参考文档：
官方文档：https://prometheus.io/docs/introduction/overview/
其他文章： http://dbaplus.cn/news-72-1462-1.html
配合Grafana https://www.hi-linux.com/posts/25047.html

OVERVIEW

Prometheus 是一个开源的系统监控和警报工具包。非常适合记录时间序列数据，比如可以记录机器CPU、Memory的使用情况；也可以在微服务中收集各个维度的信息。

特点：

• 多维数据模型，时间序列由metric名字和K/V标签标识
• 灵活的查询语言(PromQL)
• 单机模式，不依赖分布式存储
• 基于HTTP采用pull方式收集数据
• 支持push数据到中间件(pushgateway)
• 通过服务发现或静态配置发现目标
• 多种图表和仪表盘

组件：

Prometheus生态系统由多个组件构成，其中多是可选的，根据具体情况选择

• Prometheus server - 收集和存储时间序列数据
• client library - 用于client访问server/pushgateway
• pushgateway - 对于短暂运行的任务，负责接收和缓存时间序列数据，同时也是一个数据源
• exporter - 各种专用exporter，面向硬件、存储、数据库、HTTP服务等
• alertmanager - 处理报警
• 其他各种支持的工具

架构图

INSTALL

Prometheus的安装还是很简单的。有以下三种：

• Using pre-compiled binaries
• From source
• Using Docker

我使用的是第一种方式。在https://prometheus.io/download/下载对应操作系统的安装包，解压即可运行。

CONFIGURATION

Prometheus 支持使用YAML文件配置系统。下面的配置文件表示每15s收集一次prometheus server自身的数据。evaluation_interva: 15s 表示每15s检查一次是否ch

global:
  scrape_interval:     15s
  evaluation_interval: 15s

# 报警规则
rule_files:
  # - "first.rules"
  # - "second.rules"

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']

RUN

运行：

cd  Prometheus_install_dir
./prometheus --config.file=prometheus.yml

访问http://localhost:9090，可以看到如下图：

image.png

QUERY

Prometheus提供PromQL进行数据查询，首先需要了解一些概念:

数据模型

metric名字和标签集合确定一个唯一的时间序列；时间序列数据样本由一个毫秒精度的时间戳和一个float64类型的值组成。数据需要满足下列格式：

metric_name [
  "{" label_name "=" `"` label_value `"` { "," label_name "=" `"` label_value `"` } [ "," ] "}"
] value [ timestamp ]

一条完整的数据：

# HELP http_requests_total The total number of HTTP requests.
# TYPE http_requests_total counter
http_requests_total{method="post",code="200"} 1027 1395066363000
http_requests_total{method="post",code="400"}    3 1395066363000

JOBS AND INSTANCE

被监控的一个节点叫instance，这样的一组节点叫job。

• job: api-server
  ** instance 1: 1.2.3.4:5670
  ** instance 2: 1.2.3.4:5671
  ** instance 3: 5.6.7.8:5670
  ** instance 4: 5.6.7.8:5671
  生成数据时会自动加上job、instance的信息到labels中。

所以一条完整的时间序列数据可能是下面这样的：

http_request{method: "POST",host: "host-1"
,uri: "/index.htm",job: "api-server", instance:"1.2.3.4:5670"}  3 1395066363000

查询参考http://caosiyang.github.io/2017/10/27/prometheus/，讲的非常好。

查询示例

VISUALIZATION

Prometheus支持三种图形展示方式

• Expression browser
  自带，比较简单，可以进行debug。
• Grafana
  有丰富的图文显示。官方推荐。
• Console templates
  使用 Go templating language，方便定制化和版本控制，但是有一定的门槛。

Storage

自身包含了一个基于本地磁盘的时间序列数据库，但是也是支持其他远程的存储系统。

Local storage

• --storage.tsdb.path 数据库位置，默认 data/
• --storage.tsdb.retention 数据保留时间，默认15d

占用空间计算公式

needed_disk_space = retention_time_seconds * ingested_samples_per_second * bytes_per_sample

Remote storage

可以弥补local storage在扩展性和持久性方面的不足。
通过两种方式和remote storage交互：

• 可以通过 a remote URL 写数据
• 可以通过 a remote URL 读数据

可以集成下列数据库：

• AppOptics: write
• Chronix: write
• Cortex: read and write
• CrateDB: read and write
• Gnocchi: write
• Graphite: write
• InfluxDB: read and write
• OpenTSDB: write
• PostgreSQL/TimescaleDB: read and write
• SignalFx: write

SECURITY

不提供用户和权限认证功能。需要用户使用防火墙或者反向代理。

服务自动发现

官方支持Consul、etcd和K8S等。
比较简单的方式是通过脚本定期更新文件来实现自动发现。

FEDERATION

Federation 允许一个Prometheus server从另外一个Prometheus server抓取数据。
即可以横向扩展Prometheus，也可以结合多个系统的数据。

配置举例（下列配置表示从 source-prometheus-{1,2,3}:9090 中获取 job="prometheus" 或者m etric name 以 job: 打头的数据）：

- job_name: 'federate'
  scrape_interval: 15s

  honor_labels: true
  metrics_path: '/federate'

  params:
    'match[]':
      - '{job="prometheus"}'
      - '{__name__=~"job:.*"}'

  static_configs:
    - targets:
      - 'source-prometheus-1:9090'
      - 'source-prometheus-2:9090'
      - 'source-prometheus-3:9090'