一、Prometheus 简介

Prometheus（普罗米修斯）是一套开源的监控&报警&时间序列数据库的组合，由 SoundCloud 公司开发。

Prometheus 基本原理是通过 HTTP 协议周期性抓取被监控组件的状态，这样做的好处是任意组件只要提供 HTTP 接口就可以接入监控系统，不需要任何 SDK 或者其他的集成过程。这样做非常适合虚拟化环境比如 VM 或者 Docker 。

Prometheus 应该是为数不多的适合 Docker、Mesos、Kubernetes 环境的监控系统之一。

1.Prometheus 优势

易于管理：

Prometheus核心部分只有一个单独的二进制文件，不存在任何的第三方依赖（数据库，缓存等等）；
唯一需要的就是本地磁盘，因此不会有潜在级联故障的风险。

强大的查询语言 PromQL：

Prometheus 内置一个强大的数据查询语言 PromQL，通过 PromQL 可以实现对监控数据的查询、聚合。
同时 PromQL 也被应用于数据可视化（如 Grafana）以及告警中。

高效：

对于监控系统而言，大量的监控任务必然导致有大量的数据产生。而 Prometheus 可以高效的处理这些数据。

可扩展：

Prometheus 支持联邦集群，可以让多个 Prometheus 实例产生一个逻辑集群；
当单实例 Prometheus 处理的任务量过大时，通过使用功能分区（sharding）+ 联邦集群（federation）可以对其进行扩展。

易于集成：

目前官网提供了多种语言的客户端 SDK，基于这些 SDK 可以快速让应用程序纳入到监控系统中，同时还支持与其它的监控系统集成。

可视化：

Prometheus Server 自带一个 UI，通过这个 UI 可以方便对数据进行查询和图形化展示；
同时还可以对接 Grafana 可视化工具展示精美监控指标。

2.Prometheus 基础架构

如上图，Prometheus 主要由以下部分组成：

Prometheus：主要是负责存储、抓取、聚合、查询方面。
Alertemanager：主要是负责实现报警功能。
Pushgateway：主要是实现接收有 Client-push 过来的指标数据，在指定的时间间隔，有主程序来抓取。
*_exporter：主要是负责采集物理机、中间件的信息。

二、Prometheus 安装

准备工作：

主机名	操作系统	IP 地址
Prometheus	CentOS 7.4	192.168.1.1
Client	CentOS 7.4	192.168.1.2
Granfana	CentOS 7.4	192.168.1.3

注意：在所有节点上安装 ntpdate 工具，并进行时间同步（因为 Prometheus 对时间要求非常严格）

yum -y install ntpdate
/usr/sbin/ntpdate ntp1.aliyun.com

1.下载

[root@Prometheus ~]# wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.16.0/prometheus-2.16.0.linux-amd64.tar.gz
[root@Prometheus ~]# tar xf prometheus-2.16.0.linux-amd64.tar.gz
[root@Prometheus ~]# mv prometheus-2.16.0.linux-amd64 /usr/local/prometheus

2.配置

[root@Prometheus ~]# useradd -s /sbin/nologin prometheus
[root@Prometheus ~]# chown -R prometheus:prometheus /usr/local/prometheus/

[root@Prometheus ~]# vim /usr/lib/systemd/system/prometheus.service
[Unit]
Description=prometheus
After=network.target 

[Service]
User=prometheus
Group=prometheus
WorkingDirectory=/usr/local/prometheus
ExecStart=/usr/local/prometheus/prometheus
[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@Prometheus ~]# systemctl daemon-reload
[root@Prometheus ~]# systemctl enable --now prometheus								# 启动并开启自启

当启动 Prometheus 后，便可以通过 9090 端口来访问 Prometheus 自带的 UI 界面：

3.后端存储配置

默认情况下 Prometheus 会将采集的数据存储到本机的 /usr/local/prometheus/data 目录，存储数据的大小受限和扩展不便；
所以这里使用 influxdb 作为后端的数据库来存储数据。

1）安装

[root@Prometheus ~]# wget https://dl.influxdata.com/influxdb/releases/influxdb-1.7.8.x86_64.rpm
[root@Prometheus ~]# yum -y localinstall influxdb-1.7.8.x86_64.rpm
[root@Prometheus ~]# cp /etc/influxdb/influxdb.conf /etc/influxdb/influxdb.conf.default
[root@Prometheus ~]# systemctl enable --now influxdb

2）验证

[root@Prometheus ~]# influx
Connected to http://localhost:8086 version 1.7.8
InfluxDB shell version: 1.7.8
> create database prometheus;
> exit

3）配置 Prometheus 集成 infuxdb

[root@Prometheus ~]# vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
在最后面添加：
remote_write:
  - url: "http://localhost:8086/api/v1/prom/write?db=prometheus"
remote_read:
  - url: "http://localhost:8086/api/v1/prom/read?db=prometheus"
[root@Prometheus ~]# systemctl restart prometheus									# 重启 Prometheus

注意：如果你们 influxdb 配置密码，请参考官网文档来进行配置。

三、使用 Prometheus 实现系统监控

因为 Prometheus 并不能直接监控服务，其主要任务负责数据的收集，存储并对外提供数据查询支持；
因此，为了能够监控到某些东西，如：主机的 CPU 使用率，我们需要使用到 Exporter。

1.安装 Node_Exporter

[root@Client ~]# wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v0.18.1/node_exporter-0.18.1.linux-amd64.tar.gz
[root@Client ~]# tar xf node_exporter-0.18.1.linux-amd64.tar.gz
[root@Client ~]# mv node_exporter-0.18.1.linux-amd64 /usr/local/exporter/

[root@Client ~]# vim /usr/lib/systemd/system/node_exporter.service
[Unit]
Description=node_exporter
After=network.target 

[Service]
User=prometheus
Group=prometheus
ExecStart=/usr/local/exporter/node_exporter \
          --web.listen-address=:20001 \
          --collector.systemd \
          --collector.systemd.unit-whitelist=(sshd|nginx).service \
          --collector.processes
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@Client ~]# systemctl daemon-reload
[root@Client ~]# systemctl enable --now node_exporter

当启动 node_exporter 服务后，便可以通过 20001 端口来访问 Client 的监控指标。

2.修改 Promehtues 配置文件

[root@Prometheus ~]# vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml
- job_name: "Client"
  static_configs:
  - targets:
    - "192.168.1.2:20001"
[root@Prometheus ~]# systemctl restart prometheus

3.验证

四、使用 Prometheus + Grafana 实现可视化界面

在 Prometheus 中，我们可以使用 Web 界面进行数据的查询和展示，但是展示效果不是很好；
所以我们这里使用 Grafana 来配合 Prometheus 使用。

1.安装 Grafana

[root@Grafana ~]# wget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-6.1.4-1.x86_64.rpm
[root@Grafana ~]# tar xf grafana-6.1.4-1.x86_64.rpm
[root@Grafana ~]# systemctl enable --now grafana-server
[root@Grafana ~]# netstat -anpt | grep 3000