如何使用 Prometheus 监控 Ubuntu 服务器：收集和可视化系统指标
简介
在当今快节奏的数字世界中，服务器的正常运行时间和性能至关重要。监控服务器以确保其最佳运行是系统管理员和 DevOps 团队的首要任务。有效的服务器监控可以防止停机，提高性能，并在问题升级之前帮助排除故障。Prometheus（普罗米修斯）是用于此目的的最强大的工具之一，它是一个最初在 SoundCloud 开发的开源监控和警报工具包。
本文旨在引导您完成设置 Prometheus 以监控 Ubuntu 服务器的过程。我们将涵盖从安装和配置到收集和可视化系统指标的所有内容。在本指南结束时，您将拥有一个功能齐全的监控设置，可以为您的服务器性能提供有价值的见解。
了解 Prometheus
什么是 Prometheus？Prometheus 是一个强大的监控系统，它以指定的间隔从配置的目标收集指标，评估规则表达式，显示结果，并在观察到特定条件时触发警报。它已成为云原生环境中监控的事实标准。Prometheus 的主要功能包括：
- 多维数据模型：Prometheus 使用时间序列数据模型，允许进行高维数据收集和查询。
- 灵活的查询语言：PromQL，Prometheus 查询语言，非常灵活且功能强大。
- автономный server: Prometheus 可以独立运行，无需依赖分布式存储。
- 高效存储：在本地时间序列数据库中高效存储时间序列数据。
- 拉取式模型：Prometheus 通过从目标端点拉取指标来收集指标。
- 可扩展性：Prometheus 可以处理大量的指标，使其适用于任何规模的环境。
- 与 Grafana 集成：Prometheus 与 Grafana（格拉法纳，一个领先的开源监控和可观测性平台）无缝集成，用于高级可视化。
- 丰富的生态系统：有广泛的 exporters（导出器）和集成可用，可以轻松扩展 Prometheus 以满足特定需求。
在 Ubuntu 上设置 Prometheus
系统要求在安装 Prometheus 之前，请确保您的 Ubuntu 服务器满足以下最低要求：
- Ubuntu 18.04 或更高版本。
- 至少 2 GB 的 RAM。
- 至少 2 个 CPU 核心。
- 10 GB 的可用磁盘空间。
更新 Ubuntu 软件包
首先，更新软件包列表并安装任何可用的升级：
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade
安装 Prometheus
从官方存储库下载并安装 Prometheus：
sudo useradd --no-create-home --shell /bin/false prometheus sudo mkdir /etc/prometheus sudo mkdir /var/lib/prometheus cd /tmp wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.31.1/prometheus-2.31.1.linux-amd64.tar.gz tar -xvzf prometheus-2.31.1.linux-amd64.tar.gz cd prometheus-2.31.1.linux-amd64 sudo cp prometheus /usr/local/bin/ sudo cp promtool /usr/local/bin/ sudo cp -r consoles /etc/prometheus sudo cp -r console_libraries /etc/prometheus sudo cp prometheus.yml /etc/prometheus
配置 Prometheus
编辑 Prometheus 配置文件 (/etc/prometheus/prometheus.yml) 以满足您的需求。对于基本设置，默认配置通常就足够了：
global: scrape_interval: 15s scrape_configs: - job_name: 'prometheus' static_configs: - targets: ['localhost:9090']
启动 Prometheus 服务
为 Prometheus 创建一个 systemd 服务文件：
sudo nano /etc/systemd/system/prometheus.service
添加以下内容：
[Unit] Description=Prometheus Wants=network-online.target After=network-online.target [Service] User=prometheus Group=prometheus Type=simple ExecStart=/usr/local/bin/prometheus \ --config.file /etc/prometheus/prometheus.yml \ --storage.tsdb.path /var/lib/prometheus/ \ --web.console.templates=/etc/prometheus/consoles \ --web.console.libraries=/etc/prometheus/console_libraries [Install] WantedBy=multi-user.target
重新加载 systemd，启用并启动 Prometheus：
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable prometheus sudo systemctl start prometheus
通过在 Web 浏览器中访问 http://<your_server_ip>:9090 来验证 Prometheus 是否正在运行。
收集系统指标
Exporters（导出器）简介Exporters 是将系统指标暴露给 Prometheus 的轻量级软件组件。它们对于从各种来源收集数据至关重要。
安装和配置 Node ExporterNode Exporter（节点导出器）是一个流行的导出器，用于收集硬件和操作系统指标。使用以下步骤安装 Node Exporter：
下载并安装 Node Exporter
cd /tmp wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.2.2/node_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz tar -xvzf node_exporter-1.2.2.linux-amd64.tar.gz cd node_exporter-1.2.2.linux-amd64 sudo cp node_exporter /usr/local/bin/
为 Node Exporter 创建 Systemd 服务
sudo nano /etc/systemd/system/node_exporter.service
添加以下内容：
[Unit] Description=Node Exporter Wants=network-online.target After=network-online.target [Service] User=prometheus Group=prometheus Type=simple ExecStart=/usr/local/bin/node_exporter [Install] WantedBy=multi-user.target
启动并启用 Node Exporter
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable node_exporter sudo systemctl start node_exporter
通过在 Web 浏览器中访问 http://<your_server_ip>:9100/metrics 来验证 Node Exporter 是否正在运行。
编辑 Prometheus 配置文件以包含 Node Exporter：
scrape_configs: - job_name: 'prometheus' static_configs: - targets: ['localhost:9090'] - job_name: 'node_exporter' static_configs: - targets: ['localhost:9100']
重新加载 Prometheus 配置
sudo systemctl reload prometheus
检查 Prometheus Web 界面，以确保正在收集来自 Node Exporter 的指标。
使用 Grafana 可视化指标
Grafana 简介Grafana 是一个开源的监控和可观测性平台。它提供丰富的可视化效果和用户友好的界面，用于与 Prometheus 收集的指标进行交互。
在 Ubuntu 上安装 Grafana要安装 Grafana，请按照以下步骤操作：
添加 Grafana APT 存储库
sudo apt-get install -y software-properties-common wget -q -O - https://packages.grafana.com/gpg.key | sudo apt-key add - sudo add-apt-repository "deb https://packages.grafana.com/oss/deb stable main"
安装 Grafana
sudo apt-get update sudo apt-get install grafana
启动并启用 Grafana
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable grafana-server sudo systemctl start grafana-server
通过在 Web 浏览器中访问 http://<your_server_ip>:3000 来验证 Grafana 是否正在运行。默认登录凭据为 admin/admin。
要将 Grafana 连接到 Prometheus：
- 添加 Prometheus 作为数据源:
- 登录到 Grafana。
- 转到 Configuration（配置） > Data Sources（数据源）。
- 单击 Add data source（添加数据源） 并选择 Prometheus。
- 输入您的 Prometheus 服务器的 URL (
https://127.0.0.1:9090)。 - 单击 Save & Test（保存并测试） 以验证连接。
-
创建一个新仪表板:
- 单击左侧边栏上的 + 图标，然后选择 Dashboard（仪表板）。
- 单击 Add new panel（添加新面板） 以创建一个新的可视化。
-
添加面板以可视化指标:
- 选择可视化的类型（例如，graph（图表）、gauge（仪表盘）、table（表格））。
- 使用 PromQL 查询 Prometheus 中的指标。例如，要可视化 CPU 使用率，您可以使用：
rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m]) - 自定义面板的标题、标签和颜色。
-
保存和共享仪表板:
- 单击顶部的 Save（保存） 图标来保存您的仪表板。
- 通过单击 Share（共享） 图标并复制链接来共享仪表板。
高级监控和警报
在 Prometheus 中设置警报Prometheus 的 Alertmanager（警报管理器）处理警报，并根据预定义的规则发送通知。
配置 Alertmanager
安装 Alertmanager
cd /tmp wget https://github.com/prometheus/alertmanager/releases/download/v0.22.2/alertmanager-0.22.2.linux-amd64.tar.gz tar -xvzf alertmanager-0.22.2.linux-amd64.tar.gz cd alertmanager-0.22.2.linux-amd64 sudo cp alertmanager /usr/local/bin/
为 Alertmanager 创建一个 systemd 服务
sudo nano /etc/systemd/system/alertmanager.service
添加以下内容：
[Unit] Description=Prometheus Alertmanager Wants=network-online.target After=network-online.target [Service] User=prometheus Group=prometheus Type=simple ExecStart=/usr/local/bin/alertmanager --config.file=/etc/prometheus/alertmanager.yml [Install] WantedBy=multi-user.target
启动并启用 Alertmanager
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable alertmanager sudo systemctl start alertmanager
在 Prometheus 中配置警报
编辑 prometheus.yml 以包含 Alertmanager 配置：
alerting: alertmanagers: - static_configs: - targets: ['localhost:9093'] rule_files: - "alert.rules"
创建包含示例警报规则的 alert.rules：
groups: - name: example rules: - alert: HighCPUUsage expr: rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m]) < 20 for: 2m labels: severity: critical annotations: summary: "High CPU usage detected" description: "CPU usage has exceeded 80% for more than 2 minutes."
重新加载 Prometheus 配置
sudo systemctl reload prometheus
Prometheus 可以通过各种渠道发送通知，例如电子邮件、Slack 或 PagerDuty。在 alertmanager.yml 中配置通知渠道：
global: smtp_smarthost: 'smtp.example.com:587' smtp_from: 'alertmanager@example.com' smtp_auth_username: 'user@example.com' smtp_auth_password: 'password' route: receiver: 'email-alert' receivers: - name: 'email-alert' email_configs: - to: 'admin@example.com'
测试您的警报以确保它们被触发并且通知被正确发送。
最佳实践和技巧
- 保持 Prometheus、Node Exporter 和 Grafana 更新，以从最新的功能和安全补丁中获益。
- 定期审查和更新警报规则，以匹配您当前的监控需求。
- 微调 Prometheus 配置参数，例如
scrape_interval和storage.tsdb.retention，以平衡性能和资源使用。 - 监控 Prometheus 自身的指标，以确保其高效运行。
- 使用 SSL/TLS 保护 Prometheus 和 Grafana 界面。
- 实施身份验证和授权，以限制对您的监控设置的访问。
- 定期审计和审查安全设置，以防止未经授权的访问。
结论
实施 Prometheus 进行服务器监控可以显着增强您管理和优化服务器基础设施的能力。其灵活性、可扩展性和集成能力使其成为任何组织的强大工具。
George Whittaker 是 Linux Journal 的编辑，也是一位定期撰稿人。George 撰写技术文章已有二十年，并且是 Linux 用户超过 15 年。在空闲时间，他喜欢编程、阅读和游戏。
