专栏：手把手构建生产级监控系统

笔者去年在极客时间发布了一个专栏《运维监控系统实战笔记》，很多朋友借此梳理了较为体系化的运维监控系统知识，但是限于专栏篇幅，有些手把手实操类的内容没有办法展开，另外时隔一年，监控系统的技术栈也有了一些变化，所以笔者决定在这里把这些内容补充完整。

监控系统的典型架构

对于一些前置背景知识、名词解释、行业黑话，请大家自行阅读之前的专栏，这里不再赘述。这个新的专栏更多是偏向实操，不过在开始之前，还是要先回顾一下监控系统的典型架构，如下图：

对于上图中的每个模块，都有开源和商业的解决方案，具体如何选型，可以参考之前的专栏，在当下时点，2024.1.1，笔者的建议是：

• 采集器：如果仅限于开源，那么推荐 Otel Collector + Cprobe，如果有预算，那么推荐 Categraf，可以有商业支持，省心不少。理由：Otel Collector 是个巨型缝合怪，内置了很多采集插件，可以作为单机上的 Daemonset 采集器，采集日志和机器维度的指标，虽然 Otel Collector 也集成了中间件、数据库的指标，但是集成的比较生硬，没有很好的目标实例发现机制；Cprobe 可以看做是 vmagent 和各类 exporter 的缝合怪，支持目标实例服务发现，用于采集各类中间件、数据库的指标，小巧好用。如果你觉得 Otel Collector 太重了，就用 Cprobe + Node-Exporter 也可以满足指标监控的需求。
  
• 时序库：毫无疑问会推荐 VictoriaMetrics，一般公司使用单机版就够了，每秒承载 100 多万指标的上报，稳定可靠。如果公司有多个数据中心，可以每个数据中心部署一个 VictoriaMetrics，让机房内部的监控能力自闭环，避免机房网络割裂时，监控系统不可用。
  
• 数据展示分析：毫无疑问是 Grafana，虽然我们团队开源了 Nightingale 可以作为国产替代，但是 Grafana 确实更为强大，支持的数据源类型也更多，毕竟人家做了很多年了。
  
• 告警判定引擎：比如 Prometheus，是内置告警引擎的，但就需要维护配置文件，如果很多个团队一起使用，协作上会比较费劲。另外就是通常一个公司会有多套时序库，一套规则可能要同时应用到多个时序库，管理起来比较麻烦。所以我们才开源了 Nightingale，主打告警管理。
  
• 告警事件分发：这块没有很好的开源方案，只有 Prometheus 生态的 alertmanager 算是有那么点意思。商业方案比较多，国外是 Pagerduty 和 Opsgenie，国内是睿象云和 Flashduty。最新版本的 Flashduty 不但支持告警事件降噪、分发、排班、认领、升级等告警事件层面的功能，还直接内置了告警引擎，相当于不再需要部署 Nightingale 了，对用户而言那是大大的省心。
  

于是乎，当下时点，笔者建议的监控系统架构选型如下：

快速安装体验

这是专栏第一篇，我们先快速安装起来，体验一下，后面再逐步深入。我手头有一台虚拟机，Arm 架构的，我们就在这个机器上安装。从依赖关系来看，时序库是最底层的，所以我们先安装 VictoriaMetrics。
安装 VictoriaMetrics

监控系统通常是 P0 级的系统，即所有系统都挂了，监控也不能挂，要不然就是两眼一抹黑，VictoriaMetrics 个人建议使用二进制部署，不要部署到 Kubernetes 中，以防 Kubernetes 挂了监控也没法用。VictoriaMetrics 在 github 提供二进制，地址如下：

• github.com/VictoriaMetrics/VictoriaMetrics/releases
  

我下载最新版本的 linux arm64 的包：victoria-metrics-linux-arm64-v1.96.0.tar.gz，完事解压缩，里边只有一个二进制 victoria-metrics-prod，启动即可：

1. nohup ./victoria-metrics-prod &> stdout.log &

复制代码

我这里为了演示方便，姑且使用 nohup 启动的，实际生产环境，可以使用 systemd 或者 supervisord 等工具来管理，并设置开机自启动。启动之后，通过 ss -tlnp|grep 8428 可以检查端口是否在监听，正常来讲， VictoriaMetrics 会监听 8428 端口，同时会在当前目录下创建 victoria-metrics-data 目录用于存放数据。来，浏览器访问 8428 看一眼庐山真面目（如果启动失败或浏览器无法访问，检查 selinux 和 firewalld 是否关闭）：

点击 vmui 可以进入 Web UI，不过现在还没有采集数据，所以看不到什么东西。下面我们把采集器安装起来。
安装 Cprobe

Cprobe 的发布包也是在 github releases 上，地址如下：

• github.com/cprobe/cprobe/releases
  

根据你自己的环境选择下载最新的发布包即可。解压缩，里边的内容就比较丰富了，有 cprobe 二进制以及 conf.d 配置目录，conf.d 下有不同的子目录，每个子目录就是一个采集插件，其中 writer.yaml 是配置 remote write 地址的，Cprobe 采集了数据之后要推给远端时序库，就是在 writer.yaml 中配置远端时序库的地址，这里我们配置的是 VictoriaMetrics 的地址：

1. global:
2.   extra_labels:
3.     colld: cprobe
5. writers:
6. - url: http://127.0.0.1:8428/api/v1/write
7.   concurrency: 1

复制代码

注意，默认 url 配置是 9090 端口，这里我们使用 VictoriaMetrics，所以端口改成 8428。之后，我们启用其中一个插件来验证效果，姑且启用 Blackbox 插件，这个比较简单，我们就对 www.baidu.com 和 flashcat.cloud 两个域名做一下黑盒监控。进入 conf.d/blackbox 目录下，修改 main.yaml，内容如下：

1. global:
2.   scrape_interval: 15s
3.   external_labels:
4.     cplugin: 'blackbox'
6. scrape_configs:
7. - job_name: 'blackbox_http_external'
8.   static_configs:
9.   - targets:
10.     - 'https://www.baidu.com'
11.     - 'https://flashcat.cloud'
12.   scrape_rule_files:
13.   - 'rule.d/http_2xx_get.yaml'

复制代码

完成配置修改，我们先测试一下是否能抓到数据，执行下面的命令：

1. ./cprobe --no-writer --no-httpd --plugins blackbox

复制代码

这个命令给 cprobe 传了三个参数，含义是：

• --no-writer：不推送数据到远端时序库，仅仅是把采集到的数据打印到控制台
  
• --no-httpd：不启动 httpd 服务，cprobe 实际内置了一个 http 服务，用于做健康检查，测试时不启动
  
• --plugins blackbox：仅启动 blackbox 插件
  

执行之后，会在控制台看到输出很多指标，就表示采集成功了。接下来我们正式启动 cprobe 进程。

1. # install 参数用于安装，如果是支持 systemd 的系统，install 会自动生成 systemd 的 service 文件
2. ./cprobe --install
4. # start 参数用于启动 cprobe 进程，如果是支持 systemd 的系统，start 相当于 systemctl start cprobe
5. ./cprobe --start
7. # 通过 status 查看 cprobe 进程状态
8. ./cprobe --status

复制代码

之后，再次访问 vmui 就可以看到采集到的数据了：

上面我是测试的 probe_dns_lookup_time_seconds 指标，其他指标你可以自行尝试。Cprobe 定位是中心式探针，采集比如 MySQL、Redis、Postgres、ElasticSearch 等中间件、数据库的指标，那如果要采集机器维度的指标，比如 CPU、内存、磁盘、网络等，就需要使用 Node-Exporter 了。
安装 Node-Exporter

Node-Exporter 下载地址在 Prometheus 官网可以找到：

• prometheus.io/download/
  

下载最新版本的 node_exporter，解压缩，启动即可：

1. nohup ./node_exporter &> stdout.log &

复制代码

启动之后，通过 ss -tlnp|grep 9100 可以检查端口是否在监听，正常来讲， Node-Exporter 会监听 9100 端口。通过下面的命令可以获取到 Node-Exporter 相关的指标：

1. curl -s http://10.211.55.3:9100/metrics

复制代码

10.211.55.3 是我的机器的 IP，你要换成你的机器的 IP。如果正常的话，你会看到很多指标。接下来我们通过 cprobe 来抓取 Node-Exporter 的指标，然后推给 VictoriaMetrics。配置也很简单，进入 cprobe 的 conf.d/prometheus 目录，修改 main.yaml，内容如下：

1. global:
2.   scrape_interval: 15s
3.   external_labels:
4.     cplugin: 'prometheus'
6. scrape_configs:
7. - job_name: 'node_exporter'
8.   static_configs:
9.   - targets:
10.     - 'http://127.0.0.1:9100/metrics'
11.   scrape_rule_files:
12.   - 'rule.toml'

复制代码

完成配置修改，我们先测试一下是否能抓到数据，执行下面的命令：

1. ./cprobe --no-writer --no-httpd --plugins prometheus

复制代码

正常来讲，会输出很多指标，表示采集成功了。接下来我们给 cprobe 发个 HUP 信号，让 cprobe 重载配置文件，然后就可以去 VictoriaMetrics 查看采集的数据了：

1. kill -HUP `pidof cprobe`

复制代码

数据都采集成功了，接下来我们就可以在 Grafana 中展示这些数据了。
安装 Grafana

Grafana 我这里采用 9.5 的版本，从 grafana.com 官网直接下载即可：

1. wget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-9.5.15.linux-arm64.tar.gz
2. tar -zxvf grafana-9.5.15.linux-arm64.tar.gz
3. cd grafana-v9.5.15
4. nohup ./bin/grafana-server &> stdout.log &

复制代码

Grafana 监听在 3000 端口，访问 3000 端口，输入 admin/admin 登录即可。在 Administration -> Data Sources 中添加 VictoriaMetrics 数据源（选择 Prometheus 数据源类型，VictoriaMetrics 和 Prometheus 接口兼容，所以，就把 VictoriaMetrics 当做 Prometheus 来看待即可），如下图是添加成功之后的列表页面：

之后可以导入仪表盘，我们先导入 Node-Exporter 的仪表盘，仪表盘地址：

• https://grafana.com/grafana/dashboards/1860-node-exporter-full/
  

可以直接复制仪表盘 ID 1860，然后在 Grafana 中导入即可。导入之后，就可以看到 Node-Exporter 的数据了：

Blackbox 的指标中，原本 Blackbox Exporter 中的 probe_duration_seconds 在 cprobe 下 rename 成了 blackbox_cprobe_duration_seconds，可以导入这个仪表盘：

1. https://github.com/cprobe/cprobe/blob/main/conf.d/blackbox/doc/dash/grafana_blackbox_01.json

复制代码

效果如下，截个图给大家看看：

安装告警引擎

时序库有了，采集器有了，可视化工具有了，就差告警引擎和事件分发了，这块说实话比较琐碎，零散的点太多，有四个方案：

• Prometheus 的话可以直接在 prometheus.yml 中配置告警规则，搭配 alertmanager 使用，需要折腾 yaml 文件
  
• VictoriaMetrics 也提供了 vmalert 组件作为告警引擎，搭配 alertmanager 使用，也是需要折腾 yaml 文件
  
• Nightingale 作为告警引擎，对接不同的时序库，也可以对接 Loki、TDEngine 等其他存储，可以通过 Web UI 来配置告警规则，也可以通过 API 管理
  
• Flashduty 既提供告警事件分发，也提供告警引擎，可以直接在 Web UI 中配置告警规则，也可以通过 API 管理
  

前面三个方案都是开源方案，Flashduty 是 SaaS 商业产品，按量计费，无需运维。至于选择开源自己折腾，还是选择 SaaS 开箱即用，就看大家各自的需求了。笔者使用 Flashduty 来讲解告警体系的全流程。

Flashduty 主要干的事情包括：

• 和各个监控系统（比如 Prometheus、Nightingale、Zabbix、云监控）对接，收集告警事件，放到中心统一化处理和响应
  
• 做告警事件的降噪、分发、排班、认领、升级等，确保告警处理不遗漏的同时减少打扰，提升工程师幸福感
  
• 告警事件的统计分析，建立处理效率多维分析指标，推动故障处理时间持续下降
  
• 提供告警判定引擎，和时序库、日志库直接对接，提供灵活的告警方式，内置常用的告警规则模板，这个功能是新功能，目前正在公测
  

安装 monitedge

首先免费注册一个 Flashduty 账号，地址：https://console.flashcat.cloud/。注册之后，登录控制台，右上角有个监控管理的菜单，点击进入会提示你安装告警引擎，选择对应的安装方式，安装即可，我这里采用 Linux 安装方式：

一条命令即可完成安装。如果你想知道安装脚本里具体干了啥，可以把 curl 后面那个 shell 脚本下载下来看看。实际就是安装了 monitedge 进程，放到了 /opt/monitedge 目录下，自动生成了 systemd 所需的 monitedge.service 文件。安装之后，使用 ps 查看：

此时，在 Flashduty 控制台 中，也可以看到告警引擎的状态。

配置数据源

monitedge 要做监控数据异常判定，需要：

• 从 Flashduty WEB 拉取告警规则，缓存到内存里，针对每条规则做周期性的判定
  
• 能够连到时序库，要不然查不到数据没法做告警判定
  

一个公司可能有多个 Prometheus、VictoriaMetrics，怎么把数据源的连接地址告诉 monitedge 呢？直接在 https://console.flashcat.cloud/monit/datasource 页面配置数据源即可。monitedge 会自动从 WEB 把数据源的信息拉取下来。当然，也可以通过本地配置文件的方式来告诉 monitedge，但如果有多个 monitedge 实例组成集群，配置管理就不方便了，所以还是建议在 Flashduty WEB 上配置。下面是我的配置举例：

配置告警规则

每个业务一般都有挺多告警规则，比如机器的、MySQL的、Redis的、应用程序的，需要分门别类的管理，那这里我会创建一个树形分组，来放置不同的告警规则，对于 NodeExporter 采集的数据，Flashduty 已经内置了常见的告警规则，导入即可，如下图：



完活了。后面如果有指标异常，就会触发告警事件。为了尽快看到效果，我们克隆一个告警规则，故意把阈值改一改，让它必然会触发，比如：

稍等片刻，点击规则列表页面的刷新按钮，就可以看到刚才的告警规则已经是 Triggered 状态了。

点击 Triggered 这个小按钮，就能看到相关的告警事件了。此时，如果我们继续修改阈值，比如改成 $A > 999，稍等片刻，刷新，就会看到告警事件已经是 Ok 状态了。点击刚才那个规则的 Ok 按钮，侧拉板里会看到告警的详情，在关联事件那个 tab 下会看到一条告警事件，一条恢复事件：

安装告警事件分发

上面的例子可以看到，告警事件生成了，如果想要定义灵活的分派策略，可以进入【故障管理】-【协作空间】-【某个协作空间】，在里边配置分派策略。

我们可以定义不同的时段、不同的告警，发给不同的人或值班组，使用不同的通知媒介。如果长时间没有认领的故障，还可以配置升级策略，升级给二线人员，避免告警遗漏。这里就不展开了，大家可以自行尝试。
小结

工欲善其事必先利其器，本专栏作为第一篇，我们把监控系统的底座构建了起来，后续会逐步深入，把监控系统的各个方面都给大家讲解清楚，敬请期待。

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