ELK 协议栈介绍及体系结构

ELK其实并不是一款软件，而是一整套解决方案，是三个软件产品的首字母缩写，Elasticsearch，Logstash 和 Kibana。这三款软件都是开源软件，通常是配合使用，而且又先后归于 Elastic.co 公司名下，故被简称为ELK协议栈

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Elasticsearch

Elasticsearch 是一个实时的分布式搜索和分析引擎，它可以用于全文搜索，结构化搜索以及分析。它是一个建立在全文搜索引擎 Apache Lucene基础上的搜索引擎，使用Java语言编写
主要特点

实时分析
分布式实时文件存储，并将每一个字段都编入索引
文档导向，所有的对象全部是文档
高可用性，易扩展，支持集群（Cluster）、分片和复制（Shards 和 Replicas）。见图 2 和图 3
接口友好，支持 JSON

图2
图3

Logstash

Logstash 是一个具有实时渠道能力的数据收集引擎。使用 JRuby 语言编写。其作者是世界著名的运维工程师乔丹西塞 (JordanSissel)

主要特点

几乎可以访问任何数据
可以和多种外部应用结合
支持弹性扩展
它由三个主要部分组成，见图 4：

Shipper－发送日志数据
Broker－收集数据，缺省内置 Redis
Indexer－数据写入

图4

Kibana

Kibana是一款基于 Apache开源协议，使用 JavaScript语言编写，为 Elasticsearch提供分析和可视化的 Web 平台。它可以在Elasticsearch的索引中查找，交互数据，并生成各种维度的表图

Filebeat

ELK 协议栈的新成员，一个轻量级开源日志文件数据搜集器，基于 Logstash-Forwarder源代码开发(go语言开发，快，且占用空间小)，是对它的替代。在需要采集日志数据的 server 上安装Filebeat，并指定日志目录或日志文件后，Filebeat就能读取数据，迅速发送到Logstash进行解析，亦或直接发送到 Elasticsearch进行集中式存储和分析。

ELK 协议栈体系结构

ELK 常用架构及使用场景介绍

最简单架构

在这种架构中，只有一个 Logstash、Elasticsearch 和 Kibana 实例。Logstash 通过输入插件从多种数据源（比如日志文件、标准输入 Stdin 等）获取数据，再经过滤插件加工数据，然后经 Elasticsearch 输出插件输出到 Elasticsearch，通过 Kibana 展示

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Logstash 作为日志搜集器

这种架构是对上面架构的扩展，把一个 Logstash 数据搜集节点扩展到多个，分布于多台机器，将解析好的数据发送到 Elasticsearch server 进行存储，最后在 Kibana 查询、生成日志报表等

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这种结构因为需要在各个服务器上部署 Logstash，而它比较消耗 CPU 和内存资源，所以比较适合计算资源丰富的服务器，否则容易造成服务器性能下降，甚至可能导致无法正常工作。

logstash 最佳实践

Beats 作为日志搜集器

这种架构引入 Beats 作为日志搜集器。目前 Beats包括四种：

• Packetbeat（搜集网络流量数据）；
• Topbeat（搜集系统、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 事件日志数据）。

Beats 将搜集到的数据发送到 Logstash，经 Logstash 解析、过滤后，将其发送到 Elasticsearch存储，并由 Kibana 呈现给用户。

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这种架构解决了 Logstash 在各服务器节点上占用系统资源高的问题。相比 Logstash，Beats 所占系统的 CPU 和内存几乎可以忽略不计。另外，Beats 和 Logstash 之间支持 SSL/TLS 加密传输，客户端和服务器双向认证，保证了通信安全。

因此这种架构适合对数据安全性要求较高，同时各服务器性能比较敏感的场景。

基于 Filebeat 架构的配置部署详解

前面提到 Filebeat 已经完全替代了 Logstash-Forwarder 成为新一代的日志采集器，同时鉴于它轻量、安全等特点，越来越多人开始使用它。这个章节将详细讲解如何部署基于 Filebeat 的 ELK 集中式日志解决方案，具体架构见图 5。

图 5. 基于 Filebeat 的 ELK 集群架构

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引入消息队列机制的架构

Beats 还不支持输出到消息队列，所以在消息队列前后两端只能是 Logstash 实例。这种架构使用 Logstash 从各个数据源搜集数据，然后经消息队列输出插件输出到消息队列中。目前 Logstash 支持 Kafka、Redis、RabbitMQ 等常见消息队列。然后 Logstash 通过消息队列输入插件从队列中获取数据，分析过滤后经输出插件发送到 Elasticsearch，最后通过 Kibana 展示。详见图 4。

图 4. 引入消息队列机制的架构

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这种架构适合于日志规模比较庞大的情况。但由于 Logstash 日志解析节点和 Elasticsearch 的负荷比较重，可将他们配置为集群模式，以分担负荷。引入消息队列，均衡了网络传输，从而降低了网络闭塞，尤其是丢失数据的可能性，但依然存在 Logstash 占用系统资源过多的问题。

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启动一个容器

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