一文秒懂Prometheus 介紹及工作原理

1. Prometheus 介紹

Prometheus是一套開源的系統(tǒng)監(jiān)控報(bào)警框，相比Nagios或者Zabbix擁有如下優(yōu)點(diǎn)

1.1 易管理性

Prometheus: Prometheus核心部分只有一個(gè)單獨(dú)的二進(jìn)制文件，可直接在本地工作，不依賴于分布式存儲(chǔ)。

1.2 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)性

Prometheus：監(jiān)控服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，基于Prometheus豐富的Client庫，用戶可以輕松的在應(yīng)用程序中添加對(duì)Prometheus的支持，從而讓用戶可以獲取服務(wù)和應(yīng)用內(nèi)部真正的運(yùn)行狀態(tài)。

1.3 高效：

單一Prometheus可以處理數(shù)以百萬的監(jiān)控指標(biāo)；每秒處理數(shù)十萬的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

1.4 易于伸縮：

通過使用功能分區(qū)（sharing）+聯(lián)邦集群（federation）可以對(duì)Prometheus進(jìn)行擴(kuò)展，形成一個(gè)邏輯集群；Prometheus提供多種語言的客戶端SDK，這些SDK可以快速讓應(yīng)用程序納入到Prometheus的監(jiān)控當(dāng)中。

1.5 良好的可視化：

Prometheus除了自帶有Prometheus UI，Grafana可視化工具也提供了完整的Proetheus支持

2. Prometheus 框架圖

3. Prometheus 組件介紹

3.1 Prometheus Server：

Prometheus Sever是Prometheus組件中的核心部分，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的獲取，存儲(chǔ)及查詢。Prometheus Server可以通過靜態(tài)配置管理監(jiān)控目標(biāo)，也可以配合使用Service Discovery的方式動(dòng)態(tài)管理監(jiān)控目標(biāo)，并從這些監(jiān)控目標(biāo)中獲取數(shù)據(jù)。其次Prometheus Sever需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，Prometheus Server本身就是一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，將采集到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)按照時(shí)間序列的方式存儲(chǔ)在本地磁盤當(dāng)中。Prometheus Server對(duì)外提供了自定義的PromQL，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢以及分析。另外Prometheus Server的聯(lián)邦集群能力可以使其從其他的Prometheus Server實(shí)例中獲取數(shù)據(jù)。

3.2 Exporters：

Exporter將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集的端點(diǎn)通過HTTP服務(wù)的形式暴露給Prometheus Server，Prometheus Server通過訪問該Exporter提供的Endpoint端點(diǎn)，即可以獲取到需要采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)?？梢詫xporter分為2類：
直接采集：這一類Exporter直接內(nèi)置了對(duì)Prometheus監(jiān)控的支持，比如cAdvisor，Kubernetes，Etcd，Gokit等，都直接內(nèi)置了用于向Prometheus暴露監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的端點(diǎn)。
間接采集：原有監(jiān)控目標(biāo)并不直接支持Prometheus，因此需要通過Prometheus提供的Client Library編寫該監(jiān)控目標(biāo)的監(jiān)控采集程序。例如：Mysql Exporter，JMX Exporter，Consul Exporter等。

3.3 AlertManager：

在Prometheus Server中支持基于Prom QL創(chuàng)建告警規(guī)則，如果滿足Prom QL定義的規(guī)則，則會(huì)產(chǎn)生一條告警。在AlertManager從 Prometheus server 端接收到 alerts后，會(huì)進(jìn)行去除重復(fù)數(shù)據(jù)，分組，并路由到對(duì)收的接受方式，發(fā)出報(bào)警。常見的接收方式有：電子郵件，pagerduty，webhook 等。

3.4 PushGateway:

Prometheus數(shù)據(jù)采集基于Prometheus Server從Exporter pull數(shù)據(jù)，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不允許Prometheus Server和Exporter進(jìn)行通信時(shí)，可以使用PushGateway來進(jìn)行中轉(zhuǎn)。通過PushGateway將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主動(dòng)Push到Gateway中，Prometheus Server采用針對(duì)Exporter同樣的方式，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)從PushGateway pull到Prometheus Server。

4. Prometheus的工作流：

4.1 Prometheus server定期從配置好的jobs或者exporters中拉取metrics，或者接收來自 Pushgateway發(fā)送過來的metrics，或者從其它的Prometheus server中拉metrics。

4.2 Prometheus server在本地存儲(chǔ)收集到的metrics，并運(yùn)行定義好的alerts.rules，記錄新的時(shí)間序列或者向Alert manager推送警報(bào)。

4.3 Alertmanager根據(jù)配置文件，對(duì)接收到的警報(bào)進(jìn)行處理，發(fā)出告警。

4.4 在圖形界面中，可視化采集數(shù)據(jù)。

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