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Prometheus 入门

Prometheus 是什么？

Prometheus 是一个系统监控和告警系统。它由 SoundCloud 于 2012 年开源，是继 Kubernetes 之后，第二个加入并从 Cloud Native Computing Foundation 毕业的项目。Prometheus 将所有指标数据存储为时间序列，即指标信息与记录时的时间戳一起存储，可选的键值对（称为标签）也可以与指标一起存储。

什么是指标，为什么它们很重要？

通俗地说，指标是一种衡量标准。我们想要衡量什么取决于不同的应用程序。对于 Web 服务器来说，可以是请求时间；对于数据库来说，可以是 CPU 使用率或活动连接数等。

指标在理解应用程序为何以某种方式运行时扮演着重要角色。如果您运行一个 Web 应用程序，有人告诉您应用程序运行缓慢，您将需要一些信息来找出应用程序发生了什么。例如，当请求数量很高时，应用程序可能会变慢。如果您有请求计数指标，您可以找出原因并增加服务器数量以处理高负载。每当您为应用程序定义指标时，您都必须戴上侦探帽，并问这个问题：如果我的应用程序出现任何问题，哪些信息对我调试很重要？

Prometheus 的基本架构

Prometheus 设置的基本组件是：

  • Prometheus 服务器（抓取并存储指标数据的服务器）。
  • 待抓取目标，例如公开其指标的仪表化应用程序，或者公开另一个应用程序指标的 exporter。
  • Alertmanager（根据预设规则发出告警）。

（注意：除此之外，Prometheus 还有一个 push_gateway，本文不作介绍）。

Architecture

让我们以一个 Web 服务器为例，我们想提取某个指标，例如 Web 服务器处理的 API 调用次数。因此，我们使用 Prometheus 客户端库添加一些仪表化代码并公开指标信息。现在，我们的 Web 服务器公开了其指标，我们可以配置 Prometheus 来抓取它。现在 Prometheus 被配置为以特定时间间隔（例如，每分钟）从监听在 xyz IP 地址 7500 端口的 Web 服务器获取指标。

在 11:00:00，当我将服务器公开供使用时，应用程序计算请求计数并公开它，Prometheus 同时抓取该计数指标并将值存储为 0。

到 11:01:00，处理了一个请求。服务器中的仪表化逻辑将计数增加到 1。当 Prometheus 抓取该指标时，计数的值现在是 1。

到 11:02:00，又处理了两个请求，请求计数现在是 1+2 = 3。类似地，指标被抓取和存储。

用户可以控制 Prometheus 抓取指标的频率。

时间戳请求计数（指标）
11:00:000
11:01:001
11:02:003

（注意：此表格仅为便于理解的示意图。Prometheus 不会以这种确切的格式存储值）

Prometheus 还提供一个 API，允许查询通过抓取存储的指标。此 API 用于查询指标、在其上创建仪表盘/图表等。PromQL 用于查询这些指标。

一个基于请求计数指标创建的简单折线图将如下所示：

Graph

可以抓取多个有用的指标来了解应用程序中正在发生什么，并在它们上面创建多个图表。将这些图表分组到一个仪表盘中，并用它来获取应用程序的概览。

演示如何操作

让我们动手设置 Prometheus。Prometheus 使用 Go 编写，您所需要的只是为您的操作系统编译的二进制文件。从 此处 下载对应您操作系统的二进制文件，并将其添加到您的路径中。

Prometheus 公开其自身的指标，这些指标可以由 Prometheus 本身或另一个 Prometheus 服务器使用。

现在我们已经安装了 Prometheus，下一步是运行它。我们所需要的只是二进制文件和一个配置文件。Prometheus 使用 yaml 文件进行配置。

global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]

在上述配置文件中，我们提到了 scrape_interval，即我们希望 Prometheus 多久抓取一次指标。我们添加了 scrape_configs，它包含一个名称和抓取指标的目标。Prometheus 默认监听端口 9090。因此将其添加到目标中。

prometheus --config.file=prometheus.yml

现在 Prometheus 已经启动并运行，每 15 秒抓取其自身的指标。Prometheus 提供标准的 exporter 来导出指标。接下来我们将运行一个 Node Exporter（一个用于机器指标的 exporter），并使用 Prometheus 抓取这些指标。（下载 Node Metrics Exporter。）

在终端中运行 Node Exporter。

./node_exporter

Node exporter

接下来，将 Node Exporter 添加到 scrape_configs 列表中

global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]
  - job_name: node_exporter
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9100"]

在本教程中，我们讨论了什么是指标、指标为何重要、Prometheus 的基本架构以及如何运行 Prometheus。

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