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深入 Prometheus 监控生态 - 第六篇：与 Grafana 实现系统全面监控（健康状态和任务状态看板）

article 2024/11/1 5:48:15

文章目录

前言
部署 Grafana 和连接 Prometheus 数据源
- 简单部署 Grafana
构建系统监控看板
- 1. 监控信息查看
- 2. 看板制作（表格图）
- - 配置表格图（Line Chart）
配置告警规则与通知
- 1. Prometheus 中的告警规则
- 2. Grafana 告警配置（常用）
- 3. 企业微信通知推送
总结

前言

Grafana 是一款强大的开源监控和数据可视化工具，广泛应用于 IT 基础设施的监控和性能分析。它支持多种数据源，如 Prometheus、MySQL、Elasticsearch 等，能够将繁杂的数据转换为易于理解的图表、曲线图和统计面板。结合 Prometheus 监控体系，我们将在 Grafana 中构建一个全面的系统健康状态监控看板，涵盖任务状态、硬件健康、资源使用等关键指标，并配置实时告警与企业微信通知功能，帮助运维团队及时应对潜在问题。

部署 Grafana 和连接 Prometheus 数据源

简单部署 Grafana

下载与安装：根据操作系统选择适合的安装方式（例如，Linux 下通过 apt 或 yum 安装，或者 Docker 中使用 Grafana 镜像）。
```
# 使用 Docker 安装 Grafana
docker run -d --name=grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
```
初次登录：启动后，打开 http://localhost:3000，默认用户名和密码均为 admin。登录后可以根据需求修改密码。
添加数据源 Prometheus：
- 在 Grafana 主页面，进入 Configuration > Data Sources，点击 Add data source。
- 选择 Prometheus 作为数据源，配置 Prometheus 服务器的地址（通常为 http://<Prometheus_IP>:9090），点击 Save & Test 确认连接成功。

构建系统监控看板

1. 监控信息查看

Prometheus 提供了众多监控指标（metrics），例如任务状态、CPU、内存、磁盘等资源使用情况。通常硬件健康和任务状态可以通过安装的 node_exporter 或其他特定的 exporter 监控。例如，基于 IPMI 协议的监控常用于硬件健康状态，返回的值通常为 1 表示健康、0 表示不健康（具体可根据设备官方相应文档或浏览器访问该 exporter 页面，一般都会有参数说明）。

在监控设备 exporter 页面（通常），查看返回参数信息。
在 Prometheus 首页，点击 Graph ，输入参数可查看返回状态信息。并且可在此页面编写 Prometheus 公式，公式可应用于 Grafana 的 看板 和警告。

2. 看板制作（表格图）

为了直观地展示系统运行状态，Grafana 提供监控数据可视化展示，即看板，但需由用户制作。下面具体说说看板内表格图的详细的配置步骤。

首先在 Dashboards > New Dashboard 新建一个看板，并在看板里面 Add > Visualization 添加一个视图。

配置表格图（Line Chart）

表格图：
- 视图里边，右上角选择 Table 类型。
配置查询（Query）：
- 输入 Prometheus 查询公式（上面查询公式）。例如，监控 CPU 使用率的公式为：
```
100 - (avg by (instance) (rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) * 100)
```
- Grafana 会生成一条显示 CPU 使用率的表格。
监控信息调整：
- 加入监控信息后会发现，生成的默认表格只有两列，左侧是时间，右侧是返回值，那我们就要把有用的信息提取出来。
- 在 Query > Options > Format 选择 Table ，Type 选择 Instant ，这样发现除时间、返回值以外的，什么 instance、job、hostname 等等全都出来了，和 Pormetheus 在网页上返回的信息一致。
- 这时要将不要的列去掉，在 Transform > Add transformation 添加 Organize fieIds，将不要的列叉掉，将要的列 Rename 改名，方便查阅。
- 同时 Transform 还支持多项调整，比如：Filter data by values 支持根据属性值调整返回信息，Add fieId from calculation 支持通过不同列的值计算得出新列等。
监控设备命名：
- 若是通过大量 IP 监控设备，在视图上无法快速确认该 IP 是什么设备，所以一般会将 IP 命名为指定设备。
- 右侧点击 Add fieId override > FieIds with name ，并选择那一列的值需要改名，点击 Edit value mappings 根据返回 IP 值修改监控设备名称。
表格样式调整：
- 右侧 Override x 就是用于调整所选列的样式，如：Column width 就是列宽，Threshold 就是配置相应的阈值和颜色。
- 可通过 Add fieId override > FieIds with name 新建，再 Add fieId property > Column width 追加属性即可。
- 在 Override x 基础上，Add fieId property > ‘Cell options > Cell type’ 选择 Colored text ，Add fieId property > Thresholds 配置相应的阈值和颜色。例如，设定低于 80% 为绿色（健康），80-90% 为黄色（警告），超过 90% 为红色（严重）。
其他：
- 配置错误可以对该 视图 点击右上角 Edit 重新修改并保存。

配置告警规则与通知

1. Prometheus 中的告警规则

在 Prometheus 中定义告警规则，可以使监控更加灵活并减轻 Grafana 的负担。我们可以先在 Prometheus 中写好规则，再通过 Grafana 来显示和推送告警。

编写 Prometheus 告警规则：

在 Prometheus 配置文件中添加规则文件路径。

例如，监控 CPU 使用率高于 90% 时触发告警：

groups:
- name: CPU Alert
  rules:
  - alert: HighCPUUsage
    expr: (100 - (avg by (instance) (rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) * 100)) > 90
    for: 1m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "Instance {{ $labels.instance }} CPU usage high"
      description: "CPU usage is above 90% (current value: {{ $value }}%)"

在 Grafana 中应用告警：
- 将 Prometheus 中的告警规则显示在 Grafana，看板中的折线图或表格图可以自动引用这些告警。

2. Grafana 告警配置（常用）

设置告警规则：
- 选择图表中的 Alert > Create Alert。
- 配置告警规则的触发条件（根据 Prometheus 公式配置报警规则）。例如，当 CPU 使用率超过 90% 持续 1 分钟，触发告警。
- 添加通知渠道（Notification channel），如企业微信。

3. 企业微信通知推送

企业微信支持 API 方式接收告警信息，需先在企业微信后台创建应用，并获取企业 ID、应用 ID、应用 Secret。

配置企业微信推送 API：
- 企业微信后台创建应用，记录 CorpID（企业ID）、AgentID（应用ID）、Secret（应用Secret）。
- 配置 Grafana 中的 Notification Channel，使用企业微信 Webhook API（配置 Integration 类型选择 WeCom）。
API 推送设置：
- 在 Grafana 中，进入 Configuration > Notification channels，选择 Webhook 作为通知方式。
- Webhook URL 格式示例：
```
https://qyapi.weixin.qq.com/cgi-bin/message/send?access_token=ACCESS_TOKEN
```
- 配置示例代码：
```
{
  "msgtype": "text",
  "text": {
    "content": "告警通知：{{ .Labels.alertname }} - {{ .Annotations.description }}"
  },
  "touser": "@all",
  "agentid": "<AgentID>"
}
```
- 替换相应的参数并测试通知是否可行。通过此配置，当告警触发时，企业微信将自动收到通知。