【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。

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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。

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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。

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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.gz
tar -zxvf go1.17.6.linux-amd64.tar.gz

查看当前go的安装位置

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#  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

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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.gz
tar -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

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#查看是否启动成功
ps -ef | grep prometheus

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访问：http://ip:9090/metrics

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访问图界面：http://ip:9090/

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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

Prometheus的目录结构

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  • 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。

Ok，本篇文章我们就介绍到这里啦，记得三连➕关注哦！

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