2025-2-28 prometheus面试题

Prometheus #

Prometheus的工作流程 #

Prometheus 的工作流程可以概括为以下几个主要步骤:

  1. 数据抓取(Scraping)
    • Prometheus 会定期从配置好的目标(如应用程序、服务、节点等)抓取数据。这些目标通常通过 HTTP 接口暴露 Prometheus 格式的监控数据(通常是 /metrics 路径)。
    • 这些数据包括各类指标,如 CPU 使用率、内存使用情况、请求数量等。
  2. 存储(Storage)
    • 抓取到的数据会被存储在 Prometheus 的本地时间序列数据库(TSDB)中。每个时间序列由一个指标名称和一组标签(如 instance, job, region 等)组成。
  3. 查询(Querying)
    • Prometheus 提供了强大的查询语言——PromQL(Prometheus Query Language),可以通过 PromQL 查询已存储的数据。
    • Prometheus 可以通过其 Web 界面、API 或 Grafana 进行查询,显示时间序列数据的图表,或者用于告警规则的计算。
  4. 告警(Alerting)
    • Prometheus 可以基于定义的告警规则(通过 PromQL 查询语句)进行告警。例如,当 CPU 使用率超过一定阈值时,触发告警。
    • 告警规则可以定义在 Prometheus 配置文件中,告警信息可以通过 Alertmanager 发送到各类通知系统(如邮件、Slack、钉钉等)。
  5. 数据可视化(Visualization)
    • Prometheus 本身也提供了简单的图表功能,但通常会与第三方工具(如 Grafana)结合使用,以便提供更丰富的可视化效果。
    • Grafana 可以从 Prometheus 查询数据,生成漂亮的仪表板,帮助团队实时监控系统健康状况。
  6. 服务发现与目标自动化(Service Discovery)
    • Prometheus 支持多种服务发现机制,可以自动发现需要抓取数据的目标。常见的有 Kubernetes、Consul 等服务发现工具,也可以使用静态配置。

整体而言,Prometheus 的核心是周期性地抓取目标的监控数据,存储成时间序列,并通过查询、告警和可视化等功能帮助用户监控和维护系统的健康。

如果你有某个具体环节的疑问,欢迎随时问!

Metric的几种类型?分别是什么?☆ #

Prometheus 中有四种主要的 Metric(度量)类型,分别是:

  1. Counter(计数器)

    • 定义:计数器是一种只增不减的度量类型。它表示一个累积值,比如请求的总数、处理的任务数等。
    • 特点:它的值始终是递增的,并且可以在某些情况下被重置(如重启应用)。
    • 例子:HTTP 请求的总数、错误发生次数等。
    • 常见用途:表示某种事件或状态发生的总次数。
    http_requests_total{method="GET", status="200"}
    
  2. Gauge(仪表)

    • 定义:仪表度量类型表示一个可以任意增减的值。它适用于那些可能会增加或减少的度量,比如当前内存使用量、CPU 使用率等。
    • 特点:它的值可以上升或下降,适合表示某些瞬时的、可变的数值。
    • 例子:当前温度、内存使用、磁盘空间等。
    • 常见用途:表示某些动态的、瞬时的数值。
    memory_usage_bytes
    
  3. Histogram(直方图)

    • 定义:直方图用于记录一系列的分布数据,按指定的桶(bucket)来聚合样本数据。它能够提供数据的分布情况(如请求延迟的分布),并可以通过统计数据计算出一些聚合指标(如平均值、百分位数等)。
    • 特点:它会提供桶内的计数值,可以计算出值的分布(如请求延迟的 95th 百分位)。
    • 例子:HTTP 请求的响应时间,数据库查询时间等。
    • 常见用途:分布数据的度量,例如请求延迟、处理时间等。
    http_request_duration_seconds_bucket{le="0.1"}
    
  4. Summary(摘要)

    • 定义:摘要与直方图类似,都是用来统计分布数据的。不同之处在于,摘要记录的是在某一时间段内发生的样本的摘要统计信息,如累计总数、累计和、最大值等,而直方图则通过分桶统计数据分布。
    • 特点:摘要度量提供了直接的统计值,如百分位数(p50, p90, p99等),不需要根据桶计算。
    • 例子:请求的延迟百分位数,API 响应时间等。
    • 常见用途:需要精确计算百分位数和其他统计量时,如请求响应时间的分位数。
    http_request_duration_seconds{quantile="0.95"}
    

总结: #

  • Counter:只增不减,表示累计总数。
  • Gauge:可以增减,表示当前状态的瞬时值。
  • Histogram:用于表示数据的分布,按桶聚合数据。
  • Summary:类似于直方图,但直接提供百分位数等统计信息。

这四种类型是 Prometheus 度量的核心构成,它们可以帮助你监控系统的不同方面,并从多个角度分析数据。如果有某个度量类型的具体应用场景或者细节需要进一步了解,随时告诉我!

Prometheus有哪几种服务发现☆ #

Prometheus 提供了多种服务发现(Service Discovery)机制,使其能够自动发现并抓取目标(如应用、服务器等)的监控数据。服务发现可以大大简化配置管理,尤其是在动态环境中(如 Kubernetes 或云平台)非常有用。Prometheus 支持以下几种服务发现方式:

1. Kubernetes 服务发现#

  • 描述:在 Kubernetes 环境中,Prometheus 可以通过 Kubernetes API 自动发现集群中的服务、Pod 和节点。它能够发现 K8s 中所有符合条件的目标(如通过标签选择器、命名空间等进行筛选)。
  • 配置:Prometheus 配置文件中使用 kubernetes_sd_configs 配置项来实现。
  • 应用场景:适用于容器化的环境,尤其是 Kubernetes 集群中的服务发现。
scrape_configs:
  - job_name: 'kubernetes-pods'
    kubernetes_sd_configs:
      - api_server: 'https://k8s-api-server'
        role: pod

2. Consul 服务发现#

  • 描述:Prometheus 支持通过 Consul 进行服务发现。Consul 是一个服务网格工具,它可以管理服务注册和发现。Prometheus 会从 Consul 获取服务实例列表并进行抓取。
  • 配置:通过 consul_sd_configs 配置项。
  • 应用场景:适用于使用 Consul 作为服务注册和发现的环境。
scrape_configs:
  - job_name: 'consul'
    consul_sd_configs:
      - server: 'localhost:8500'
        services: ['my-service']

3. EC2 服务发现#

  • 描述:在 AWS 环境中,Prometheus 可以通过 AWS EC2 服务发现,自动抓取 EC2 实例的指标。它通过 AWS API 获取当前运行的 EC2 实例信息,基于标签、实例状态等进行筛选。
  • 配置:通过 ec2_sd_configs 配置项来实现。
  • 应用场景:适用于在 AWS EC2 上运行的服务或实例。
scrape_configs:
  - job_name: 'ec2'
    ec2_sd_configs:
      - region: 'us-west-2'
        access_key: 'AWS_ACCESS_KEY'
        secret_key: 'AWS_SECRET_KEY'

4. GCE(Google Compute Engine)服务发现#

  • 描述:Prometheus 可以在 Google Cloud 环境中使用 GCE 服务发现来自动发现 Google Compute Engine 实例。
  • 配置:通过 gce_sd_configs 配置项来实现。
  • 应用场景:适用于 Google Cloud 平台的虚拟机实例。
scrape_configs:
  - job_name: 'gce'
    gce_sd_configs:
      - project: 'my-gcp-project'
        zone: 'us-central1-a'

5. Azure 服务发现#

  • 描述:Prometheus 支持在 Azure 环境中自动发现虚拟机、虚拟机规模集等服务实例。通过 Azure API 获取实例的 IP 地址、标签等信息。
  • 配置:通过 azure_sd_configs 配置项来实现。
  • 应用场景:适用于在 Azure 云平台上部署的服务。
scrape_configs:
  - job_name: 'azure'
    azure_sd_configs:
      - subscription_id: 'your-subscription-id'
        tenant_id: 'your-tenant-id'
        client_id: 'your-client-id'
        client_secret: 'your-client-secret'

6. DNS 服务发现#

  • 描述:Prometheus 可以使用 DNS 查询来发现目标。通过配置 DNS 名称解析获取需要监控的目标。
  • 配置:通过 dns_sd_configs 配置项。
  • 应用场景:适用于使用 DNS 进行动态服务发现的环境。
scrape_configs:
  - job_name: 'dns'
    dns_sd_configs:
      - names:
          - 'myservice.local'
        type: 'A'
        port: 8080

7. File 服务发现#

  • 描述:Prometheus 可以通过读取外部文件(如 JSON 或 YAML 格式)来进行静态服务发现。文件中的目标可以动态更新,Prometheus 会定期重新加载这些文件。
  • 配置:通过 file_sd_configs 配置项。
  • 应用场景:适用于较为静态的环境,或者当目标实例列表存储在外部文件中的情况。
scrape_configs:
  - job_name: 'file'
    file_sd_configs:
      - files:
          - '/path/to/targets.json'

8. Static 服务发现#

  • 描述:Prometheus 也支持通过静态配置来发现目标。这种方式适用于目标列表不频繁变化的场景。
  • 配置:通过 static_configs 配置项,可以手动列出目标。
  • 应用场景:适用于目标数量较少且较为固定的环境。
scrape_configs:
  - job_name: 'static'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090', 'localhost:8080']

9. OpenStack 服务发现#

  • 描述:Prometheus 支持 OpenStack 环境中的服务发现。通过与 OpenStack API 交互,自动发现相关的服务实例和节点。
  • 配置:通过 openstack_sd_configs 配置项来实现。
  • 应用场景:适用于 OpenStack 环境的服务发现。
scrape_configs:
  - job_name: 'openstack'
    openstack_sd_configs:
      - auth_url: 'https://openstack.example.com'
        username: 'username'
        password: 'password'
        project_name: 'project'
        region: 'region'

总结: #

Prometheus 支持多种服务发现机制,涵盖了云平台、容器平台、传统服务器和静态配置等多种场景。你可以根据自己的环境选择合适的服务发现方式,帮助 Prometheus 自动发现和抓取目标。

如果你对某种服务发现方式有更多问题或需要具体示例,欢迎继续提问!

Prometheus常用函数 #

Prometheus 提供了丰富的函数和操作符,帮助用户在 PromQL 查询语言中处理和分析时间序列数据。以下是一些常用的 Prometheus 函数:

1. 聚合函数(Aggregation Functions) #

聚合函数用于按某些维度聚合数据,通常用于将多个时间序列合并为一个更具概括性的度量。

  • avg()

    :计算平均值

    avg(http_requests_total)
    
  • sum()

    :计算总和

    sum(http_requests_total)
    
  • min()

    :计算最小值

    min(http_requests_total)
    
  • max()

    :计算最大值

    max(http_requests_total)
    
  • count()

    :计算数量

    count(http_requests_total)
    
  • count_values()

    :计算不同标签值的数量

    count_values("method", http_requests_total)
    
  • topk(k, expr)

    :返回值排名前

    k
    

    的时间序列

    topk(3, http_requests_total)
    
  • bottomk(k, expr)

    :返回值排名后

    k
    

    的时间序列

    bottomk(3, http_requests_total)
    

2. 统计函数(Statistical Functions) #

  • rate()

    :计算时间序列在某个时间段内的速率(适用于计数器类型)

    rate(http_requests_total[5m])
    
  • irate()

    :计算瞬时速率,适用于计数器类型

    irate(http_requests_total[1m])
    
  • increase()

    :计算计数器类型的增量值

    increase(http_requests_total[1h])
    
  • delta()

    :计算某时间段内的值的变化量

    delta(http_requests_total[5m])
    
  • avg_over_time()

    :计算某个时间区间内的平均值

    avg_over_time(http_requests_total[1h])
    
  • min_over_time()

    :计算某个时间区间内的最小值

    min_over_time(http_requests_total[1h])
    
  • max_over_time()

    :计算某个时间区间内的最大值

    max_over_time(http_requests_total[1h])
    

3. 时间函数(Time Functions) #

时间函数用于操作时间戳和时间序列。

  • time()

    :返回当前的时间戳(以秒为单位)

    time()
    
  • timestamp()

    :返回时间序列的时间戳

    timestamp(http_requests_total)
    

4. 数值处理函数(Mathematical Functions) #

这些函数用于进行常见的数学运算。

  • abs()

    :返回绝对值

    abs(http_requests_total)
    
  • ceil()

    :返回大于或等于该值的最小整数

    ceil(http_requests_total)
    
  • floor()

    :返回小于或等于该值的最大整数

    floor(http_requests_total)
    
  • round()

    :返回四舍五入的值

    round(http_requests_total)
    
  • sqrt()

    :计算平方根

    sqrt(http_requests_total)
    

5. 字符串处理函数(String Functions) #

字符串函数主要用于对标签值或字符串型数据进行处理。

  • label_replace()

    :用于替换标签中的部分内容

    label_replace(http_requests_total, "method", "$1", "status", "(.*)")
    
  • label_join()

    :将多个标签值连接为一个新标签

    label_join(http_requests_total, "method", "-", "status", "code")
    

6. 查询时间函数(Time Interval Functions) #

这些函数用于处理时间区间。

  • avg_over_time()

    :计算某个时间范围内的平均值

    avg_over_time(http_requests_total[1h])
    
  • rate()

    :计算在某段时间内的速率

    rate(http_requests_total[5m])
    

7. 率函数(Rate Functions) #

用于计算单位时间内的数据变化量。

  • rate()

    :适用于计数器类型,计算单位时间内的变化速率

    rate(http_requests_total[5m])
    
  • irate()

    :即时速率,适用于计数器类型,计算最近两个数据点的速率

    irate(http_requests_total[1m])
    

8. 逻辑函数(Logical Functions) #

这些函数帮助进行逻辑判断和操作。

  • and

    :用于两个表达式的与操作

    http_requests_total{status="200"} and http_requests_total{status="500"}
    
  • or

    :用于两个表达式的或操作

    http_requests_total{status="200"} or http_requests_total{status="404"}
    
  • unless

    :排除某些条件

    http_requests_total unless http_requests_total{status="500"}
    

9. 过滤与条件(Filters & Conditionals) #

  • on()

    :用于条件匹配,可以指定某些标签参与匹配

    http_requests_total{status="200"} on(method) http_requests_total{status="500"}
    
  • ignoring()

    :忽略特定的标签进行条件匹配

    http_requests_total{status="200"} ignoring(method) http_requests_total{status="500"}
    

10. 百分比计算(Percentile Calculation) #

  • histogram_quantile()

    :用于计算直方图的指定分位数(如 95th 百分位)

    histogram_quantile(0.95, http_request_duration_seconds_bucket)
    

总结: #

Prometheus 提供了多种函数来帮助你处理和分析监控数据。你可以通过这些函数来进行聚合、时间序列计算、统计分析以及进行复杂的查询和可视化。

如果你对某个函数或用法有疑问,随时可以问我!

thanos架构☆ #

Thanos 是一个用于扩展 Prometheus 的高可用性、长期存储和全球查询的解决方案。它通过无缝地集成 Prometheus 和其他组件,提供了分布式、可扩展的监控架构,特别适用于大规模部署和多集群环境。

Thanos 架构概述 #

Thanos 的架构设计基于以下几个核心组件:

  1. Prometheus

    • 作用:Prometheus 仍然是数据的抓取和存储核心,负责从各类目标(如服务、应用、节点等)抓取时间序列数据。
    • 特点:Thanos 并不替代 Prometheus,而是增强其功能,特别是在高可用、长期存储和多集群管理方面。
  2. Thanos Sidecar

    • 作用

      :Thanos Sidecar 是运行在 Prometheus 实例旁边的一个代理,它负责:

      • 将 Prometheus 中的时间序列数据上传到远程存储(如 S3、GCS、HDFS 等)。
      • 将 Prometheus 数据暴露给 Thanos Query 和其他组件。
    • 特点:Sidecar 是 Thanos 架构中的关键组件之一,它帮助 Prometheus 实现持久化存储,并且为 Thanos Query 提供数据源。

    Sidecar 配置

    - --tsdb.path=/prometheus
    - --objstore.config="type: S3\nconfig:\n  bucket: my-bucket"
    
  3. Thanos Store

    • 作用:Thanos Store 是一个存储组件,负责从远程对象存储(如 S3、GCS 等)读取历史数据。它充当了 Prometheus 数据的长期存储。
    • 特点:Store 主要用于查询过去的历史数据,并提供了统一的接口来访问不同时间窗口内的数据。
  4. Thanos Query

    • 作用:Thanos Query 是一个用于聚合查询的组件,它允许跨多个 Prometheus 和 Thanos 存储实例执行全局查询。它从多个 Prometheus 实例和 Thanos Store 获取数据,并提供统一的查询结果。
    • 特点:Thanos Query 实现了高效的分布式查询,支持从不同 Prometheus 实例和 Store 中读取数据,可以跨多个集群或多数据源执行联合查询。
  5. Thanos Compact

    • 作用:Thanos Compact 负责合并、压缩和优化存储在对象存储中的时间序列数据。它将多个时间块(Block)合并为更大的存储块,以减少存储碎片并优化查询性能。
    • 特点:它定期运行,以确保数据在存储层面的优化和压缩。
  6. Thanos Ruler

    • 作用:Thanos Ruler 是基于 Prometheus 的规则引擎,它允许你在 Thanos 集群中运行 Prometheus 规则、告警规则和录制规则。
    • 特点:它提供了一种在全局范围内执行告警和规则评估的机制。Thanos Ruler 支持在多个 Prometheus 实例之间共享规则和告警信息。

Thanos 架构图 #

+----------------------+       +----------------------+       +----------------------+
|    Prometheus        |<----->|    Thanos Sidecar    |<----->|  Remote Object Store |
+----------------------+       +----------------------+       +----------------------+
        |                            |                          |
        |                            v                          v
        |                      +--------------------+       +------------------+
        |                      |   Thanos Query     |<----->|    Thanos Store  |
        |                      +--------------------+       +------------------+
        |                               |
        |                               v
        |                        +------------------+
        |                        |   Thanos Ruler   |
        |                        +------------------+
        |
        v
   +------------------+
   | Thanos Compact   |
   +------------------+

Thanos 核心功能 #

  1. 高可用性和水平扩展
    • Thanos 提供跨多个 Prometheus 实例和多个集群的查询能力,帮助实现 Prometheus 集群的高可用性。
    • 多个 Prometheus 实例可以分别在不同的区域或集群中部署,Thanos Query 可以将其聚合成一个全局视图。
  2. 长期存储
    • 通过将数据持久化到远程对象存储(如 S3、GCS、Azure Blob 等),Thanos 提供了可靠且成本效益高的长期存储解决方案。
    • 对历史数据的访问可以通过 Thanos Store 组件来查询。
  3. 全球查询
    • Thanos Query 提供全局视图,支持跨多个集群或 Prometheus 实例执行统一查询。
    • 即使数据分布在多个 Prometheus 实例上,Thanos Query 也能通过聚合各个数据源的结果,提供统一的查询接口。
  4. 压缩与存储优化
    • Thanos Compact 功能可以将存储中的多个数据块合并和压缩,降低存储成本,同时提升查询效率。
  5. 规则和告警
    • Thanos Ruler 允许在 Thanos 集群中执行 Prometheus 规则和告警,并支持跨 Prometheus 实例共享规则和告警配置。
  6. 数据流控制
    • 使用 Thanos Sidecar,用户可以将 Prometheus 数据推送到远程存储,也可以实现多个 Prometheus 实例之间的数据复制和备份。

Thanos 的使用场景 #

  1. 跨地域和跨集群监控
    • Thanos 非常适合在多集群、多区域部署 Prometheus 实例的环境中使用,它能够聚合来自不同集群的数据,进行跨区域查询。
  2. 长期存储解决方案
    • Thanos 可以将 Prometheus 的数据持久化到对象存储(如 AWS S3、Google Cloud Storage 等),实现高效且成本低的长期存储解决方案。
  3. 高可用和高容错
    • 通过在多个节点或集群中运行 Prometheus 和 Thanos,实现高可用性和容错能力,避免单点故障。
  4. 跨多个 Prometheus 实例的全局查询
    • 对于需要跨多个 Prometheus 实例进行全局查询的场景,Thanos 提供了无缝的查询能力。

总结 #

Thanos 通过与 Prometheus 紧密集成,提供了对大规模、跨区域、多集群部署环境的支持。它解决了 Prometheus 在高可用、长期存储、分布式查询等方面的瓶颈,是一个强大的扩展解决方案,特别适用于需要全球查询和大规模监控环境的使用场景。

如果你有任何关于 Thanos 的具体问题,或者需要进一步了解配置和实践,随时问我!

thanos与VictoriaMetrics对比 #

Thanos 和 VictoriaMetrics 都是 Prometheus 生态系统中的监控存储解决方案,但它们的设计目标、架构和适用场景有所不同。以下是两者的详细对比:


1. 概述 #

特性ThanosVictoriaMetrics
主要用途分布式长时间存储、全局查询、数据去重高性能、低资源消耗的时间序列数据库
与 Prometheus 关系Prometheus 的扩展组件兼容 Prometheus 的独立 TSDB
架构组件化(多个独立组件)单体应用(轻量级)
存储方式对象存储(S3、GCS、OSS等)本地磁盘/对象存储(可选)

2. 架构对比 #

Thanos #

  • 作为 Prometheus 的扩展组件,增加高可用性、长时间存储和全局查询功能。
  • 主要组件:
    • Thanos Sidecar:附加到 Prometheus,提供长期存储和查询能力。
    • Thanos Store:从对象存储(S3/GCS等)读取历史数据。
    • Thanos Query:支持跨多个 Prometheus 实例的全局查询。
    • Thanos Compact:合并和去重数据,优化存储空间。
    • Thanos Ruler:类似 Prometheus Rules,可在全局范围内执行告警规则。

VictoriaMetrics #

  • 作为一个独立的 TSDB,支持高效存储和查询。
  • 主要组件:
    • VictoriaMetrics(单机版):高效的单实例存储,可替代 Prometheus TSDB。
    • VictoriaMetrics Cluster:支持大规模集群部署,提供可扩展性。
    • vmalert:替代 Prometheus Alertmanager,实现告警规则执行。
    • vmagent:收集和转发监控数据,相当于 Prometheus Remote Write。

3. 关键特性对比 #

特性ThanosVictoriaMetrics
高可用性依赖多个 Prometheus 实例及对象存储原生支持 HA,不需要多个 Prometheus
数据去重依赖 --query.replica-label 进行去重内置高效去重机制
存储方式对象存储(S3/GCS/OSS等)本地存储 + 可选远程存储
查询性能依赖对象存储,查询速度受限于存储系统读取本地磁盘,查询速度更快
集群部署需要多个组件协同工作单机高效,支持集群模式
资源占用需要运行多个组件,资源开销较大低资源占用,高压缩比
写入方式通过 Prometheus Remote Write 间接写入直接支持 Remote Write
数据压缩依赖 Prometheus 的存储格式原生高压缩率
运维复杂度组件较多,配置复杂部署简单,单进程运行

4. 适用场景 #

需求推荐使用
已有 Prometheus 部署,希望扩展长期存储和查询能力✅ Thanos
希望一个高效、独立的 TSDB 取代 Prometheus 存储✅ VictoriaMetrics
需要对象存储(S3/OSS)存储历史数据✅ Thanos
希望低资源占用、高性能查询✅ VictoriaMetrics
多 Prometheus 实例统一查询✅ Thanos
单实例高吞吐、高压缩比的存储✅ VictoriaMetrics

5. 总结 #

  • Thanos 适合扩展 Prometheus,增加高可用性、长时间存储和全局查询能力,适用于 多 Prometheus 实例的企业级监控
  • VictoriaMetrics 适合作为独立的 TSDB,提供高性能、低资源占用的时间序列存储,适用于 大规模数据存储和高效查询

如果你的 Prometheus 已经部署并希望扩展存储能力,Thanos 是更好的选择。如果你希望一个更高效、更易管理的时序数据库,VictoriaMetrics 更合适。

thanos sidecar和receive区别☆ #

Thanos Sidecar vs Thanos Receive 对比 #

Thanos Sidecar 和 Thanos Receive 都是 Thanos 生态中的组件,但它们的用途和工作方式不同,主要区别在于 数据写入方式存储目标。下面是它们的详细对比:


1. 主要用途 #

组件Thanos SidecarThanos Receive
作用连接 Prometheus,提供对象存储上传和查询能力直接接收 Prometheus Remote Write 数据,替代 Prometheus 存储
使用场景已有 Prometheus,想要扩展长期存储无本地 Prometheus,需要集中接收和存储数据
存储方式依赖本地 Prometheus 存储,定期上传到对象存储直接存储 TSDB 数据,并支持水平扩展
查询方式通过 thanos query 读取对象存储的数据通过 thanos query 直接查询 Receive 存储的数据

2. 架构对比 #

Thanos Sidecar #

  • 依附于 Prometheus

    ,作为一个附加组件运行,负责:

    • 提供 Prometheus 运行时数据 的查询 API(类似 Prometheus Query API)。
    • 定期将 Prometheus 的历史数据上传到对象存储(如 S3、GCS)。
    • 使 Thanos Query 可以同时查询多个 Prometheus 实例的数据。
  • 不会直接接收 Remote Write 数据,仍然依赖 Prometheus 进行采集和存储。

Thanos Receive #

  • 独立运行

    ,用于

    直接接收 Prometheus Remote Write 数据

    ,主要功能:

    • 作为 Prometheus 的替代存储,不需要本地 Prometheus 。
    • 适用于 多个 Prometheus 实例集中存储数据,提升可扩展性。
    • 多副本模式,适用于 HA 部署,通过 --receive.replication-factor 控制副本数。
    • 可以直接被 thanos query 组件查询,无需额外 Sidecar。

3. 详细功能对比 #

特性Thanos SidecarThanos Receive
是否依赖 Prometheus✅ 是,依附 Prometheus❌ 否,独立运行
是否支持 Prometheus Remote Write❌ 不支持✅ 直接支持
数据存储方式本地 Prometheus -> 对象存储(S3/GCS/OSS)直接存储 TSDB 数据(支持对象存储)
查询方式通过 Thanos Query 访问 Sidecar 提供的 Prometheus API通过 Thanos Query 直接查询
高可用性❌ 需要多个 Prometheus 实例才能高可用✅ 多实例+数据复制,天然支持高可用
适用场景需要长期存储,已有 Prometheus需要集中存储,多个 Prometheus 统一 Remote Write
写入模式Prometheus 本地存储数据,Sidecar 仅提供查询和存储上传直接作为 Remote Write 目标,存储 Prometheus 采集数据
适用场景适用于 Prometheus 本地存储扩展适用于 多集群 Remote Write 存储方案

4. 适用场景 #

需求推荐使用
已有 Prometheus,想扩展存储能力(对象存储)Thanos Sidecar
想用 Remote Write 代替 Prometheus 本地存储Thanos Receive
查询多个 Prometheus 实例的数据Thanos Sidecar(搭配 Thanos Query)
跨多个 Prometheus 统一存储数据,简化架构Thanos Receive
希望 Prometheus 只负责采集,不存储数据Thanos Receive

5. 选型建议 #

  • 如果你已经在用 Prometheus,并且只想增加长期存储(S3/GCS/OSS),那么 Thanos Sidecar 是更好的选择。
  • 如果你的 Prometheus 采集节点非常多,希望用 Remote Write 集中存储数据,或者希望 Prometheus 只负责数据采集,而存储和查询交给一个独立系统,那么 Thanos Receive 更适合。

最终选型取决于你的架构需求,如果是传统 Prometheus 方案扩展,Sidecar 够用;如果是大规模监控存储,Receive 更合适! 🚀

thanos rule组件和prometheus区别 #

Thanos Rule vs Prometheus:区别与对比 #

Thanos Rule 组件和 Prometheus 在规则评估(Rule Evaluation)方面有相似的功能,但它们在 存储方式适用场景查询方式 上存在较大差异。


1. 主要用途 #

组件Thanos RulePrometheus
作用远程评估规则,生成新的时间序列数据本地评估规则,生成新的时间序列数据
存储方式Remote Write 或对象存储(TSDB)本地存储 TSDB
查询方式通过 Thanos Query 访问存储的规则结果通过 PromQL 查询本地数据
高可用性✅ 通过多个实例 + HA 部署❌ 需要手动管理多个 Prometheus 实例
适用场景分布式监控,多集群规则评估单个 Prometheus 规则评估

2. 组件介绍 #

📌 Prometheus #

  • 主要职责
    • 采集时序数据,并存储在本地 TSDB
    • Rule 规则评估,将 PromQL 计算后的结果存储在本地 TSDB
    • 告警(Alerting)评估,并通过 Alertmanager 发送告警。
  • 缺点
    • 本地存储限制,历史数据无法长期存储(除非使用远程存储)。
    • 规则评估仅限本地,无法跨多个 Prometheus 实例。

📌 Thanos Rule #

  • 作用

    • 类似于 Prometheus Rules,但它是 独立的远程规则评估组件
    • 可以 从多个 Prometheus / Thanos Store 读取数据 进行规则评估。
    • 评估结果可以 写入对象存储Prometheus Remote Write
  • 关键特点

    • 规则评估脱离 Prometheus,可以跨多个 Prometheus 运行
    • 支持 HA 部署,多个 Thanos Rule 实例可以同时运行,不会重复写入数据。
    • 避免 Prometheus 单点问题,即使 Prometheus 实例宕机,Thanos Rule 仍能继续工作。

3. 详细功能对比 #

特性Thanos RulePrometheus
是否采集数据❌ 不采集数据✅ 采集数据
是否存储数据✅ 通过 Remote Write 或对象存储✅ 本地 TSDB
规则评估方式读取多个数据源,集中计算仅能评估本地数据
跨集群支持✅ 可以评估多个 Prometheus 数据❌ 仅限单个 Prometheus
HA(高可用性)✅ 多个实例可用,不影响评估❌ 单点故障,需手动管理多个 Prometheus
告警规则(Alerts)✅ 通过 Alertmanager 发送✅ 通过 Alertmanager 发送

4. 适用场景 #

需求推荐使用
只管理一个 Prometheus 实例,直接用规则计算Prometheus
希望跨多个 Prometheus 进行规则评估Thanos Rule
需要高可用的规则评估(HA 方案)Thanos Rule
希望把计算结果写入远程存储Thanos Rule
Prometheus 需要扩展长期存储Thanos Rule(搭配 Thanos Store)

5. 总结 #

  • Prometheus 适用于 单个实例 进行规则评估和告警,不适合分布式部署。
  • Thanos Rule 适用于 多个 Prometheus 统一评估规则,解决 Prometheus 规则计算的 HA 问题,并可将结果存储到远程存储或对象存储。

👉 如果是单个 Prometheus,直接用 Prometheus Rules 即可。 👉 如果是多个 Prometheus,并且希望跨集群评估规则,建议使用 Thanos Rule! 🚀

Prometheus告警从触发到收到通知延迟在哪 #

Prometheus 告警(Alerting)从触发到收到通知的整个流程可能会出现 延迟,主要涉及多个环节,包括 规则评估数据存储告警发送 等。以下是各个环节的可能延迟点和优化方案。


📌 Prometheus 告警流程 #

  1. 数据采集(Scrape)
    • Prometheus 定期从 Exporter 或应用程序端点拉取监控数据。
  2. 规则评估(Rule Evaluation)
    • Prometheus 根据 alerting rules 评估数据,决定是否触发告警。
  3. 告警触发(Alert Firing)
    • 满足告警条件的规则被标记为 firing(触发)。
  4. Alertmanager 处理
    • Prometheus 将告警推送给 Alertmanager,Alertmanager 进行分组、抑制、路由等处理。
  5. 通知发送
    • Alertmanager 通过 Webhook、邮件、Slack、钉钉等渠道发送告警。

📌 可能的延迟点 #

环节可能的延迟来源优化方案
数据采集(Scrape)- Prometheus 抓取间隔 (scrape_interval) 过长 - 目标 Exporter 响应慢或丢失数据- 调整 scrape_interval,确保足够频繁抓取数据 - 确保 Exporter 端点稳定
规则评估(Rule Evaluation)- evaluation_interval 过长 - PromQL 查询过于复杂,计算时间长- 调整 evaluation_interval,建议设为 15s~30s - 优化 PromQL,减少不必要的计算
告警触发(Alert Firing)- for 选项(持续时间)导致延迟 - Prometheus TSDB 存储查询效率低- 确保 for 时间合适,不要过长 - 增强存储性能(如 Thanos / VictoriaMetrics)
Prometheus -> Alertmanager- Prometheus 向 Alertmanager 发送告警批量处理有延迟- 确保 Prometheus 能够快速推送告警(查看 alert_relabel_configs
Alertmanager 处理- 告警分组 (group_wait) 时间过长 - 告警抑制 (inhibit_rules) 影响 - group_interval 影响后续通知- 调整 group_wait (建议 10s) - 避免 group_interval 过长
通知发送(Email/钉钉/Slack 等)- API 调用慢(如 Webhook 超时) - 第三方服务(如邮件、钉钉等)处理慢- 优化通知渠道(如使用更快的 Webhook 服务器) - 确保 Alertmanager 配置的通知方式高效

📌 如何优化 Prometheus 告警延迟? #

1. 调整 scrape_interval #

  • 默认情况下,Prometheus 可能每 60s 抓取一次数据(scrape_interval=60s)。

  • 这意味着告警可能最多延迟 1 分钟

  • 优化方案:

    scrape_configs:
      - job_name: "node_exporter"
        scrape_interval: 15s  # 抓取间隔缩短,提高告警实时性
    

2. 调整 evaluation_interval #

  • Prometheus 默认每 60s 评估一次告警规则(evaluation_interval=60s)。

  • 这样可能导致数据刷新慢,增加延迟。

  • 优化方案:

    evaluation_interval: 15s  # 规则评估时间缩短
    

3. 调整 for 参数 #

  • for
    

    参数用于避免短暂波动导致的误报,例如:

    - alert: InstanceDown
      expr: up == 0
      for: 2m  # 只有连续 2 分钟宕机才会触发告警
    
  • 如果 for: 5m,意味着即使 Prometheus 立即检测到问题,也要 等 5 分钟 才会上报告警。

  • 优化方案:如果业务不敏感,可以适当减少 for 时间,比如 for: 30s

4. 调整 Alertmanager 配置 #

  • Alertmanager 默认有 group_waitgroup_interval 机制,可能导致告警延迟。

  • 优化方案:

    route:
      group_wait: 10s  # 组内首个告警延迟 10s 发送
      group_interval: 30s  # 组内后续告警每 30s 发送一次
      repeat_interval: 3h  # 3 小时后重新发送相同的告警
    

5. 优化通知方式 #

  • Webhook 方式邮件钉钉机器人 更快。
  • 优化方案:
    • 尽量使用 直接的 Webhook,避免过多代理。
    • 避免 API 服务器超时,增加 Alertmanager 发送失败的重试机制。

📌 结论 #

Prometheus 告警从触发到收到通知的延迟,可能发生在多个环节:

  1. 数据采集间隔(scrape_interval)
  2. 规则评估频率(evaluation_interval)
  3. 告警触发延迟(for 参数)
  4. Alertmanager 分组/抑制机制(group_wait、group_interval)
  5. 通知方式的 API 延迟

🚀 优化建议 #

scrape_interval: 15s(提高数据采集频率) ✅ evaluation_interval: 15s(更快评估告警规则) ✅ for: 30s(减少告警延迟) ✅ group_wait: 10s + group_interval: 30s(优化 Alertmanager) ✅ 使用 Webhook 代替钉钉/邮件,提高告警推送速度


🔥 推荐优化后的示例配置 #

Prometheus 配置 #

global:
  scrape_interval: 15s  # 默认采集间隔
  evaluation_interval: 15s  # 规则评估间隔

rule_files:
  - "alert.rules.yml"

Alertmanager 配置 #

route:
  group_by: ['alertname']
  group_wait: 10s
  group_interval: 30s
  repeat_interval: 1h
  receiver: 'webhook'
receivers:
  - name: 'webhook'
    webhook_configs:
      - url: "http://webhook-server/alert"

这样可以 最大程度减少 Prometheus 告警延迟 🚀🚀🚀

告警抑制怎么做☆ #

Prometheus Alertmanager 中,告警抑制(Inhibition)用于阻止某些告警在特定情况下发送通知。通常用于减少重复告警,或者在更严重的告警发生时,屏蔽不重要的告警


📌 告警抑制的工作原理 #

  • 抑制规则(Inhibit Rules) 允许你定义 “A 告警存在时,B 告警就不会发送通知”
  • 例如:
    • 如果某个集群已 Down,就不要发送 InstanceDown 告警
    • 如果主数据库已崩溃,就不再发送单个 API 失败的告警
  • Alertmanager 只会对已接收到的告警进行抑制,不会影响 Prometheus 的告警触发。

📌 告警抑制规则配置 #

示例 1:屏蔽 InstanceDown 告警,若 ClusterDown 告警已触发 #

inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "ClusterDown"  # 当 "ClusterDown" 告警触发时
    target_match:
      alertname: "InstanceDown"  # 该告警会被抑制
    equal: ["cluster"]  # 必须匹配相同的 cluster 标签

📌 解释

  • 如果 ClusterDown 发生(整个集群宕机),则不会发送 InstanceDown(单个实例宕机)的告警,因为它们可能是相同的问题导致的。

示例 2:某个服务 APIHighLatency 时,屏蔽 APIErrorRate #

inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "APIHighLatency"  # API 响应慢
    target_match:
      alertname: "APIErrorRate"  # API 错误率升高
    equal: ["service"]  # 仅在相同服务名的情况下生效

📌 解释

  • API 响应变慢(APIHighLatency)可能会导致 API 失败(APIErrorRate,所以可以在延迟过高时屏蔽错误率告警。

📌 配置 Alertmanager.yml 规则 #

完整示例 #

route:
  group_by: ['alertname']
  group_wait: 10s
  group_interval: 30s
  repeat_interval: 1h
  receiver: 'default'

receivers:
  - name: 'default'
    webhook_configs:
      - url: "http://webhook-server/alert"

inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "ClusterDown"
    target_match:
      alertname: "InstanceDown"
    equal: ["cluster"]

  - source_match:
      alertname: "APIHighLatency"
    target_match:
      alertname: "APIErrorRate"
    equal: ["service"]

📌 如何测试告警抑制 #

  1. 触发 ClusterDown

    ALERT ClusterDown
      IF count(up == 0) > 5
      FOR 1m
    
  2. 触发 InstanceDown

    ALERT InstanceDown
      IF up == 0
      FOR 1m
    
  3. 查看 Alertmanager 界面

    • ClusterDown 触发,InstanceDown 将被抑制(不会发通知)
    • 在 Alertmanager 的 /alerts 页面,你可以看到 InstanceDown 状态变为 Suppressed(已抑制)。

📌 总结 #

告警抑制的作用

  • 减少 重复告警,避免告警风暴。
  • 让更严重的告警优先级更高,防止被无关告警干扰。

关键配置

  • source_match: 触发抑制的告警(优先级高)。
  • target_match: 被抑制的告警(优先级低)。
  • equal: 需要匹配的标签(如 clusterservice)。

💡 最终效果: 💥如果集群崩溃(ClusterDown)时,所有实例宕机告警(InstanceDown)都会被抑制,这样不会收到重复的实例告警。 🚀

Prometheus 告警抑制(Inhibition) #

告警抑制(Inhibition)用于屏蔽某些告警,防止高优先级的告警触发时,低优先级的告警同时触发,造成信息冗余或混乱。

例如:

  • 屏蔽“服务实例不可用”告警 (InstanceDown),当整个集群不可用时 (ClusterDown) 触发。
  • 屏蔽“磁盘使用率过高”告警 (DiskUsageHigh),当磁盘已满时 (DiskFull) 触发。

📌 配置告警抑制的步骤 #

告警抑制需要在 Alertmanager 中配置 inhibit_rules,其规则如下:

  • source_match:指定高优先级的告警(如果此告警触发,则屏蔽其他告警)。
  • target_match:指定低优先级的告警(当 source_match 触发时,该告警会被屏蔽)。
  • equal:需要匹配的标签,确保同一服务或同一实例的告警才会被抑制。

📌 示例:屏蔽 InstanceDown 告警 #

场景:

  • ClusterDown(整个集群宕机)触发时,不再单独告警 InstanceDown(单个实例不可用)。
  • 目标:避免同一事件重复发送多个告警,减少噪音。
yaml


复制编辑
inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "ClusterDown"  # 高优先级告警
    target_match:
      alertname: "InstanceDown"  # 低优先级告警
    equal: ["cluster"]  # 只抑制同一个 cluster 的告警

🔹 效果:当 ClusterDown 触发时,InstanceDown 告警不会发送。


📌 示例:屏蔽磁盘使用率高告警 #

场景:

  • DiskFull(磁盘已满)触发时,不再告警 DiskUsageHigh(磁盘使用率高)。
  • 目标:避免相同原因导致的多条告警,减少不必要的告警流量。
yaml


复制编辑
inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "DiskFull"  # 高级别告警
    target_match:
      alertname: "DiskUsageHigh"  # 低级别告警
    equal: ["instance", "device"]  # 只抑制相同 instance 和 device 的告警

🔹 效果:磁盘已满时,不会再收到磁盘使用率高的告警。


📌 示例:屏蔽 NodeDown(节点宕机)告警 #

场景:

  • NetworkDown(网络不可用)触发时,不再告警 NodeDown(节点宕机)。
  • 目标:避免误报,因为网络问题会导致所有节点的 NodeDown 告警。
yaml


复制编辑
inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "NetworkDown"
    target_match:
      alertname: "NodeDown"
    equal: ["datacenter"]

🔹 效果:当 NetworkDown 触发时,同一数据中心的 NodeDown 告警会被屏蔽。


📌 inhibit_rules 配置完整示例 #

yaml


复制编辑
route:
  receiver: "default"

inhibit_rules:
  - source_match:
      alertname: "ClusterDown"
    target_match:
      alertname: "InstanceDown"
    equal: ["cluster"]

  - source_match:
      alertname: "DiskFull"
    target_match:
      alertname: "DiskUsageHigh"
    equal: ["instance", "device"]

  - source_match:
      alertname: "NetworkDown"
    target_match:
      alertname: "NodeDown"
    equal: ["datacenter"]

📌 解释

  1. ClusterDown 触发时,不再触发 InstanceDown
  2. DiskFull 触发时,不再触发 DiskUsageHigh
  3. NetworkDown 触发时,不再触发 NodeDown

📌 如何测试告警抑制? #

方式 1:使用 amtool #

sh


复制编辑
amtool silence query  # 查看当前抑制的告警

方式 2:查看 Alertmanager UI #

  1. 访问 Alertmanager Web UI:

    cpp
    
    
    复制编辑
    http://<alertmanager-ip>:9093
    
  2. 进入 “Silences”(抑制) 页面,查看哪些告警被屏蔽。


📌 结论 #

告警抑制(Inhibition) 可以防止低优先级的告警重复触发,提高告警的准确性。 ✅ inhibit_rules 通过 source_match、target_match 和 equal 匹配规则,决定哪些告警需要被屏蔽。 ✅ 常见用例

  • 集群宕机时屏蔽单个实例告警
  • 磁盘满时屏蔽磁盘使用率高的告警
  • 网络不可用时屏蔽所有节点宕机的告警

这样可以减少告警噪音,提高运维效率 🚀🚀🚀!

告警架构高可用怎么做☆ #

Prometheus 告警系统高可用架构方案 #

Prometheus 的告警系统主要由 Prometheus + Alertmanager 组成,要保证其高可用(HA),需要解决以下问题:

  1. Prometheus 高可用(数据采集、存储的 HA)
  2. Alertmanager 高可用(告警处理、去重的 HA)
  3. 通知渠道高可用(Webhook、邮件、企业微信等)

📌 1. Prometheus 高可用 #

Prometheus 负责数据采集告警规则执行,要保证它的高可用,主要考虑:

  • 主备部署(热备)
  • 水平扩展(联邦集群)
  • 存储层高可用

🔹 方案 1:Prometheus 双实例(主备) #

  • 架构: 部署两台独立的 Prometheus 实例,监控相同的目标。
  • 优点: 简单易实现,适用于小型环境。
  • 缺点: 需要负载均衡或手动切换,存储不共享。
       ┌───────────┐
       │  Exporter │
       └────┬──────┘
  ┌────────▼────────┐   ┌───────────┐
  │ Prometheus (主)  │   │ Alertmanager │
  ├────────┬────────┘   └───────────┘
  │ Prometheus (备)  │
  └────────┴────────┘

如何做?

  1. 配置两个 Prometheus 实例,让它们都拉取相同的监控数据。
  2. 前端(如 Grafana)配置负载均衡,如果一个 Prometheus 宕机,使用另一个。

🔹 方案 2:Prometheus + Thanos/ VictoriaMetrics #

  • 架构: Prometheus 采集数据,Thanos/VictoriaMetrics 负责远程存储和 HA 查询。
  • 优点: 高可用、分布式存储、支持历史数据查询。
  • 缺点: 需要额外组件(Thanos/VictoriaMetrics)。
       ┌─────────────┐
       │   Exporter  │
       └─────┬───────┘
 ┌──────────▼──────────┐
 │    Prometheus-1     │
 ├──────────┬──────────┘
 │    Prometheus-2     │
 └──────────┴──────────┘
  ┌────────▼────────┐
  │ Thanos Query    │
  ├─────────────────┘
  │ Thanos Store    │
  └─────────────────┘

如何做?

  1. 部署多个 Prometheus 实例,采集相同数据。
  2. 使用 Thanos Query/VictoriaMetrics,让查询层能自动聚合多个 Prometheus 数据。

📌 2. Alertmanager 高可用 #

Alertmanager 负责告警的去重、分组、通知,如果单点故障,告警就可能丢失。

🔹 方案:Alertmanager 集群 #

  • 架构: 多个 Alertmanager 进程,通过 mesh 互相同步状态。
  • 优点: 互相同步,防止单点故障,告警不会丢失。
  • 缺点: 需要额外负载均衡。
       ┌────────────────┐
       │    Prometheus   │
       ├────────────────┘
       │  发送告警        │
       └────────▲───────┘
 ┌──────────────┴──────────────┐
 │   Alertmanager (实例 1)      │
 │   Alertmanager (实例 2)      │   (集群模式)
 │   Alertmanager (实例 3)      │
 └──────────────┬──────────────┘
        ┌──────▼──────┐
        │  Webhook    │
        │  邮件通知   │
        │  企业微信   │
        └────────────┘

如何做?

  1. 多个 Alertmanager 实例 通过 --cluster.peer=<other-instance> 互相同步。
  2. 负载均衡(如 Nginx/LB) 让 Prometheus 以 HA 方式访问 Alertmanager。
  3. 持久化存储 避免 Alertmanager 重启后丢失状态。

📌 3. 通知渠道高可用 #

如果通知方式不可用(例如 Webhook、邮件服务器宕机),可能导致告警丢失。

🔹 方案 1:多个通知通道 #

  • 配置

    多个通知通道

    ,例如:

    • 主要通知:邮件
    • 备用通知:企业微信
    • 紧急通知:短信
receivers:
  - name: "email"
    email_configs:
      - to: "admin@example.com"

  - name: "wechat"
    wechat_configs:
      - to: "DevOps_Group"

  - name: "sms"
    webhook_configs:
      - url: "http://sms-provider/api/send"

如何做?

  • 定义多个 receiver,并在 route 里配置故障转移逻辑。

🔹 方案 2:Webhook 高可用 #

  • 如果 Webhook 服务器崩溃,告警可能丢失。
  • 方案:
    • 使用 负载均衡(Nginx、HAProxy) 代理多个 Webhook 服务器。
    • 采用 Kafka/RabbitMQ 作为 Webhook 缓冲队列,防止瞬时流量过载。

📌 4. 全局高可用架构 #

最终的 Prometheus 告警高可用架构如下:

       ┌───────────────────┐
       │    Exporters      │
       └────────▲──────────┘
 ┌──────────────┴──────────────┐
 │  Prometheus (实例 1)         │
 │  Prometheus (实例 2)         │  (高可用)
 └──────────────┬──────────────┘
       ┌───────▼───────┐
       │ Thanos Query  │  (可选)
       └───────┬───────┘
 ┌────────────▼────────────┐
 │  Alertmanager (实例 1)   │
 │  Alertmanager (实例 2)   │  (集群)
 └────────────▲────────────┘
 ┌────────────▼────────────┐
 │  邮件 / 微信 / Webhook  │  (多通道)
 └────────────────────────┘

📌 结论 #

Prometheus 高可用

  • 方案 1:双实例主备
  • 方案 2:Thanos/VictoriaMetrics 分布式

Alertmanager 高可用

  • Alertmanager 集群,同步状态
  • 负载均衡(Nginx/LB)

通知渠道高可用

  • 多通道(邮件、微信、短信)
  • Webhook 负载均衡 + 消息队列(Kafka)

🚀 这样可以确保整个告警系统的高可用,避免单点故障!

Pod指标WSS和RSS区别☆ #

在 Kubernetes 或 Linux 系统中,RSS(Resident Set Size)WSS(Working Set Size) 是衡量 Pod 或进程内存使用的重要指标,它们有不同的含义和使用场景。


📌 RSS(Resident Set Size) #

  • RSS 是进程实际占用物理内存的大小,不包括交换(swap)出去的部分。
  • 它包括:
    • 私有匿名页(heap、stack 等)
    • 共享库的已加载部分
  • 不包括:
    • 未被访问的内存页
    • Swap 到磁盘的部分
    • 文件映射的未加载部分

适用场景

  • 观察 Pod 的实际物理内存占用,避免超出节点可用内存。
  • 用于 Kubernetes memory.usage 监控。

📌 示例:查看 Pod RSS

kubectl exec -it <pod-name> -- cat /proc/1/status | grep VmRSS

或者:

ps -o rss,vsz,pid,cmd | grep <process_name>

📌 WSS(Working Set Size) #

  • WSS 是进程在一段时间内频繁访问的内存大小
  • 只统计活跃的内存页,未访问的部分不算 WSS。
  • 包括:
    • 进程在短时间窗口内访问的页。
    • 可能会被频繁调入物理内存的部分。

适用场景

  • 评估进程实际需要的内存,避免过度分配或 OOM(Out of Memory)。
  • 用于 Kubernetes memory.working_set_bytes 指标。

📌 示例:使用 cgroup 监控 WSS

cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/burstable/pod*/memory.working_set_bytes

📌 WSS vs. RSS 总结 #

指标含义计算方式适用场景
RSS实际占用的物理内存VmRSS监控内存使用,避免超配
WSS频繁访问的内存memory.working_set_bytes估算应用实际需要的内存

📌 Kubernetes 相关 #

  • memory.usage_bytes ≈ RSS
  • memory.working_set_bytes ≈ WSS
  • 监控时,如果 RSS 远大于 WSS,说明有很多未使用的内存,可以优化资源分配。

🚀 总结

  • RSS = 进程实际占用的物理内存
  • WSS = 进程活跃访问的内存
  • WSS < RSS,因为 RSS 还包括未使用但驻留在物理内存中的部分。

监控四个黄金指标 #

监控的四个黄金指标(Four Golden Signals) 是 Google SRE(Site Reliability Engineering)实践中提出的核心监控原则,用于衡量系统的健康状况和性能。这四个指标分别是:Latency(延迟)、Traffic(流量)、Errors(错误)、Saturation(饱和度)


📌 1. Latency(延迟) #

定义:指请求从发出到收到响应的时间,包括:

  • 成功请求的延迟(成功响应时间)
  • 失败请求的延迟(错误响应时间)

监控方式

  • P99/P95/P50(百分位)延迟:
    • P99 延迟:最慢的 1% 请求的响应时间,代表最差用户体验
    • P95 延迟:最慢的 5% 请求
    • P50 延迟(中位数):一半请求的延迟情况
  • 区分正常请求和失败请求的延迟
  • 监控 HTTP/gRPC 响应时间

Prometheus 监控示例

histogram_quantile(0.99, rate(http_request_duration_seconds_bucket[5m]))

📌 2. Traffic(流量) #

定义:系统的请求速率或带宽使用情况,反映了负载。

监控方式

  • HTTP/gRPC 请求数:

    rate(http_requests_total[5m])
    
  • 吞吐量(TPS/QPS):

    • TPS(Transaction Per Second):事务处理速率
    • QPS(Query Per Second):查询速率
  • 带宽监控(流量大小):

    rate(node_network_receive_bytes_total[5m])
    

📌 3. Errors(错误率) #

定义:请求失败率或错误数,衡量系统的健康状况。

监控方式

  • HTTP 5xx 错误率

    rate(http_requests_total{status=~"5.."}[5m]) / rate(http_requests_total[5m])
    
  • gRPC 错误码分布

  • 应用级错误,如数据库查询失败

  • Kubernetes 事件、OOM(Out Of Memory)监控


📌 4. Saturation(饱和度) #

定义:系统资源的利用率,衡量瓶颈是否出现。

监控方式

  • CPU 利用率

    rate(node_cpu_seconds_total{mode="user"}[5m]) / sum(rate(node_cpu_seconds_total[5m]))
    
  • 内存使用率

    node_memory_Active_bytes / node_memory_MemTotal_bytes
    
  • 磁盘 I/O

    rate(node_disk_read_bytes_total[5m])
    
  • 网络带宽

    rate(node_network_transmit_bytes_total[5m])
    

📌 总结 #

指标解释监控方式
Latency(延迟)请求处理时间HTTP 响应时间、P99 延迟
Traffic(流量)请求量、带宽QPS、TPS、网络流量
Errors(错误率)失败请求占比HTTP 5xx、gRPC 错误率
Saturation(饱和度)资源利用率CPU、内存、磁盘 I/O

🚀 最佳实践

  • 结合 Prometheus + Grafana 进行可视化监控
  • 设定告警阈值,及时发现异常
  • 使用 百分位(P99/P95) 衡量用户体验
  • 结合 自动扩缩容(HPA/VPA) 进行优化

这些指标可以帮助 SRE/DevOps 工程师快速识别系统瓶颈,提升稳定性!💪

在大规模环境下,如何优化Prometheus性能 #

在大规模环境下,Prometheus 的性能优化非常重要,因为随着监控数据量的增加,Prometheus 可能会面临存储和查询延迟等问题。以下是一些常见的优化方法,可以帮助提升 Prometheus 的性能和可扩展性:

1. 分布式架构设计 #

在大规模环境中,单个 Prometheus 实例可能无法承载庞大的监控数据量。因此,采用分布式架构进行水平扩展是非常重要的。

  • 使用 Prometheus 高可用性架构:通过多个 Prometheus 实例来提高容错能力和扩展性。可以通过 Prometheus Federation(联邦)ThanosCortex 等工具来实现数据的聚合和跨集群查询。

  • Federation(联邦):Prometheus 的联邦模式允许你在多个 Prometheus 实例间聚合数据。主 Prometheus 实例从子实例中拉取部分数据,提供全局视图。

    scrape_configs:
      - job_name: 'federation'
        scrape_interval: 1m
        honor_labels: true
        static_configs:
          - targets:
            - 'prometheus-01:9090'
            - 'prometheus-02:9090'
    
  • Thanos 或 Cortex:它们是 Prometheus 的扩展系统,通过将数据分片和存储在外部对象存储中,提供更好的扩展性和长期存储。


2. 数据存储优化 #

存储是 Prometheus 性能瓶颈的关键因素之一。通过合理配置存储系统,可以有效提高 Prometheus 性能。

  • 调整 Retention 时间:减少数据保留时间,特别是在不需要存储历史数据时。例如,设置较短的 --storage.tsdb.retention.time 来控制保留的数据时间。

    --storage.tsdb.retention.time=15d
    
  • 调整 Block 大小:默认情况下,Prometheus 会将数据分为多个块(blocks),每个块默认大小为 2GB。你可以根据需求调整 --storage.tsdb.block-duration 参数,以增加或减少每个块的大小。

    --storage.tsdb.block-duration=2h
    
  • 使用 SSD 存储:将 Prometheus 数据存储放在 SSD 上可以显著提高查询性能,特别是在写入和查询负载较高的情况下。

  • 适当调整 WAL(Write-Ahead Log)设置:通过配置 Prometheus 的写前日志,可以减少磁盘 IO 操作的次数,提高写入性能。


3. 查询优化 #

对于大规模的环境,Prometheus 查询的效率至关重要。通过优化查询,减少高开销查询的次数,可以大大提高性能。

  • 避免高时间范围的查询:查询过长时间范围的数据会增加查询负载,应尽量避免一次性查询过多时间的数据。

  • 分片查询(Subqueries):通过分割复杂查询为多个较小的查询来避免性能瓶颈,分片查询可以减轻数据库负载。

  • 预计算和聚合:使用 Recording Rules 来提前计算和存储某些常见的聚合数据,以减少查询时的计算压力。

    rule_files:
      - "recording_rules.yml"
    
  • 查询缓存:使用 Prometheus Query Caching 来缓存热点查询的结果,避免重复计算。


4. 调整 Scrape 配置 #

Prometheus 的拉取频率和数据量也会影响性能。调整采集(scrape)配置,可以有效减少负载。

  • 减少 Scrape 频率:根据需求适当增加 scrape_interval,尤其是对于不需要实时更新的指标,可以设置较长的间隔时间。

    scrape_configs:
      - job_name: 'my_job'
        scrape_interval: 60s  # 默认为 15s
    
  • 使用采集过滤:通过过滤不需要的指标,减少 Prometheus 拉取的数据量。例如,可以通过 metric_relabel_configs 来排除不必要的指标。

    metric_relabel_configs:
      - source_labels: [__name__]
        regex: '.*_unused_metric'
        action: drop
    
  • 增加 Target 数量:在大规模环境下,确保 Prometheus 足够强大以处理多个 target 的数据拉取,可以通过 scrape_timeoutscrape_interval 配置来平衡拉取数据的速率。


5. 使用 External Storage #

对于长期存储需求较高的环境,可以将 Prometheus 数据存储迁移到外部存储系统,如 ThanosCortex 等,以减轻 Prometheus 的存储压力。

  • Thanos / Cortex:将 Prometheus 数据流式存储到外部对象存储(如 S3、GCS)中,并且提供查询和数据持久化功能。通过这种方式,Prometheus 仅需要处理当前的监控数据,减少存储负担。
  • Prometheus + InfluxDB:将长期存储的指标数据迁移到 InfluxDB 或其他时间序列数据库,以便 Prometheus 专注于短期内的指标查询。

6. 优化 Alerting 和 Rules #

Prometheus 中的告警规则和记录规则可能会带来性能压力。通过优化告警规则和减轻告警的计算负担,可以提高性能。

  • 优化 Alerting 规则:避免过于复杂的告警条件,减少不必要的计算。例如,避免每个时刻都触发的告警,可以设定更高的阈值。

  • 减少告警频率:使用 for 参数,避免因临时波动触发过多告警。

    - alert: HighErrorRate
      expr: rate(http_requests_total{status="500"}[5m]) > 0.05
      for: 10m  # 在 10 分钟内持续触发告警才有效
    

7. 高可用和负载均衡 #

在大规模部署中,确保 Prometheus 的高可用性非常重要。可以采用以下方案:

  • 使用多个 Prometheus 实例:分布式部署多个 Prometheus 实例,提高数据的采集能力。
  • 负载均衡:通过负载均衡器来分担 Prometheus 采集目标(targets)的负载。

总结: #

优化 Prometheus 性能时,要从存储、查询、采集配置等多个方面入手。针对大规模环境,采用分布式架构(如 Federation、Thanos 或 Cortex)、优化存储(SSD、Retain 设置)、合理配置查询和采集策略、使用外部存储等都可以有效提升性能。同时,监控系统的高可用性也是确保稳定运行的关键。

如何实现告警的自动化响应☆ #

实现告警的自动化响应是 DevOps 和 SRE(Site Reliability Engineering)实践中的一个重要组成部分,能够在问题发生时快速采取行动,减少手动干预和响应时间。以下是实现告警自动化响应的一些方法和最佳实践:

1. 使用 Prometheus + Alertmanager 配置告警自动化响应 #

Prometheus 与 Alertmanager 配合使用是最常见的告警系统。在告警触发后,Alertmanager 可以根据配置将告警发送到指定的接收器(如电子邮件、Slack、Webhook 等)。可以在告警通知中集成自动化响应流程。

步骤: #

  1. 设置 Prometheus 告警规则:首先,设置告警规则,用于检测异常情况。比如,当 CPU 使用率超过某个阈值时触发告警。

    groups:
    - name: example
      rules:
      - alert: HighCpuUsage
        expr: avg(rate(cpu_usage_seconds_total[1m])) by (instance) > 0.9
        for: 5m
        labels:
          severity: critical
        annotations:
          summary: "CPU usage is high on {{ $labels.instance }}"
    
  2. 配置 Alertmanager:配置 Alertmanager 来处理告警并将其发送到不同的通知渠道。告警可以触发 Slack、PagerDuty 或 Webhook 等自动化响应机制。

    route:
      group_by: ['alertname']
      receiver: 'slack'
    
    receivers:
    - name: 'slack'
      slack_configs:
        - api_url: 'https://slack.com/api/alerts'
          channel: '#alerts'
    
  3. Webhook 集成:为了实现告警的自动化响应,可以通过配置 Alertmanager 的 Webhook 接收器来触发自定义的自动化响应脚本或外部工具。

    receivers:
    - name: 'webhook-receiver'
      webhook_configs:
      - url: 'http://your-service.example.com/alert'
    
  4. 自动化响应:在告警触发时,Webhook 会通知指定的 URL。你可以编写一个 Web 服务来接收这些 Webhook 通知,并根据告警信息自动执行响应操作,例如:

    • 自动重启故障的 Pod 或服务
    • 调整负载均衡配置
    • 执行一组修复脚本

2. 集成自动化工具(如 Ansible、Terraform)进行响应 #

在一些情况下,可能需要执行更复杂的操作,如扩展基础设施或执行修复操作。可以使用工具如 AnsibleTerraform 来实现自动化响应。

步骤: #

  1. 配置告警触发 Webhook:将 Alertmanager 配置为触发 Webhook。

  2. 编写自动化响应脚本:创建一个接收告警 Webhook 的 HTTP 服务,解析告警信息,并根据不同的告警类型执行相应的自动化操作。例如,使用 Ansible 运行修复脚本或扩容命令。

    示例:

    import json
    import subprocess
    from flask import Flask, request
    
    app = Flask(__name__)
    
    @app.route('/alert', methods=['POST'])
    def alert():
        alert_data = json.loads(request.data)
        # 根据告警类型执行不同的操作
        if alert_data['alertname'] == 'HighCpuUsage':
            subprocess.call(["ansible-playbook", "fix-cpu-issue.yml"])
        elif alert_data['alertname'] == 'HighMemoryUsage':
            subprocess.call(["ansible-playbook", "fix-memory-issue.yml"])
        return 'OK', 200
    
    if __name__ == '__main__':
        app.run(debug=True, port=5000)
    
  3. 通过 Ansible 执行操作:在告警触发时,自动运行 Ansible Playbook 来修复问题。例如,重新启动服务或扩展容器副本:

    ---
    - name: Restart High CPU Service
      hosts: localhost
      tasks:
        - name: Restart Pod
          kubernetes.core.k8s:
            state: restarted
            name: my-service
            namespace: default
            kubeconfig: /path/to/kubeconfig
    
  4. 自动化扩容:在告警触发时,自动扩容应用服务,以应对更高的负载。可以使用 Terraform 来扩展基础设施资源,如 EC2 实例或 Kubernetes 节点。

    resource "aws_instance" "web" {
      ami = "ami-0c55b159cbfafe1f0"
      instance_type = "t2.micro"
    }
    

3. 集成 ChatOps 进行自动化响应 #

ChatOps 通过将操作自动化与聊天工具(如 Slack、Microsoft Teams)集成,使得告警响应更加迅速且可追踪。

步骤: #

  1. 集成 Slack 和 Prometheus Alertmanager:通过 Alertmanager 配置 Slack 作为告警接收器。

  2. 编写 ChatOps 命令:使用 Slack 的机器人(例如 HubotLita)来监听告警,并根据预设命令自动执行响应操作。用户可以直接在聊天中输入命令,触发自动化脚本执行修复操作。

    示例命令

    • /restart pod my-app:重启出现问题的 Pod
    • /scale up my-app:扩展应用副本数
  3. 执行自动化操作:通过与 ChatOps 机器人集成的自动化脚本执行基础设施操作,例如自动扩展资源、重启故障节点等。

4. 使用 Kubernetes Operator 进行自动化修复 #

Kubernetes Operator 是一种管理 Kubernetes 资源的模式,可以自动响应应用程序的故障。

步骤: #

  1. 创建自定义 Operator:开发一个自定义的 Operator,用于监控 Prometheus 告警并自动响应。Operator 监听特定的指标或告警,当某个阈值被触发时,自动采取行动。

  2. 自动修复应用:例如,在某些指标超过阈值时,Operator 可以自动重启 Pod,或者增加副本数量,进行资源调度。

    示例:

    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: my-app
    spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchLabels:
          app: my-app
      template:
        metadata:
          labels:
            app: my-app
        spec:
          containers:
          - name: my-app
            image: my-app:latest
    

5. 使用 PagerDuty、OpsGenie 等工具的自动化响应 #

PagerDuty 和 OpsGenie 是常用的告警响应工具,可以配置自动化响应策略,如自动重启服务、扩容等。

步骤: #

  1. 集成告警通知:配置 Prometheus 或其他监控工具将告警发送到 PagerDuty、OpsGenie 等工具。
  2. 自动化响应配置:这些工具支持通过 API 或自动化规则触发响应。可以配置自动创建事件并根据告警类型自动执行操作,如发送确认、执行故障修复等。

总结: #

实现告警的自动化响应需要根据不同的需求和工具链来设计。常见的方法包括:

  • 使用 Prometheus + Alertmanager 配置告警并集成 Webhook、Ansible、Terraform 等自动化工具。
  • 通过 ChatOps 将告警响应与聊天工具集成。
  • 使用 Kubernetes Operator 进行自定义的自动化修复。
  • 使用告警管理工具(如 PagerDutyOpsGenie)来响应告警。

自动化响应不仅能够提高运维效率,还能确保在发生故障时迅速做出反应,减少业务影响。

Prometheus数据压缩和持久化实现原理 #

Prometheus 是一个开源的监控系统,能够通过时序数据的方式进行数据采集、存储和查询。在 Prometheus 中,数据压缩和持久化是两个关键的设计问题,保证了系统能够高效地存储大量的时序数据。

1. Prometheus 数据存储架构 #

Prometheus 主要使用本地磁盘存储时序数据,并且在存储和压缩数据时采用了一些技术来确保其性能和可扩展性。其数据存储分为以下几个部分:

  • Time Series Database(TSDB):Prometheus 使用时序数据库存储时序数据。每个时间序列由一个唯一的标识符(即指标名称和标签组合)和一系列时间戳与数值对组成。
  • 块(Blocks):Prometheus 的存储采用了块(Block)的方式,将数据按时间分块存储,每个块通常保存一个时间段的数据(例如两小时的数据)。块存储是压缩存储和持久化的基础。

2. 数据存储与持久化原理 #

2.1. 数据模型 #

在 Prometheus 中,数据以时间序列(Time Series)的形式进行存储。每个时间序列由以下几个部分组成:

  • Metric Name(指标名):唯一标识一个时间序列的名称。
  • Labels(标签):用于标识该时间序列的额外维度(如 instancejob 等),标签是一个键值对(Key-Value),例如 job="node_exporter"
  • Timestamp(时间戳):时间戳指示该数据点的时间,Prometheus 中的数据精度为毫秒级。
  • Value(值):每个时间戳对应的度量值。

2.2. 数据写入过程 #

当 Prometheus 从目标端点抓取数据时,数据会按照时间序列的形式进行存储。每个时间序列的每个数据点都会包含一个时间戳和相应的数值。这些数据会被按块进行存储。

Prometheus 采用 时间分区(Time Partitioning)块文件(Block Files) 方式进行存储。数据会被分为多个 块(Block),每个块包含一定时间范围(如两个小时或更长时间)的数据。

2.3. 块存储结构 #

Prometheus 存储的每个块(Block)都有一个固定的时间跨度,通常为 2小时。每个块都包含以下信息:

  • 索引文件:记录了时间序列的元数据,例如标签和指标信息。
  • 数据文件:存储了每个时间序列的实际数据点,数据点按时间顺序排列。
  • 压缩文件:Prometheus 会对数据进行压缩,以减小存储空间。

每个块在磁盘上表现为一个目录,包含多个压缩后的数据文件(如 .tsdb 文件)。这些块会按时间顺序依次存储,并且在一段时间后进行合并。

2.4. 数据压缩 #

Prometheus 通过 WAL(Write Ahead Log)TSDB(Time Series Database) 数据结构来实现高效的压缩和持久化。

  • WAL(Write-Ahead Log):在写入数据时,Prometheus 会先将数据写入 WAL 文件,确保数据不丢失。WAL 文件通常存储在磁盘上,当达到一定的大小后,会将 WAL 中的数据合并到 TSDB 的块中。
  • TSDB 数据结构:TSDB 是 Prometheus 的核心数据存储引擎,它将时间序列数据按块(Block)存储,并使用一种基于 LZ4 压缩算法 的方法对时间序列数据进行压缩。每个数据块会按照一定的时间间隔(如 2 小时)来创建,并且每个数据块会进行压缩存储。压缩后的数据占用的磁盘空间远小于原始数据。

Prometheus 使用 chunk encoding(块编码)对时间序列数据进行存储和压缩,具体方法包括:

  • Delta Encoding(增量编码):通过记录相邻两个值之间的差异来减少存储空间。
  • Run-Length Encoding (RLE):对连续相同的值进行编码,以节省存储。
  • LZ4 Compression:在块级别上使用 LZ4 压缩算法对数据进行压缩。

2.5. 数据块合并 #

Prometheus 会定期进行块的合并(Compaction)操作。块合并的目的是减少存储占用和提高查询效率。合并过程会把小的时间段合并成一个大的时间段,压缩率进一步提高,同时减少了存储碎片。

Prometheus 会定期清理过期数据,可以通过 --storage.tsdb.retention.time 参数来配置数据的保留时间。

3. 数据压缩与持久化的实现原理总结 #

  • 时间序列数据结构:Prometheus 存储时序数据时,每个时间序列有唯一的标签组合和数值。
  • 块存储机制:数据按时间切分成多个块,每个块存储一定时间段的数据,通常为 2 小时。
  • 压缩算法:使用增量编码(Delta Encoding)、游程长度编码(Run-Length Encoding)以及 LZ4 压缩算法对数据进行压缩,减少存储空间。
  • 合并与清理:定期合并小的块并清理过期数据,确保存储空间的高效利用。
  • WAL 日志:写操作首先记录到 WAL,确保数据不会丢失,然后再写入 TSDB 块中。

4. 持久化存储 #

Prometheus 的数据持久化是基于本地磁盘的,数据会以块的形式进行存储,并且会进行定期的压缩和合并。数据的持久化时间可以通过配置文件进行设置。通常,Prometheus 的存储引擎是有限制的,适合中小型监控集群。

对于大规模环境,可能需要使用外部存储系统(如 ThanosCortex)来实现分布式存储和长期持久化。

kubectl top输出与Linux free命令不一致原因☆ #

kubectl top 和 Linux free 命令在输出上可能会有所不同,主要原因在于它们获取和显示的资源数据来源、计算方式和覆盖范围不同。具体来说:

1. 数据来源的差异 #

  • kubectl top:
    • kubectl top 是 Kubernetes 的监控命令,主要通过 metrics-serverPrometheus 等监控工具提供集群的资源使用情况。它显示的是每个 Pod、节点、容器等在 Kubernetes 集群中的资源使用情况(如 CPU、内存等)。
    • CPU 使用情况 是基于 Kubernetes 中的容器实际请求和分配的资源数据。
    • 内存使用情况 是基于容器在运行时的实际内存使用量(容器分配的内存可能不完全等于其实际使用的内存)。
  • free 命令:
    • free 是 Linux 系统的标准命令,用于显示操作系统层面的内存使用情况。它显示的是整个操作系统级别的内存使用状态,包括系统内存(RAM)、交换内存(Swap)等。
    • free 命令报告的是整个机器上的物理内存和虚拟内存的使用情况,而不考虑容器或 Kubernetes 环境中的资源隔离。

2. 资源的计算方式 #

  • kubectl top:

    • CPUkubectl top 显示的是容器实际消耗的 CPU 资源,通常以 millicores(mCPU)为单位(例如 500m 表示 0.5 核)。
    • 内存:它显示的是容器实际使用的内存量,不包括系统内存中的缓存和缓冲区。容器的内存消耗可能与它所请求的内存有所不同。
  • free 命令

    • 物理内存:

      free
      

      显示的是操作系统级别的内存使用情况,通常会报告

      used
      

      free
      

      buffers
      

      cached
      

      等字段。

      • used:已使用的内存,包括系统缓存和缓冲区的内存。
      • free:空闲的内存。
      • buffers/cache:用于缓存文件和 I/O 操作的内存。
    • 交换空间(Swap)free 还显示了交换空间的使用情况,这与容器的内存使用无关。

3. 资源隔离和容器化 #

在 Kubernetes 环境中,容器的资源限制是与主机系统资源进行隔离的。每个容器(或 Pod)可以有自己的 CPU、内存限制和请求。kubectl top 是基于这些限制和容器实际消耗的资源来报告的。

free 命令显示的是整个系统级别的内存使用情况,不会区分容器之间的资源消耗。所以,kubectl top 中显示的内存和 CPU 使用量是基于容器内的使用情况,而 free 命令显示的是操作系统层面的资源使用,不区分容器之间的使用。

4. 汇总与显示的不同 #

  • kubectl top:是以 Pod、Node 或 Container 为单位显示资源使用情况。如果你查询的是 Pod 的资源使用情况,它将报告该 Pod 内所有容器的资源使用合计值,而这些容器的实际资源消耗和内存使用量是通过 Kubernetes 的监控组件(如 metrics-server)来汇报的。
  • free 命令:显示的是整个操作系统(包括主机、所有容器和所有进程)的内存使用情况,它的输出包括操作系统级别的内存总量和已使用、空闲、缓存等的详细情况。

总结 #

kubectl topfree 命令显示的数据来源和计算方式不同:

  • kubectl top 主要显示 Kubernetes 环境下的资源使用情况,依据容器的资源消耗。
  • free 显示的是 Linux 系统层级的内存情况,包括操作系统的所有内存使用情况、缓存、缓冲区等。

因此,kubectl topfree 输出不一致是因为它们的数据来源不同、计算方式不同以及所显示的资源范围不同。

用到了哪些exporter,功能是什么在 Prometheus 监控中,Exporter 是一个重要的组件,它用于从不同的应用或系统中收集指标,并将这些指标以 Prometheus 能够理解的格式暴露出来。以下是一些常用的 Prometheus Exporter 及其功能: #

1. Node Exporter #

  • 功能:用于收集操作系统级别的硬件和操作系统指标,涵盖 CPU、内存、磁盘、网络等基本资源的使用情况。

  • 监控内容

    • CPU 使用率
    • 内存使用情况
    • 磁盘使用情况(包括 I/O 速率、磁盘空间等)
    • 网络流量
    • 系统负载
  • 适用场景:监控 Linux/Unix 系统的资源使用情况。

2. kube-state-metrics #

  • 功能:用于从 Kubernetes 集群中收集关于 Kubernetes 资源的状态指标。不同于 Node Exporter 采集操作系统的指标,kube-state-metrics 采集的是 Kubernetes 资源(如 Pod、Deployment、ReplicaSet、StatefulSet、Node 等)的状态信息。

  • 监控内容

    • Pod 状态(运行、待启动、失败等)
    • Deployment 和 ReplicaSet 的副本数
    • 节点状态(Ready、NotReady)
    • 资源请求与限制
  • 适用场景:监控 Kubernetes 集群的资源状态和健康状况。

3. cAdvisor #

  • 功能:用于收集 Docker 容器的资源使用情况,提供 CPU、内存、磁盘 I/O、网络使用等容器级别的指标。

  • 监控内容

    • 每个 Docker 容器的 CPU、内存使用情况
    • 容器的网络流量
    • 容器的磁盘 I/O
    • 容器的生命周期事件(启动、停止等)
  • 适用场景:监控 Docker 容器的资源消耗和性能。

4. Blackbox Exporter #

  • 功能:用于通过黑盒方式(模拟用户行为)检查服务的可用性和响应时间。它支持 HTTP、HTTPS、DNS、TCP 等协议的健康检查。

  • 监控内容

    • HTTP/HTTPS 状态码监控
    • DNS 查询响应时间
    • TCP 端口的可达性
  • 适用场景:检测外部服务的可用性,检查网站或其他网络服务的健康状态。

5. MySQL Exporter #

  • 功能:专门用于收集 MySQL 数据库的指标,监控 MySQL 数据库的性能和健康状况。

  • 监控内容

    • 数据库的查询性能
    • 慢查询日志
    • 数据库的连接数
    • 数据库的缓存使用
    • 磁盘 I/O 等
  • 适用场景:监控 MySQL 数据库的性能,帮助诊断数据库性能瓶颈。

6. PostgreSQL Exporter #

  • 功能:用于从 PostgreSQL 数据库中收集指标,类似于 MySQL Exporter,但专为 PostgreSQL 定制。

  • 监控内容

    • 数据库的连接数
    • 缓存和缓存命中率
    • 活跃查询数量
    • 数据库大小
  • 适用场景:监控 PostgreSQL 数据库的性能和健康。

7. JMX Exporter #

  • 功能:用于从 Java 应用中收集 JMX(Java Management Extensions)暴露的指标,适用于基于 Java 的应用,如 Kafka、Tomcat、JVM 等。

  • 监控内容

    • JVM 内存使用情况
    • 垃圾回收统计
    • 线程池使用情况
    • Kafka、Tomcat 等 Java 服务的性能指标
  • 适用场景:监控 Java 应用和 JVM 的性能,尤其是在大规模生产环境中。

8. Redis Exporter #

  • 功能:用于监控 Redis 数据库的性能和健康。

  • 监控内容

    • Redis 内存使用
    • 命中率
    • 锁和连接
    • 键空间使用情况
  • 适用场景:监控 Redis 数据库的性能,确保 Redis 运行健康。

9. MongoDB Exporter #

  • 功能:用于监控 MongoDB 数据库的性能和状态。

  • 监控内容

    • 数据库的连接数
    • 查询性能
    • 内存使用情况
    • 复制集状态
  • 适用场景:监控 MongoDB 数据库,诊断数据库性能问题。

10. Elasticsearch Exporter #

  • 功能:用于从 Elasticsearch 集群中收集指标,监控 Elasticsearch 的健康和性能。

  • 监控内容

    • 集群的健康状态
    • 节点和索引的性能
    • 文档数、查询性能等
  • 适用场景:监控 Elasticsearch 集群,确保其高效运行。

11. Nginx Exporter #

  • 功能:用于从 Nginx 服务器收集指标,帮助监控 Nginx 的性能。

  • 监控内容

    • Nginx 请求和响应数
    • Nginx 错误日志
    • Nginx 的连接数
  • 适用场景:监控 Nginx 的负载和性能,诊断问题。

12. Kafka Exporter #

  • 功能:用于监控 Kafka 集群的健康和性能。

  • 监控内容

    • 消费者组和主题的偏移量
    • 请求和响应延迟
    • 磁盘和内存使用
  • 适用场景:监控 Kafka 集群的健康状况,确保消息传递的高效性。

总结#

这些 Exporter 的共同目标是将各个系统、服务或应用的性能指标暴露给 Prometheus,以便对其进行监控和告警。通过合适的 Exporter,我们可以详细了解每个服务或系统的运行状态、资源使用情况和潜在问题,帮助运维人员做出及时响应和优化决策。

是否自己开发过exporter☆ #

是的,我有开发过自定义 Exporter 的经验。在某些场景下,现有的 Prometheus Exporter 可能无法满足特定的监控需求,这时就需要开发一个自定义 Exporter 来暴露特定服务或应用的指标。

自定义 Exporter 开发的一般步骤: #

  1. 选择语言和框架:常见的开发语言有 Go、Python、Java 等。Go 是官方推荐的语言,因为 Prometheus 本身就是用 Go 编写的,并且提供了官方的客户端库(prometheus/client_golang)。
  2. 创建指标
    • 使用 Prometheus 的客户端库来定义所需的指标(例如,计数器、直方图、摘要等)。
    • 通过 Prometheus 提供的 http.Handler 向 Prometheus 暴露这些指标。
  3. 收集数据
    • 通过代码收集系统或应用的特定数据(如应用的健康状态、性能指标等)。这通常涉及访问 API、日志文件或数据库等。
  4. 启动 HTTP 服务器
    • 启动一个 HTTP 服务器,并监听 Prometheus 进行指标抓取的端口。
  5. 定期更新指标
    • 可以通过定时任务(如 time.Ticker)定期更新或重新抓取需要监控的数据。

示例:用 Go 开发一个简单的自定义 Exporter #

这是一个简单的 Go 语言示例,创建了一个自定义的 Exporter 来监控一个假设的服务。

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/prometheus/client_golang/prometheus"
	"github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp"
	"net/http"
	"time"
)

// 创建一个自定义的指标
var (
	upGauge = prometheus.NewGaugeVec(
		prometheus.GaugeOpts{
			Name: "my_service_up",
			Help: "Indicates whether my service is up (1) or down (0).",
		},
		[]string{"service_name"},
	)
)

func init() {
	// 注册自定义指标
	prometheus.MustRegister(upGauge)
}

func recordMetrics() {
	// 模拟服务状态更新
	go func() {
		for {
			upGauge.WithLabelValues("my_service").Set(1) // 服务状态为 up
			time.Sleep(5 * time.Second)
			upGauge.WithLabelValues("my_service").Set(0) // 服务状态为 down
			time.Sleep(5 * time.Second)
		}
	}()
}

func main() {
	// 启动一个 HTTP 服务,暴露 Prometheus 的指标
	http.Handle("/metrics", promhttp.Handler())

	// 开启服务状态的模拟
	recordMetrics()

	// 启动 HTTP 服务器
	fmt.Println("Starting custom exporter on :8080")
	http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

关键点: #

  • upGauge 是一个自定义的 GaugeVec 类型指标,用来表示服务是否可用。
  • recordMetrics 函数模拟每 5 秒更新一次服务状态:服务处于 “up” 或 “down” 状态。
  • /metrics 路径用于暴露 Prometheus 所需的指标。

开发过程中可能遇到的挑战: #

  1. 数据源的访问问题:在自定义 Exporter 中,数据的收集源可能是数据库、API 或其他外部系统,访问这些数据源可能需要额外的权限或安全配置。
  2. 性能问题:当需要频繁收集大量数据时,确保 Exporter 性能高效是非常重要的,否则可能对被监控服务造成影响。
  3. 监控指标设计:设计好的指标对于后续的监控和告警非常关键,要确保指标具有可理解性、足够的细粒度,且符合 Prometheus 的最佳实践。

开发自定义 Exporter 的关键是根据具体需求暴露合适的指标,并确保能够高效、稳定地运行。

target down的情况如何进行故障排除? #

当 Prometheus 报告某个 target down(目标不可达)时,意味着 Prometheus 无法从该目标抓取到数据。这种情况的故障排除可以通过以下几个步骤进行:

1. 检查 Prometheus 日志 #

  • 查看 Prometheus 的日志文件,以便识别是否有任何网络错误、身份验证失败或超时等信息。
  • 日志中通常会给出详细的错误信息,例如:
    • “connection refused”(拒绝连接)
    • “timeout”(超时)
    • “authentication failure”(认证失败)

2. 检查网络连接 #

  • Ping 目标服务

    :首先确认 Prometheus 是否能够通过网络连接到目标机器或服务。使用

    ping
    

    telnet
    

    测试与目标端口的连接。

    ping <target_host>
    telnet <target_host> <target_port>
    
  • 防火墙和网络策略:确保 Prometheus 服务器与目标服务之间没有防火墙规则或网络策略阻止通信。检查防火墙设置,确保相应端口(通常是 80/443 或 Prometheus 的抓取端口)是开放的。

3. 检查目标服务状态 #

  • 如果目标服务是一个 Web 服务或应用程序,确保它正在运行并且能够正常响应请求。

    • Web 服务

      :可以直接在浏览器中或使用

      curl
      

      请求目标服务的

      /metrics
      

      端点:

      curl http://<target_host>:<port>/metrics
      
    • 服务健康检查:如果目标服务提供健康检查 API,先检查健康状态是否正常。

4. 检查目标端点的配置 #

  • 确保 Prometheus 配置文件中的抓取端点是正确的,特别是 URL 和端口。如果 URL 或端口配置错误,Prometheus 将无法抓取数据。
  • 检查 scrape_configs 部分,确保目标服务的地址和端口正确,并且没有拼写错误或格式问题。

5. 目标服务的负载问题 #

  • 如果目标服务在高负载下,可能会导致响应时间过长,从而导致 Prometheus 无法及时抓取数据。检查目标服务的负载和性能指标(如 CPU、内存使用率等),并进行优化。
  • 资源不足:检查目标机器的资源使用情况(例如 CPU、内存、磁盘 I/O),如果负载过高,可能会导致响应超时或服务中断。

6. 身份验证问题 #

  • 如果目标服务需要身份验证(如 HTTP 基本认证、OAuth 等),确保 Prometheus 配置文件中正确设置了身份验证信息。
  • 在 Prometheus 配置文件的 scrape_configs 部分中,检查是否需要添加身份验证的 basic_authbearer_token 等参数。

7. 检查 Prometheus 配置文件 #

  • 确保 scrape_interval 配置合理。如果抓取间隔太短,目标可能无法及时响应,导致抓取失败。适当增大抓取间隔,以避免过度的压力。
  • 还要检查是否设置了 scrape_timeout,如果目标响应超时,可能会导致 target down

8. 查看 Prometheus 目标状态 #

  • 在 Prometheus 的 Web UI 中,访问 Status -> Targets 页面,查看目标的状态、最后一次抓取的时间和任何错误信息。
  • 目标页面通常会显示一些详细的错误信息,帮助你进一步诊断问题。例如,是否存在 “http_errors” 或 “timeouts”。

9. 重启 Prometheus #

  • 如果所有设置看起来都正确,但 Prometheus 仍然无法连接到目标服务,可以尝试重启 Prometheus。这有时可以解决与网络连接或服务状态相关的临时问题。

10. 目标端服务日志 #

  • 查看目标服务的日志文件,检查是否有任何与 Prometheus 抓取相关的错误或警告信息。
  • 如果目标服务暴露在容器或虚拟机中,确保该容器或虚拟机运行正常且没有资源瓶颈。

故障排除示例: #

假设 Prometheus 显示一个目标为 down,你可以通过以下步骤进行排查:

  1. 在 Prometheus UI 中查看目标的详细信息,发现错误信息为 connection refused
  2. 使用 telnet 测试与目标端口的连接,发现连接不上。
  3. 检查目标服务的状态,发现目标服务未启动,尝试重启目标服务。
  4. 再次查看 Prometheus UI,发现目标状态变为 up,问题解决。

总结 #

解决 target down 问题通常涉及以下几个方面的检查:

  1. 网络连接和防火墙。
  2. 目标服务的可用性。
  3. Prometheus 配置和抓取端点。
  4. 目标服务的负载和身份验证。

通过有序的排查,你应该能够找出并解决目标服务无法抓取的根本原因。

Exporter 停止工作,如何监控? #

监控 Exporter 停止工作是确保系统可靠性和健康的关键步骤。Exporter 停止工作时,Prometheus 无法抓取指标,这会影响你的监控和报警系统。因此,监控 Exporter 本身的健康状态也是至关重要的。以下是一些监控 Exporter 停止工作的方法:

1. Prometheus 自身的监控 #

  • Target 状态

    :Prometheus 会在 Web UI 上显示抓取目标的健康状态。你可以监控

    Prometheus Targets

    页面的

    last scrape
    

    时间,看看目标是否仍然处于正常抓取状态。

    • 通过 Status -> Targets 页面,你可以查看每个目标的最后抓取时间、抓取状态以及相关的错误信息。通过监控这些信息,可以确保 Exporter 是否正常工作。
  • Prometheus 任务失败报警

    :Prometheus 可以设置报警规则,当某个 Exporter 长时间没有抓取到数据时发出报警。例如,

    up
    

    指标为 0 表示目标不可达,可以设置告警规则。

    groups:
      - name: exporters
        rules:
          - alert: ExporterDown
            expr: up{job="your_exporter_job"} == 0
            for: 5m
            labels:
              severity: critical
            annotations:
              summary: "Exporter is down for more than 5 minutes"
              description: "The exporter for {{ $labels.instance }} is not reachable for the last 5 minutes."
    

    这种方式可以确保在 Exporter 停止工作时及时通知你。

2. Exporter 的健康检查 #

  • HTTP 健康检查端点:如果你的 Exporter 支持健康检查端点(如 /health/metrics),你可以通过 Prometheus 或其他监控工具定期检查该端点的响应状态。

  • 自定义 Exporter 健康指标

    :许多 Exporter 提供了健康状态或内部指标,如

    up
    

    health
    

    status
    

    等。如果没有,可以考虑自定义实现,暴露一个指标来显示 Exporter 是否正常工作。例如:

    # 在你的 Exporter 中加入 /metrics 端点监控服务状态
    # 例如:up{job="my_exporter"} 1
    

    Prometheus 可以抓取并在不正常时报警。

3. Exporter 进程监控 #

  • 进程监控:使用 node_exporterprometheus-node-exporter 来监控 Exporter 的进程状态。你可以查看进程是否仍在运行,并监控 Exporter 的资源使用情况(CPU、内存、磁盘等)。

  • Linux 进程监控

    :你可以使用

    ps
    

    top
    

    systemd
    

    等工具查看 Exporter 进程是否正常运行。比如:

    ps aux | grep <exporter_name>
    

    如果进程停止,你可以设置自动重启进程的机制(如 systemd 自动重启)。

4. 外部服务监控 #

  • 容器化 Exporter

    :如果 Exporter 运行在容器中,可以使用容器监控工具(如 Kubernetes 或 Docker)来监控容器的健康状态。

    • 在 Kubernetes 中,你可以配置健康检查(liveness 和 readiness probe)来检查 Exporter 是否可用。这样,当 Exporter 停止时,Kubernetes 会自动重启容器。
    • 在 Docker 中,你可以设置容器的健康检查,监控容器内的服务状态。
    docker inspect --format '{{json .State.Health}}' <container_id>
    

5. 日志监控 #

  • Exporter 日志:很多 Exporter 都有日志输出,监控日志是排查问题的好方法。通过 log shipper(如 FluentdLogstashFilebeat 等)将日志收集到 ELK 或其他日志管理系统中,检测是否存在错误或崩溃的日志。
  • 错误日志分析:当 Exporter 停止工作时,通常会有相关错误日志。可以通过分析日志内容来发现故障的根本原因。

6. 自动化修复措施 #

  • 自动重启 Exporter

    :如果 Exporter 停止工作,可以配置自动重启机制。通过

    systemd

    Supervisor

    等工具,确保 Exporter 在停止后能够自动重启。

    • 在 systemd 中,你可以配置如下:

      [Unit]
      Description=Exporter
      
      [Service]
      ExecStart=/path/to/exporter
      Restart=always
      RestartSec=3
      
      [Install]
      WantedBy=multi-user.target
      
    • 通过设置 Restart=always,可以确保 Exporter 在任何意外停止后被自动重启。

7. 外部监控工具 #

  • 黑盒监控:你还可以使用外部监控工具(如 PingdomUptimeRobot)对 Exporter 的 /metrics 端点进行黑盒监控,确保服务是可达的。
  • Alertmanager 集成:通过 Prometheus 的 Alertmanager 集成,可以设置复杂的报警规则,进行多渠道通知(如 Slack、邮件、短信等),确保在 Exporter 停止工作时能够及时通知运维人员。

8. 分析指标丢失 #

  • 如果 Exporter 停止工作,Prometheus 会在抓取该目标时丢失指标。通过监控 Prometheus 的 scrape_latencyscrape_errors 指标,可以分析抓取时的延迟和错误,发现 Exporter 是否有问题。

总结 #

监控 Exporter 停止工作主要是确保其 可达性健康状态进程运行状态,并通过 Prometheus、外部工具以及日志监控等手段确保及时发现问题并进行自动恢复。通过配置合理的告警机制,当 Exporter 停止工作时,能够及时采取应对措施,确保监控系统的高可用性。

Prometheus的拉取模式与zabbix推送模式有何区别?各有什么优缺点? #

Prometheus 的拉取模式(Pull Model)和 Zabbix 的推送模式(Push Model)在数据收集和监控架构上有很大的区别。以下是这两种模式的比较,包括它们的优缺点:

1. Prometheus 拉取模式(Pull Model) #

原理:Prometheus 作为监控系统,定期主动从被监控的目标(如应用程序、数据库、服务器等)中拉取(scrape)指标数据。

工作方式

  • Prometheus 配置了多个 targets(目标),每个目标都有一个暴露 /metrics 端点(通常是 HTTP)。
  • Prometheus 定期访问这些端点拉取数据。
  • 拉取数据的间隔、超时等都可以在 Prometheus 配置文件中进行配置。

优点

  • 去中心化管理:Prometheus 主动从多个目标拉取数据,不需要在被监控的系统上安装任何推送的客户端或服务。
  • 无客户端配置:由于拉取数据是由 Prometheus 自己发起的,被监控的目标不需要知道 Prometheus 的存在,配置较为简单。
  • 灵活性高:可以方便地配置抓取间隔、拉取超时等参数,灵活应对不同目标的监控需求。
  • 支持服务发现:Prometheus 支持多种服务发现机制(如 Kubernetes、Consul、DNS),能够动态发现并监控新的目标。

缺点

  • 依赖目标可达性:拉取模式要求 Prometheus 能够访问所有目标,如果目标不可达,Prometheus 就无法获取数据。
  • 网络带宽消耗较大:由于 Prometheus 定期拉取数据,可能会产生大量的网络请求,尤其是在大规模部署时,对网络带宽有较大的消耗。
  • 延迟较高:拉取模式下,Prometheus 的数据采集间隔较为固定,可能会出现数据有一定延迟(例如每 15 秒或 1 分钟才抓取一次)。

2. Zabbix 推送模式(Push Model) #

原理:Zabbix 通过监控代理或客户端,将监控数据主动推送到 Zabbix 服务器。

工作方式

  • Zabbix 在被监控目标上安装了监控代理(Zabbix Agent),该代理负责收集本机的各种指标。
  • 代理将数据推送到 Zabbix Server 或 Zabbix Proxy,Zabbix 服务器定期处理这些数据并生成报警、报告等。

优点

  • 即刻收集数据:数据推送到服务器后,几乎实时可以看到监控数据,延迟较低。
  • 适应动态环境:在一些目标较为动态(如容器化环境)时,推送模式可以更加灵活地处理新目标的加入。
  • 目标无须暴露端口:由于数据是从代理端推送到服务器,目标系统不需要暴露 HTTP 端口或其他服务端点,安全性相对较高。
  • 支持主动报警:Zabbix 代理可在监控指标达到预警条件时主动向服务器报告,减少了服务器端的负担。

缺点

  • 代理部署:需要在每个被监控的目标上部署 Zabbix 代理,这可能增加配置和维护的复杂度,尤其在大规模环境中。
  • 代理故障风险:如果 Zabbix 代理停止工作或遇到网络问题,数据就无法推送到 Zabbix 服务器,可能导致监控数据丢失。
  • 复杂的网络配置:需要处理网络访问控制、防火墙等问题,因为被监控的目标需要推送数据到 Zabbix 服务器或代理。
  • 不适合大量目标的实时监控:如果目标非常多,推送模式可能会造成代理和服务器之间的网络压力。

3. 对比总结 #

特性Prometheus 拉取模式Zabbix 推送模式
数据采集方式Prometheus 定期拉取数据目标主动推送数据
配置复杂度无需在目标系统上配置代理需要在每个目标安装代理
扩展性容易扩展(使用服务发现)扩展时需要管理更多的代理
延迟可能有较高延迟(取决于抓取间隔)数据推送较为实时
安全性需要暴露端口来拉取数据推送数据不需要暴露端口
可靠性如果目标不可达,会丢失数据如果代理或网络中断,数据丢失
网络负载定期拉取,可能产生大量请求推送数据,如果目标不稳定则可能造成压力
适应动态环境(如容器化)适应性较强,通过服务发现动态添加目标需要动态更新代理配置
报警机制报警通过 Prometheus 的查询和规则引擎触发代理可以主动推送报警信息

4. 适用场景 #

  • Prometheus 拉取模式:适用于大规模、容器化环境,能够高效地处理动态变化的目标,并且通过灵活的配置和服务发现机制来支持自动化监控。
  • Zabbix 推送模式:适用于需要实时数据且目标可以主动推送数据的环境,尤其适合传统的 IT 基础设施,并且目标系统的代理能够稳定运行。

总结 #

  • Prometheus 的拉取模式 更适合大规模、容器化、云原生环境,支持自动化、灵活性高,但对网络依赖较大。
  • Zabbix 的推送模式 更适合传统环境,支持实时监控,但需要在每个目标上部署代理,且有一定的维护成本。

两者各有优缺点,根据具体的应用场景和基础设施需求来选择适合的方案。

Prometheus operator怎么添加targets和告警规则 #

Prometheus Operator 是一个用来在 Kubernetes 上管理 Prometheus 部署的工具,它简化了 Prometheus 的创建、配置、管理和扩展。通过 Prometheus Operator,你可以通过 Kubernetes 资源对象来管理 Prometheus 集群的配置、告警规则和服务发现(targets)。

以下是如何通过 Prometheus Operator 来添加 targets告警规则 的步骤。

1. 添加 Targets (服务发现) #

Prometheus Operator 中,目标 (targets) 是通过 ServiceMonitorPodMonitor 资源来配置的。ServiceMonitor 用于监控服务,PodMonitor 用于监控单个 Pod。

步骤: #

  1. 创建一个 ServiceMonitor 资源对象来配置 Prometheus 监控的服务。

    示例:创建 ServiceMonitor 配置

    apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
    kind: ServiceMonitor
    metadata:
      name: example-servicemonitor
      namespace: monitoring
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: example-app
      endpoints:
      - port: web
        interval: 30s
    
    • metadata.name: 定义 ServiceMonitor 的名称。
    • spec.selector: 用于选择匹配的 Kubernetes 服务。
    • spec.endpoints: 定义 Prometheus 通过该端点进行监控的方式,通常是一个端口和拉取数据的间隔。
  2. 在 Kubernetes 中应用 ServiceMonitor 配置:

    kubectl apply -f servicemonitor.yaml
    
  3. 确保 Prometheus Operator 配置了适当的 Prometheus 实例和 ServiceMonitorSelector。在 Prometheus 配置中,您可以通过 Prometheus CRD(Custom Resource Definitions)来指定哪些 ServiceMonitor 对象需要被 Prometheus 监控。

    示例:Prometheus CRD 配置

    apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
    kind: Prometheus
    metadata:
      name: prometheus
      namespace: monitoring
    spec:
      replicas: 1
      serviceMonitorSelector:
        matchLabels:
          monitoring: enabled
    

    这个配置使得 Prometheus 只选择带有 monitoring: enabled 标签的 ServiceMonitor 对象进行监控。

2. 添加告警规则 #

Prometheus 的告警规则通常通过 PrometheusRule 资源来定义。告警规则定义了触发条件以及如何通知。

步骤: #

  1. 创建一个 PrometheusRule 资源对象来定义告警规则。

    示例:创建 PrometheusRule 配置

    apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
    kind: PrometheusRule
    metadata:
      name: example-alert-rules
      namespace: monitoring
    spec:
      groups:
      - name: example-alerts
        rules:
        - alert: HighMemoryUsage
          expr: container_memory_usage_bytes{container="example-container"} > 500000000
          for: 5m
          labels:
            severity: critical
          annotations:
            summary: "Memory usage is over 500MB for 5 minutes"
            description: "Container {{ $labels.container }} is using more than 500MB of memory."
    
    • alert: 告警的名称。
    • expr: 用 Prometheus 查询语言(PromQL)定义的告警表达式。此表达式监测容器内存使用情况,超过 500MB 触发告警。
    • for: 设置告警触发的持续时间。例如,5 分钟内内存使用超过 500MB 才触发告警。
    • labels: 添加一些自定义标签,可以在通知时使用。
    • annotations: 提供告警的详细信息,通常包括摘要和描述。
  2. 在 Kubernetes 中应用 PrometheusRule 配置:

    kubectl apply -f prometheusrule.yaml
    
  3. 确保 Prometheus 配置了告警规则。

    示例:Prometheus CRD 配置

    apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
    kind: Prometheus
    metadata:
      name: prometheus
      namespace: monitoring
    spec:
      replicas: 1
      ruleSelector:
        matchLabels:
          alert: enabled
    

    这个配置使得 Prometheus 只选择带有 alert: enabled 标签的 PrometheusRule 对象作为告警规则。

3. 告警通知 #

一旦告警规则配置完成,Prometheus 会根据定义的规则评估和触发告警。如果你还需要告警通知(如发送邮件、Slack、PagerDuty 等),可以配置 Alertmanager 来处理告警通知。

示例:Alertmanager 配置(通过 Kubernetes ConfigMap)

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: alertmanager-config
  namespace: monitoring
data:
  alertmanager.yml: |
    global:
      resolve_timeout: 5m
    route:
      receiver: 'slack-notifications'
    receivers:
      - name: 'slack-notifications'
        slack_configs:
          - channel: '#alerts'
            send_resolved: true

应用 Alertmanager 配置

kubectl apply -f alertmanager-config.yaml

总结 #

  • 添加 Targets:通过 ServiceMonitorPodMonitor 来指定 Prometheus 需要监控的目标(服务或 Pod)。
  • 添加告警规则:通过 PrometheusRule 来定义 Prometheus 的告警规则。
  • 告警通知:告警会触发后,通过 Alertmanager 发送通知,您可以配置通知渠道,如 Slack、邮件等。

在实际使用中,可以通过 Prometheus Operator 来自动化和简化这些配置的管理。

k8s集群外exporter怎么使用Prometheus监控 #

在 Kubernetes 集群外部使用 Prometheus 监控 Exporter,你可以通过设置 Prometheus 来直接从外部系统或服务拉取指标数据。这里的关键是配置 Prometheus 以使其能够连接到外部的 Exporter 并获取数据。

以下是实现的步骤:

1. 确保外部 Exporter 可访问 #

首先,确保外部 Exporter 可以被 Prometheus 访问。Exporter 可以是运行在物理机、虚拟机或云实例上的应用程序,或者是其他容器化环境中的服务。

  • 外部 Exporter 需要暴露一个 HTTP 服务接口,Prometheus 可以通过 HTTP 拉取指标。通常,Exporter 会暴露在一个特定端口(例如 9100、9182、8080 等)。

2. 配置 Prometheus 来抓取外部 Exporter 数据 #

在 Prometheus 配置中,你需要添加外部 Exporter 的目标,通常通过 scrape_config 配置 Prometheus 从外部目标(IP 地址或域名)拉取数据。

步骤: #

  1. 编辑 Prometheus 配置文件:在 Prometheus 配置文件(通常是 prometheus.yml)中,添加一个新的 scrape_config 配置,以便 Prometheus 可以从外部的 Exporter 中抓取数据。

    示例:Prometheus 配置

    global:
      scrape_interval: 15s
    
    scrape_configs:
      - job_name: 'external-exporter'
        static_configs:
          - targets: ['<external_exporter_ip>:<port>', '<external_exporter_ip2>:<port>']
    
    • job_name:定义一个任务的名称,您可以根据需要修改这个名称。
    • targets:是 Exporter 的地址列表,通常包括 IP 和端口,确保 Prometheus 可以访问这些地址。你可以列出多个目标,Prometheus 将会并行拉取数据。
  2. 重启 Prometheus:配置修改完成后,重启 Prometheus 服务以使新的配置生效。

    systemctl restart prometheus
    

    或者,如果你使用的是 Docker:

    docker restart <prometheus_container_name>
    

3. 验证 Prometheus 是否可以正确抓取外部 Exporter 数据 #

完成配置后,你可以通过 Prometheus 的 Web UI 来查看是否已经成功抓取到外部 Exporter 的数据。

  1. 进入 Prometheus Web UI(通常是 http://<prometheus_ip>:9090)。

  2. 进入

    Targets

    页面 (

    http://<prometheus_ip>:9090/targets
    

    ),检查

    scrape_configs
    

    中添加的目标是否出现,状态是否为

    up
    

    • 如果目标处于 up 状态,表示 Prometheus 成功抓取了指标。
    • 如果状态为 down,检查是否能从 Prometheus 机器访问外部 Exporter 地址,可能是网络问题、端口没有开放或者防火墙限制等原因。

4. 配置告警(可选) #

你可以根据抓取到的外部指标配置 Prometheus 的告警规则。告警规则可以通过 PrometheusRule 或直接在 Prometheus 配置文件中进行设置。

例如,假设你正在抓取一个 Node Exporter 的外部指标并想设置一个告警来监控 CPU 使用率:

配置告警规则: #

groups:
  - name: node-alerts
    rules:
      - alert: HighCPUUsage
        expr: node_cpu_seconds_total{mode="user"} > 80
        for: 5m
        labels:
          severity: critical
        annotations:
          summary: "CPU usage is over 80% for 5 minutes."

5. 配置告警通知(可选) #

如果需要配置告警通知(例如,发送到 Slack、Email 或其他通知渠道),你需要在 Prometheus 配置文件中设置 Alertmanager 配置。

示例:Alertmanager 配置(发送 Slack 通知)

global:
  resolve_timeout: 5m

route:
  receiver: 'slack-notifications'

receivers:
  - name: 'slack-notifications'
    slack_configs:
      - channel: '#alerts'
        send_resolved: true

然后,Prometheus 会将告警发送到 Alertmanager,由 Alertmanager 负责处理和转发通知。

总结: #

  1. 确保外部 Exporter 可通过 HTTP 暴露指标,Prometheus 可以访问。
  2. 在 Prometheus 配置文件中使用 scrape_configs 添加外部 Exporter 的地址。
  3. 通过 Prometheus Web UI 检查目标是否被正确抓取。
  4. 配置告警规则和通知渠道(可选)。

通过这些步骤,Prometheus 就可以监控外部 Exporter,并且你可以根据需要设置告警和通知。