前言
- 分析日志是运维工程师发现问题,解决系统故障的主要手段。日志主要包括系统日志、应用程序日志和安全日志。
- 一般大型系统是一个分布式部署的架构,不同的服务模块部署在不同的服务器上,问题出现时,大部分情况需要根据问题暴露的关键信息,定位到具体的服务器和服务模块,构建一套集中式日志系统,可以提高定位问题的效率。
- 经常分析日志可以了解服务器的负荷,性能安全性,从而及时采取措施纠正错误。通常,日志被分散的储存在不同的设备上。如果管理数十上百台服务器,还在使用依次登录每台机器的传统方法查阅日志,既繁琐又效率低下。为此,我们可以使用集中化的日志管理,例如:开源的 syslog,将所有服务器上的日志收集汇总。
- 集中化管理日志后,日志的统计和检查又成为一件比较麻烦的事情,一般我们使用 grep、awk 和 wc 等 Linux 命令能实现检索和统计,但是对于更高要求的查询、排序和统计等,再加上庞大的机器数量,使用这样的方法依然难免有点力不从心。
- 开源实时日志分析 ELK 平台能够完美的解决我们上述的问题,ELK 由 ElasticSearch、Logstash 和 Kibana 这三个开源工具组成。
一、ELK 日志分析系统
1. ELK 简介
??ELK 平台是一套完整的日志集中处理解决方案,将 ElasticSearch、Logstash 和 Kibana 三个开源工具配合使用,完成更强大的用户对日志的查询、排序、统计需求。
2. 组件说明
2.1 ElasticSearch
- ES 是基于 Lucene(一个全文检索引擎的架构)开发的分布式存储检索引擎,用来存储各类日志。
- ES 是用 JAVA 开发的,可通过 RESTful Web 接口,让用户可以通过浏览器与 ES 通信。
- ES 是个分布式搜索和分析引擎,优点是能对大容量的数据进行接近实时的存储、搜索和分析操作。
2.2 Logstash
- Logstash 作为数据收集引擎。它支持动态的从各种数据源搜索数据,并对数据进行过滤、分析、丰富、统一格式等操作,然后存储到用户指定的位置,一般会发送给 ES。
- Logstash 由 JRuby 语言编写,运行在 JAVA 虚拟机(JVM)上,是一款强大的数据处理工具,可以实现数据传输、格式处理、格式化输出。Logstash 具有强大的插件功能,常用于日志处理。
2.3 Kibana
- Kibana 是基于 Node.js 开发的展示工具,可以为 Logstash 和 ES 提供图形化的日志分析 Web 界面展示,可以汇总、分析和搜索重要数据日志。
2.4 Filebeat
- Filebeat 是一款轻量级的开源日志文件数据搜索器。通常在需要采集数据的客户端安装 Filebeat,并指定目录与日志格式,Filebeat 就能快速收集数据,并发送给 Logstash 进行解析,或是直接发给 ES 存储,性能上相比运行于 JVM 上的 Logstash 优势明显,是对它的替代。
日志的集中化管理 beats 包括四种工具: Packetbeat(、搜索网络流量数据) Topbeat(搜索系统、进程和文件系统级别的 CPU 和内存使用情况等数据) Filebeat(搜集文件数据) Winlogbeat(搜集 Windows 时间日志数据)
3. 完整日志系统的基本特征
- 收集:能够采集多种来源的日志数据
- 传输:能够稳定的把日志数据解析过滤并传输到存储系统
- 存储:存储日志数据
- 分析:支持 UI 分析
- 警告:能够提供错误报告,监控机制
4. ELK的工作原理
- AppServer 是一个类似于 Nginx、Apache 的集群,其日志信息由 Logstash 来收集
- 往往为了减少网络问题所带来的瓶颈,会把 Logstash 服务放入前者的集群内,减少网络的消耗
- Logstash 把收集到的日志数据格式化后输出转存至 ES 数据库内(这是一个将日志进行集中化管理的过程)
- 随后,Kibana 对 ES 数据库内格式化后日志数据信息进行索引和存储
- 最后,Kibana 把其展示给客户端
二、部署 ELK 日志分析系统
1. 服务器配置
服务器 | 配置 | 主机名 | ip地址 | 主要软件 |
---|
node1 节点 | 2C/4G | node1 | 192.168.10.100 | ElasticSearch、Kibana | node2 节点 | 2C/4G | node2 | 192.168.10.101 | ElasticSearch | apache 节点 | - | apache | 192.168.10.102 | Logstash、Apache |
2. 关闭防火墙
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
setenforce 0
ntpdate ntp.aliyun.com
3. ElasticSearch集群部署(node1、node2)
3.1 环境准备
以 node1 为例
[root@localhost ~]
[root@localhost ~]
[root@node1 ~]
[root@node1 ~]
[root@node1 ~]
cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
1.输出定义java的工作目录
2.输出指定java所需的类文件
3.输出重新定义环境变量,$PATH一定要放在$JAVA_HOME的后面,让系统先读取到工作目录中的版本信息
source /etc/profile.d/java.sh
java -version
cd /opt
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local
mv /usr/local/jdk1.8.0_91/ /usr/local/jdk
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
source /etc/profile
java -version
3.2 部署 ElasticSearch 软件
3.2.1 安装 elasticsearch-rpm 包
以 node1 为例
[root@node1 ~]
[root@node1 opt]
rz waiting to receive.
[root@node1 opt]
3.2.2 加载系统服务
以 node1 为例
systemctl daemon-reload && systemctl enable elasticsearch.service
3.2.3 修改 elasticsearch 主配置文件
以 node1 为例
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
cluster.name: my-elk-cluster
node.name: node1
path.data: /data/elk_data
path.logs: /var/log/elasticsearch/
bootstrap.memory_lock: false
network.host: 0.0.0.0
http.port: 9200
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]
[root@node1 opt]
cluster.name: my-elk-cluster
node.name: node1
path.data: /data/elk_data
path.logs: /var/log/elasticsearch/
bootstrap.memory_lock: false
network.host: 0.0.0.0
http.port: 9200
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]
-------------------------------------------------------
scp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml root@192.168.10.101:/etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
3.2.4 创建数据存放路径并授权
以 node1 为例
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
3.2.5 启动 elasticsearch
以 node1 为例
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
tcp6 0 0 :::9200 :::* LISTEN 4216/java
3.2.6 查看节点信息
浏览器访问 http://192.168.10.100:9200、http://192.168.10.101:9200 查看节点 node1、node2 的信息 浏览器访问 http://192.168.10.100:9200/_cluster/health?pretty、http://192.168.10.101:9200/_cluster/health?pretty查看群集的健康情况,可以看到status值为green(绿色),表示节点健康运行
浏览器访问 http://192.168.10.100:9200/_cluster/state?pretty、http://192.168.10.101:9200/_cluster/state?pretty 检查群集状态信息 使用上述方式查看群集的状态对用户并不友好,可以通过安装 Elasticsearch-head 插件,更方便的对群集进行管理。
3.3 安装 Elasticsearch-head 插件
ES 在 5.0 版本后,插件需要作为独立服务进行安装,需要使用 npm 工具(NodeJS 的包管理工具)安装。安装 Elasticsarch-head 需要提前安装好依赖软件 node 和 phantomjs。
- node
是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。 - phantomjs
是一个基于 webkit 的 JavaScriptAPI,可以理解为一个隐形的浏览器,任何基于 webkit 浏览器做的事情,它都可以做到。
3.3.1 编译安装 node
以 node1 为例
[root@node1 ~]
[root@node1 opt]
rz waiting to receive.
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
[root@node1 node-v8.2.1]
[root@node1 node-v8.2.1]
3.3.2 安装 phantomjs
以 node1 为例
[root@node1 node-v8.2.1]
[root@node1 opt]
rz waiting to receive.
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
[root@node1 bin]
3.3.3 安装 Elasticsearch-head 数据可视化工具
以 node1 为例
[root@node1 bin]
[root@node1 opt]
rz waiting to receive.
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
[root@node1 elasticsearch-head]
3.3.4 修改 Elasticsearch 主配置文件
以 node1 为例
[root@node1 elasticsearch-head]
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"
[root@node1 elasticsearch-head]
[root@node1 elasticsearch-head]
3.3.5 启动 elasticsearch-head 服务
以 node1 为例
[root@node1 elasticsearch-head]
[root@node1 elasticsearch-head]
[1] 71012
> elasticsearch-head@0.0.0 start /usr/local/src/elasticsearch-head
> grunt server
Running "connect:server" (connect) task
Waiting forever...
Started connect web server on http://localhost:9100
^C
[root@node1 elasticsearch-head]
tcp 0 0 0.0.0.0:9100 0.0.0.0:* LISTEN 71022/grunt
注:必须在解压后的 elasticsearch-head 目录下启动服务,进程会读取该目录下的 gruntfile.js 文件,否则可能启动失败。
3.3.6 通过 Elasticsearch-head 查看 ES 信息
通过浏览器访问 http://192.168.10.100:9100 地址并连接群集。如果看到群集健康值为 green,代表群集很健康。 有的时候显示未连接,这时将 localhost 改成 IP 地址即可
3.3.7 插入索引
通过命令插入一个测试索引,索引为 index-demo,类型为 test
[root@node1 elasticsearch-head]
{
"_index" : "index-demo",
"_type" : "test",
"_id" : "1",
"_version" : 1,
"result" : "created",
"_shards" : {
"total" : 2,
"successful" : 2,
"failed" : 0
},
"created" : true
}
3.3.8 浏览器查看索引信息
浏览器访问 http://129.168.10.100:9100 查看索引信息,可以看见索引默认被分片为 5 个,并且有一个副本。
点击 **数据浏览**,会发现在 node1 上创建的索引为 index-demo,类型为 test 的相关信息。
4. ELK-Logstash 部署(在 Apache 节点上操作)
- Logstash 一般部署在需要监控其日志的服务器。在本案例中,Logstash 部署在 Apache 服务器上,用于收集 Apache 的日志信息并发送到 Elasticsearch。
4.1 更改主机名
[root@localhost ~]
[root@localhost ~]
[root@apache ~]
4.2 安装 Apache 服务(httpd)
[root@apache ~]
[root@apache ~]
4.3 安装 Java 环境
cd /opt
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local
mv /usr/local/jdk1.8.0_91/ /usr/local/jdk
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
source /etc/profile
java -version
4.4 安装 logstash
[root@apache ~]
[root@apache opt]
[root@apache opt]
[root@apache opt]
[root@apache opt]
4.5 测试 Logstash
4.5.1 Logstash 命令常用选项
Logstash 命令常用选项 | 说明 |
---|
-f | 通过这个选项可以指定 Logstash 的配置文件,根据配置文件配置 Logstash 的输入和输出流 | -e | 从命令行中获取,输入、输出后面跟着字符串,该字符串可以被当做 Logstash 的配置(如果是空,则默认使用 stdin 作为输入,stdout 作为输出) | -t | 测试配置文件是否正确,然后退出 |
4.5.2 定义输入和输出流
4.5.2.1 标准输入、输出
输入采用标准输入,输出采用标准输出(类似管道)
[root@apache /opt]
......
The stdin plugin is now waiting for input:
22:24:31.510 [Api Webserver] INFO logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
www.test.com
2021-11-19T14:28:36.175Z apache www.test.com
www.4399.com
2021-11-19T14:29:01.315Z apache www.4399.com
www.baidu.com
2021-11-19T14:29:10.569Z apache www.baidu.com
2021-11-19T14:29:10.569Z apache www.baidu.com
^C22:30:07.071 [SIGINT handler] WARN logstash.runner - SIGINT received. Shutting down the agent.
22:30:07.081 [LogStash::Runner] WARN logstash.agent - stopping pipeline {:id=>"main"}
4.5.2.2 rubydebug 输出
使用 rubydebug 输出详细格式显示,codec 为一种编解码器
[root@apache /opt]
......
The stdin plugin is now waiting for input:
22:37:46.417 [Api Webserver] INFO logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
www.test.com
{
"@timestamp" => 2021-11-19T14:38:03.535Z,
"@version" => "1",
"host" => "apache",
"message" => "www.test.com"
}
^C22:38:35.333 [SIGINT handler] WARN logstash.runner - SIGINT received. Shutting down the agent.
22:38:35.343 [LogStash::Runner] WARN logstash.agent - stopping pipeline {:id=>"main"}
4.5.2.3 输出到 ES
使用 logstash 将嘻嘻写入到 ES 中
[root@apache opt]
······
The stdin plugin is now waiting for input:
22:40:57.485 [Api Webserver] INFO logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
www.test.com
结果不在标准输出显示,而是发送至 ES,可浏览器访问 http://192.168.10.100:9100 查看索引和数据
4.6 定义 logstash 配置文件
logstash 配置文件基本由三部分组成:
- input 输入
- output 输出
- filter过滤
格式如下:
input {...}
output {...}
filter {...}
在每个部分中,也可以指定多个访问方式。例如:若要指定两个日志来源文件,则格式如下:
input {
file { path =>"/var/log/messages" type =>"syslog"}
file { path =>"/var/log/httpd/access.log" type =>"apache"}
}
修改 logstash 配置文件,让其收集系统日志 /var/log/messages,并将其输出到 ES 中。
[root@apache opt]
[root@apache opt]
input {
file{
path =>"/var/log/messages"
type =>"system"
start_position =>"beginning"
}
}
output {
elasticsearch{
hosts =>["192.168.10.100:9200", "192.168.10.101:9200"]
index =>"system-%{+YYYY.MM.dd}"
}
}
[root@apache opt]
4.7 访问测试
浏览器访问 http://192.168.10.100:9100 查看索引信息
5. ELK-Kibana 部署(在 node1 节点上操作)
5.1 安装 Kibana
[root@node1 elasticsearch-head]
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
5.2 设置 Kibana 的主配置文件
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
server.port: 5601
server.host: "0.0.0.0"
elasticsearch.url: "http://192.168.10.100:9200"
kibana.index: ".kibana"
5.3 启动 Kibana 服务
[root@node1 opt]
[root@node1 opt]
tcp 0 0 0.0.0.0:5601 0.0.0.0:* LISTEN 82765/node
5.4 验证 Kibana
浏览器访问 http://192.168.10.100:5601
第一次登录需要添加一个 ES 索引 点击 create 创建
索引添加完成后,点击 Discover 按钮可查看图表信息及日志信息
数据展示可以分类显示,例如:在 Available Fileds 中的 host
5.5 将 Apache 服务器的日志(访问的、错误的)添加到 ES 并通过 Kibana 显示
apache 服务器
[root@apache opt]
input {
file{
path => "/etc/httpd/logs/access_log"
type => "access"
start_position => "beginning"
}
file{
path => "/etc/httpd/logs/error_log"
type => "error"
start_position => "beginning"
}
}
output {
if [type] == "access" {
elasticsearch {
hosts => ["192.168.10.100:9200", "192.168.10.101:9200"]
index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
}
}
if [type] == "error" {
elasticsearch {
hosts => ["192.168.10.100:9200", "192.168.10.101:9200"]
index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
}
}
}
[root@apache opt]
[root@apache conf.d]
······
23:42:13.199 [Api Webserver] INFO logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9601}
5.6 浏览器访问
浏览器访问 http://192.168.10.100:9100 查看索引是否创建 可能你只看到了 apache-error,那是因为 access 需要访问 httpd 页面才能生成
浏览器访问 http://192.168.10.100:5601 登录 kibana,添加 apache_access-* 和 apache_error-* 索引,查看日志信息。
三、ELFK(Filebeat + ELK)
1. Filebeat 的作用
- 由于 logstash 会大量占用系统的内存资源,一般我们会使用 filebeat 替换 logstash 收集日志的功能,组成 ELFK 架构。
- 或用 fluentd 替代 logstash 组成 EFK(elasticsearch/fluentd/kibana),由于 fluentd 是由 Go 语言开发的,一般在 K8s 环境中使用较多。
2. ELFK 工作流程
- filebeat 将日志收集后交由 logstash 处理
- logstash 进行过滤、格式化等操作,满足过滤条件的数据将发送给 ES
- ES 对数据进行分片存储,并提供索引功能
- Kibana 对数据进行图形化的 web 展示,并提供索引接口
3. ELFK 的部署
3.1 服务器配置
服务器 | 配置 | 主机名 | ip地址 | 主要软件部署 |
---|
node1 节点 | 2C/4G | node1 | 192.168.10.100 | ElasticSearch、Kibana | node2 节点 | 2C/4G | node2 | 192.168.10.101 | ElasticSearch | apache 节点 | - | apache | 192.168.10.30 | Logstash、Apache | filebeat 节点 | - | filebeat | 192.168.10.20 | Filebeat |
在 ELK 的基础上,增加一台 filebeat 服务器
3.2 服务器环境
filebeat 节点
[root@localhost ~]
[root@localhost ~]
[root@filebeat ~]
[root@filebeat ~]
3.3 安装 filebeat
filebeat 节点
[root@filebeat ~]
[root@filebeat ~]
[root@filebeat opt]
[root@filebeat opt]
3.4 修改 filebeat 主配置文件
filebeat 节点
[root@filebeat opt]
[root@filebeat filebeat]
[root@filebeat filebeat]
filebeat.prospectors:
- type: log
enabled: true
- /var/log/*.log
- /var/log/messages
fields:
service_name: filebeat
log_type: log
service_id: 192.168.10.20
该区域内容全部注释
output.logstash:
hosts: ["192.168.10.30:5044"]
[root@filebeat filebeat]
3.5 在 logstash 组件所在节点(apache节点)上新建一个 logstash 配置文件
[root@apache ~]
[root@apache conf.d]
input {
beats {
port => "5044"
}
}
output {
elasticsearch {
hosts => ["192.168.10.100:9200", "192.168.10.101:9200"]
index => "%{[fields][service_name]}-%{+YYYY.MM.dd}"
}
stdout {
codec => rubydebug
}
}
[root@apache conf.d]
3.6 浏览器验证
浏览器访问 http://192.168.10.100:5601 登录 kibana, 添加 filebeat-* 索引后在 Discover 中查看 filebeat 日志收集情况。
ELK 理论详解 ELK 部署 ELK 详解 Zookeeper、Kafka集群与Filebeat+Kafka+ELK架构
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