【监控系统】Prometheus架构相关概念及源码部署实战
上篇我们介绍了业界主流监控框架的对比，我们监控系统这块主要是采用Prometheus。
那么，什么是Prometheus
- 官网：https://prometheus.io/docs/introduction/overview/
Prometheus是一个开源的系统监控和报警系统，现在已经加入到CNCF基金会，成为继k8s之后第二个在CNCF托管的项目，在kubernetes容器管理系统中，通常会搭配prometheus进行监控，同时也支持多种exporter采集数据，还支持pushgateway进行数据上报，Prometheus性能足够支撑上万台规模的集群。多数Prometheus组件是Go语言写的，为用户提供可视化仪表板、警报、告警等功能，以帮助用户快速定位和解决问题。
Prometheus的作用又是什么呢
（1）Kubernetes集群监控
使用Prometheus可以收集和监控Kubernetes集群的指标数据，例如CPU、内存、网络等。Prometheus Operator部署Prometheus，然后通过Grafana可视化工具展示监控指标的仪表板。
（2）网络监控
Prometheus可以监控网络的状态和性能，例如TCP连接数、网络延迟和带宽利用率等。使用Prometheus的Blackbox Exporter插件来执行网络探测，检查网络服务是否可用。
（3）应用程序性能监控
通过Prometheus的客户端库可以在应用程序中嵌入指标收集代码，并收集应用程序的性能指标数据。例如请求数、响应时间、错误率等，帮助开发人员监控应用程序的性能，并进行调试和优化。
（4）数据库监控
可以使用Prometheus的Exporter插件监控各种类型的数据库，例如MySQL、PostgreSQL、Redis和MongoDB。Exporter可以将数据库的指标数据转换为Prometheus可以处理的格式，并将其发送到Prometheus进行监控和警报。
（5）服务器监控
使用Prometheus可以监控服务器的CPU、内存、磁盘和网络使用情况等指标，服务器上运行的各种服务的状态和性能。能够实时地存储和查询系统和服务的各种指标，如性能、CPU利用率、内存使用和请求计数等。
这是一张Prometheus的架构图，下面我们来介绍一下它的核心组件是用来干嘛的。
Prometheus的核心组件
（1）Prometheus server
Prometheus server是Prometheus的核心组件，负责抓取、存储和查询指标数据，提供API以供访问。Prometheus Server本身就是一个时序数据库，将采集到的监控数据按照时间序列的方式存储在本地磁盘当中。内置的UI界面，通过这个UI可以直接通过PromQL实现数据的查询以及可视化。
（2）Exporter
Exporter是Prometheus插件或独立组件，负责抓取指定服务或系统的性能指标数据。Prometheus原理是通过 HTTP 协议周期性抓取被监控组件的状态，输出这些被监控的组件的 Http 接口为 Exporter。Exporter将监控数据采集的端点通过HTTP服务的形式暴露给Prometheus Server，将其公开为HTTP端点或指定的格式。Prometheus server通过轮询或指定的抓取器从Exporter提供的Endpoint端点中提取数据。
（3）Alertmanager
在Prometheus Server中支持基于PromQL创建告警规则，如果满足PromQL定义的规则，就会产生一条告警。Prometheus告警管理器组件，负责管理告警规则、通知和报警策略的设置，提供第一类和第二类警报的分类管理服务。
（4）PushGateway
Prometheus数据采集基于Pull模型进行设计，在网络环境必须要让Prometheus Server能够直接与Exporter进行通信，当这种网络需求无法直接满足时，就可以利用PushGateway来进行中转，通过PushGateway将内部网络的监控数据主动Push到Gateway当中。Prometheus Server则可以采用同样Pull的方式从PushGateway中获取到监控数据。
（5）Service Discovery
Service Discovery是服务发现功能，动态发现待监控的Target，完成监控配置的重要组件。
OK，介绍完Prometheus，下面我们来在Centos中安装下Prometheus。
首先我们先要上传安装包到服务器上。
Prometheus是采用go语言去编写的，所以我们现配置一下go的环境变量。
# 解压go1.17.6.linux-amd64.tar.gztar -zxvf go1.17.6.linux-amd64.tar.gz查看当前go的安装位置
#配置环境变量 echo "export PATH=$PATH:/usr/local/software/go/bin" >> /etc/profile # 立刻生效source /etc/profile查看go version
好的，配置完go的环境变量，我们来安装Prometheus。
#解压prometheus-2.43.0.linux-amd64.tar.gztar -zxvf prometheus-2.43.0.linux-amd64.tar.gz#重命名mv prometheus-2.43.0.linux-amd64 prometheus#进入目录启动./prometheus --config.file=./prometheus.yml
#查看是否启动成功ps -ef | grep prometheus
访问：http://ip:9090/metrics
访问图界面：http://ip:9090/
注意：prometheus里面经常需要修改配置，可以利用动态更新，启动时在参数中加入**–web.enable-lifecycle** (该参数默认关闭)。
#启动， &表示需要守护进程方式运行，不然退出终端则进程消失./prometheus --config.file=./prometheus.yml --web.enable-lifecycle &#动态更新配置curl -X POST http://localhost:9090/-/reload除了以上两种启动方式，我们还可以配置开机自启动prometheus
编辑文件：vi /usr/lib/systemd/system/prometheus.service
注意：ExecStart配置的prometheus的全限定路径
[Unit]Description=prometheus-serverAfter=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.targetWants=network-online.target [Service]Type=simpleExecStart=/usr/local/software/prometheus/prometheus --config.file=/usr/local/software/prometheus/prometheus.yml --web.enable-lifecycle --storage.tsdb.path=/usr/local/software/prometheus/data --storage.tsdb.retention.time=7d --web.max-connections=512 --web.read-timeout=3m --query.max-concurrency=25 --query.timeout=2mExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPIDExecStop=/bin/kill -s TERM $MAINPID [Install]WantedBy=multi-user.target添加开机自启动，启动 检查
#启动服务systemctl start prometheus#开机自启服务systemctl enable prometheus.service#重新加载服务systemctl daemon-reload#查看服务启动状态systemctl status prometheus.service 查看服务启动状态： netstat -natp | grep :9090
查看服务进程：ps -ef |grep prometheus
Prometheus的目录结构
console_libraries：用于存储用于在Prometheus控制台上显示的JavaScript库。
consoles：用于存储用于在Prometheus控制台上显示的控制台文件，其中包括查询和图形定义。
data：用于存储Prometheus的磁盘持久化数据。
LICENSE：Prometheus的许可证文件。
NOTICE：版权声明文件。
prometheus：存储Prometheus二进制文件及其相关文件的目录。
prometheus.yml：Prometheus的配置文件。
promtool：Prometheus的命令行工具，用于检查配置文件是否正确以及生成表达式的值。
操作面板介绍
配置文件的简介
#全局配置，默认，可以被覆盖global:scrape_interval: 15s#全局的抓取间隔scrape_timeout: 10s#抓取超时时间evaluation_interval: 15s#评估间隔#告警配置alerting:alertmanagers: #告警管理器- follow_redirects: true #是否启用重定向enable_http2: true #是否启用HTTP2scheme: httptimeout: 10sapi_version: v2 #指定Alertmanager的API版本，此处为v2static_configs: #告诉Prometheus哪些目标是静态的（即不会更改），如果有多个目标，则可以在targets中指定多个地址。- targets: []#抓取配置scrape_configs:- job_name: prometheus #任务名称honor_timestamps: true #指标的时间戳应该由服务器提供，而不是客户端在发送指标时提供的时间戳scrape_interval: 15s #抓取任务的时间间隔，即每15秒抓取一次。scrape_timeout: 10s#抓取任务的超时时间，单位为秒，即每个目标最多等待10秒钟metrics_path: /metrics#抓取指标的路径scheme: http #指定抓取时使用的协议，默认为httpfollow_redirects: true#是否启用重定向。在此处启用enable_http2: true#是否启用HTTP2static_configs:- targets:- 120.24.7.58:9090 #目标配置，告诉Prometheus哪些目标需要抓取，如果有多个目标，则可以在targets中指定多个地址#此处抓取了一个名为prometheus的任务，每隔15秒抓取一次localhost:9090上的/metrics路径，超时时间为10秒Ok，本篇文章我们就介绍到这里啦，记得三连➕关注哦！
