8S上部署,通過(guò)邊車模式與prometheus部署在同一個(gè)Pod里共享監(jiān)控?cái)?shù)據(jù))

2.4 Prometheus數(shù)據(jù)采集配置

#這是一個(gè)模板
scrape_configs:
- job_name: XXX              #自定義監(jiān)控任務(wù)的名稱
  metrics_path: "/metrics"   #指定獲取監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)的URL路徑,一般都是 /metrics
  scheme: "http"             #指定拉取監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)的協(xié)議,http(默認(rèn)值)|https
  static_configs:            #定義靜態(tài)配置的監(jiān)控目標(biāo)
  - targets:                   #指定監(jiān)控目標(biāo)的IP和exporter的端口
    - <IP1>:<exporter的端口>
    - <IP2>:<exporter的端口>
    labels:                    #自定義監(jiān)控目標(biāo)的標(biāo)簽
	  <標(biāo)簽key>: <標(biāo)簽value>

三、二進(jìn)制部署Prometheus

3.1 初始化操作

systemctl stop firewalld
setenforce 0

3.2 下載Prometheus源碼包并解壓

上傳 prometheus-2.45.0.linux-amd64.tar.gz 到 /opt 目錄中,并解壓

#建立工作目錄
mkdir -p /opt/prometheus

#上傳源碼包
cd /opt/prometheus
tar xf prometheus-2.45.0.linux-amd64.tar.gz

#方便補(bǔ)全
mv prometheus-2.45.0.linux-amd64 /usr/local/prometheus

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Prometheus配置清單文件詳解

cat /usr/local/prometheus/prometheus.yml | grep -v "^#"

global:					#用于prometheus的全局配置,比如采集間隔,抓取超時(shí)時(shí)間等
  scrape_interval: 15s			#采集目標(biāo)主機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的時(shí)間間隔,默認(rèn)為1m
  evaluation_interval: 15s 		#觸發(fā)告警生成alert的時(shí)間間隔,默認(rèn)是1m
  # scrape_timeout is set to the global default (10s).
  scrape_timeout: 10s			#數(shù)據(jù)采集超時(shí)時(shí)間,默認(rèn)10s

alerting:				#用于alertmanager實(shí)例的配置,支持靜態(tài)配置和動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的機(jī)制
  alertmanagers:
    - static_configs:
        - targets:
          # - alertmanager:9093

rule_files:				#用于加載告警規(guī)則相關(guān)的文件路徑的配置,可以使用文件名通配機(jī)制
  # - "first_rules.yml"
  # - "second_rules.yml"

scrape_configs:			#用于采集時(shí)序數(shù)據(jù)源的配置
  # The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config.
  - job_name: "prometheus"		#每個(gè)被監(jiān)控實(shí)例的集合用job_name命名,支持靜態(tài)配置(static_configs)和動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的機(jī)制(*_sd_configs)

    # metrics_path defaults to '/metrics'
    metrics_path: '/metrics'    #指標(biāo)數(shù)據(jù)采集路徑,默認(rèn)為 /metrics
    # scheme defaults to 'http'.

    static_configs:				#靜態(tài)目標(biāo)配置,固定從某個(gè)target拉取數(shù)據(jù)
      - targets: ["localhost:9090"]

3.3 Prometheus添加到系統(tǒng)服務(wù)中

#配置系統(tǒng)啟動(dòng)文件
cat > /usr/lib/systemd/system/prometheus.service <<'EOF'
[Unit]
Description=Prometheus Server
Documentation=https://prometheus.io
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/prometheus/prometheus \
--config.file=/usr/local/prometheus/prometheus.yml \
--storage.tsdb.path=/usr/local/prometheus/data/ \
--storage.tsdb.retention=15d \
--web.enable-lifecycle
  
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

啟動(dòng)

#啟動(dòng) Prometheust
systemctl enable prometheus --now

netstat -natp | grep :9090

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3.4 訪問(wèn)測(cè)試

瀏覽器訪問(wèn):http://192.168.2.108:9090 ,訪問(wèn)到 Prometheus 的 Web UI 界面。
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點(diǎn)擊頁(yè)面的 Status -> Targets;

如看到 Target 狀態(tài)都為 UP,說(shuō)明 Prometheus 能正常采集到數(shù)據(jù)。
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瀏覽器訪問(wèn):http://192.168.2.108:9090/metrics ,可以看到 Prometheus 采集的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

其中 Help 字段用于解釋當(dāng)前指標(biāo)的含義,Type 字段用于說(shuō)明數(shù)據(jù)的類型

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四、Exporters部署實(shí)例

4.1 實(shí)例一:部署 Node Exporter 監(jiān)控系統(tǒng)級(jí)指標(biāo)

Step1 準(zhǔn)備源代碼包

上傳 node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gz 到 /opt 目錄中,并解壓。

tar xf node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gz

mv node_exporter-1.3.1.linux-amd64/node_exporter /usr/local/bin

Step2 將node-expoter添加到系統(tǒng)服務(wù)中

配置啟動(dòng)文件

cat > /usr/lib/systemd/system/node_exporter.service <<'EOF'
[Unit]
Description=node_exporter
Documentation=https://prometheus.io/
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/node_exporter \
--collector.ntp \
--collector.mountstats \
--collector.systemd \
--collector.tcpstat

ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

啟動(dòng)

systemctl enable node_exporter --now

netstat -natp | grep :9100

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瀏覽器訪問(wèn):http://192.168.2.108:9100/metrics ,可以看到 Node Exporter 采集到的指標(biāo)數(shù)據(jù)。
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Step3 加入到 Prometheus 監(jiān)控中

修改Prometheus配置文件

vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
#在尾部增加如下內(nèi)容
  - job_name: nodes
    metrics_path: "/metrics"
    static_configs:
    - targets:
	  - 192.168.2.108:9100
	  - 192.168.2.100:9100
	  - 192.168.2.102:9100
      labels:
        service: kubernetes

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重新載入配置

#方法一
systemctl reload prometheus

#方法二
curl -X POST http://192.168.2.108:9090/-/reload 

測(cè)試

瀏覽器查看 Prometheus 頁(yè)面的 Status -> Targets
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補(bǔ)充:常用的各指標(biāo)

●node_cpu_seconds_total
●node_memory_MemTotal_bytes
●node_filesystem_size_bytes{mount_point=PATH}
●node_system_unit_state{name=}
●node_vmstat_pswpin:系統(tǒng)每秒從磁盤讀到內(nèi)存的字節(jié)數(shù)
●node_vmstat_pswpout:系統(tǒng)每秒鐘從內(nèi)存寫到磁盤的字節(jié)數(shù)

更多指標(biāo)介紹:https://github.com/prometheus/node_exporter

4.2 實(shí)例二:通過(guò)mysql exporter監(jiān)控 MySQL

注:切換到Mysql服務(wù)器部署。

Step1 部署mysql exporter

解壓mysql exporter源碼包

tar xf mysqld_exporter-0.14.0.linux-amd64.tar.gz

mv mysqld_exporter-0.14.0.linux-amd64/mysqld_exporter /usr/local/bin/

配置啟動(dòng)文件

cat > /usr/lib/systemd/system/mysqld_exporter.service <<'EOF'
[Unit]
Description=mysqld_exporter
Documentation=https://prometheus.io/
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/mysqld_exporter --config.my-cnf=/etc/my.cnf

ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

Step2 修改Mysql的配置

修改Mysql的配置文件

vim /etc/my.cnf
[client]
......
host=localhost
user=exporter
password=abc123

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授權(quán) exporter 用戶

#登錄收據(jù)庫(kù)
mysql -uroot -p123123

#授權(quán)
GRANT PROCESS, REPLICATION CLIENT, SELECT ON *.* TO 'exporter'@'localhost' IDENTIFIED BY 'abc123';

#刷新
flush privillages

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重啟mysqld服務(wù)

systemctl restart mysqld

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Step3 啟動(dòng)mysqld_exporter服務(wù)

systemctl enable mysqld_exporter --now

netstat -natp | grep :9104

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Step4 添加Mysql到Prometheus監(jiān)控中

切換到Prometheus 服務(wù)器上操作。

修改 prometheus 配置文件,加入到 prometheus 監(jiān)控中

vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
#在尾部增加如下內(nèi)容
  - job_name: mysqld
    metrics_path: "/metrics"
    static_configs:
    - targets:
          - 192.168.2.106:9104
      labels:
        service: mysqld

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重新載入配置

systemctl reload prometheus

Step5 查看Prometheus web界面

瀏覽器查看 Prometheus 頁(yè)面的 Status -> Targets
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4.3 實(shí)例三:監(jiān)控Nginx

nginx-exporter下載地址:https://github.com/hnlq715/nginx-vts-exporter/releases/download/v0.10.3/nginx-vts-exporter-0.10.3.linux-amd64.tar.gz

nginx 下載地址:http://nginx.org/download/

nginx 插件下載地址:https://github.com/vozlt/nginx-module-vts/tags

Step1 安裝nginx

下載并解壓nginx插件包

cd /opt

tar xf nginx-module-vts-0.1.18.tar.gz
mv nginx-module-vts-0.1.18 /usr/local/nginx-module-vts

安裝nignx

#安裝依賴
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
#管理用戶
useradd -M -s /sbin/nologin nginx

#解壓代碼包
cd /opt
tar xf nginx-1.24.0.tar.gz

#編譯安裝
cd nginx-1.24.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_ssl_module \
--add-module=/usr/local/nginx-module-vts

make & make install

Step2 修改nginx的配置文件,啟動(dòng)nginx

修改nginx配置文件

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    vhost_traffic_status_zone;					#添加
    vhost_traffic_status_filter_by_host on;		#添加,開啟此功能,在 Nginx 配置有多個(gè) server_name 的情況下,會(huì)根據(jù)不同的 server_name 進(jìn)行流量的統(tǒng)計(jì),否則默認(rèn)會(huì)把流量全部計(jì)算到第一個(gè) server_name 上
	......
	server {
	......
	}
	
    server {
        vhost_traffic_status off;		#在不想統(tǒng)計(jì)流量的 server 區(qū)域,可禁用 vhost_traffic_status
        listen 8080;
        allow 127.0.0.1;
        allow 192.168.2.108;			#設(shè)置為 prometheus 的 ip 地址

        location /nginx-status {
            stub_status on;
            access_log off;
        }

        location /status {
            vhost_traffic_status_display;
            vhost_traffic_status_display_format html;
        }
    }
}

#假如 nginx 沒(méi)有規(guī)范配置 server_name 或者無(wú)需進(jìn)行監(jiān)控的 server 上,那么建議在此 vhost 上禁用統(tǒng)計(jì)監(jiān)控功能。否則會(huì)出現(xiàn) 127.0.0.1、hostname 等的域名監(jiān)控信息。

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ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

nginx -t

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將nginx添加到系統(tǒng)服務(wù)中

cat > /lib/systemd/system/nginx.service <<'EOF'
[Unit]
Description=nginx
After=network.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

啟動(dòng)

systemctl enable nginx --now

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瀏覽器訪問(wèn):http://192.168.2.107:8080/status ,可以看到 Nginx Vhost Traffic Status 的頁(yè)面信息
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Step3 解壓 nginx-exporter并啟動(dòng)

源碼包

cd /opt/
tar -zxvf nginx-vts-exporter-0.10.3.linux-amd64.tar.gz

mv nginx-vts-exporter-0.10.3.linux-amd64/nginx-vts-exporter /usr/local/bin/

添加到系統(tǒng)服務(wù)

cat > /usr/lib/systemd/system/nginx-exporter.service <<'EOF'
[Unit]
Description=nginx-exporter
Documentation=https://prometheus.io/
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/nginx-vts-exporter -nginx.scrape_uri=http://localhost:8080/status/format/json

ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

啟動(dòng)nginx-exporter服務(wù)

systemctl enable nginx-exporter --now

netstat -natp | grep :9913

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Step4 將nginx加入到Prometheus監(jiān)控中

切換到 Prometheus 服務(wù)器。

修改 prometheus 配置文件

vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
#在尾部增加如下內(nèi)容
  - job_name: nginx
    metrics_path: "/metrics"
    static_configs:
    - targets:
          - 192.168.2.107:9913
      labels:
        service: nginx

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重新載入配置

systemctl reload prometheus

Step5 訪問(wèn)Prometheus web頁(yè)面

瀏覽器查看 Prometheus 頁(yè)面的 Status -> Targets
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五、部署 Grafana平臺(tái)進(jìn)行展示

5.1 下載和安裝

#下載地址
https://grafana.com/grafana/download
https://mirrors.bfsu.edu.cn/grafana/yum/rpm/
yum install grafana-enterprise-8.5.9-1.x86_64.rpm

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systemctl enable grafana-server --now

netstat -natp | grep :3000

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瀏覽器訪問(wèn):http://192.168.2.108:3000 ,默認(rèn)賬號(hào)和密碼為 admin/admin
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5.2 配置數(shù)據(jù)源

Configuration -> Data Sources -> Add data source -> 選擇 Prometheus

HTTP -> URL 輸入 http://192.168.2.108:9090

點(diǎn)擊 Save & Test

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點(diǎn)擊 上方菜單 Dashboards--->Import 所有默認(rèn)模板

Dashboards -> Manage ,選擇 Prometheus 2.0 Stats 或 Prometheus Stats 即可看到 Prometheus job 實(shí)例的監(jiān)控圖像

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5.3 導(dǎo)入grafana監(jiān)控面板

瀏覽器訪問(wèn):https://grafana.com/grafana/dashboards

在頁(yè)面中搜索 node exporter ,選擇適合的面板,點(diǎn)擊 Copy ID 或者 Download JSON

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grafana 頁(yè)面中,+ Create -> Import ,輸入面板 ID 號(hào)或者上傳 JSON 文件,點(diǎn)擊 Load,即可導(dǎo)入監(jiān)控面板

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到了這里,關(guān)于【云原生 Prometheus篇】Prometheus架構(gòu)詳解與核心組件的應(yīng)用實(shí)例(Exporters、Grafana...)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)!

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