一文秒懂Prometheus 介紹及工作原理

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1. Prometheus 介紹

Prometheus是一套開源的系統監控報警框，相比Nagios或者Zabbix擁有如下優點

1.1 易管理性

Prometheus: Prometheus核心部分隻有一個單獨的二進制文件，可直接在本地工作，不依賴於分佈式存儲。

1.2 業務數據相關性

Prometheus：監控服務的運行狀態，基於Prometheus豐富的Client庫，用戶可以輕松的在應用程序中添加對Prometheus的支持，從而讓用戶可以獲取服務和應用內部真正的運行狀態。

1.3 高效：

單一Prometheus可以處理數以百萬的監控指標；每秒處理數十萬的數據點。

1.4 易於伸縮：

通過使用功能分區（sharing）+聯邦集群（federation）可以對Prometheus進行擴展，形成一個邏輯集群；Prometheus提供多種語言的客戶端SDK，這些SDK可以快速讓應用程序納入到Prometheus的監控當中。

1.5 良好的可視化：

Prometheus除瞭自帶有Prometheus UI，Grafana可視化工具也提供瞭完整的Proetheus支持

2. Prometheus 框架圖

在這裡插入圖片描述

3. Prometheus 組件介紹

3.1 Prometheus Server：

Prometheus Sever是Prometheus組件中的核心部分，負責實現對監控數據的獲取，存儲及查詢。Prometheus Server可以通過靜態配置管理監控目標，也可以配合使用Service Discovery的方式動態管理監控目標，並從這些監控目標中獲取數據。其次Prometheus Sever需要對采集到的數據進行存儲，Prometheus Server本身就是一個實時數據庫，將采集到的監控數據按照時間序列的方式存儲在本地磁盤當中。Prometheus Server對外提供瞭自定義的PromQL，實現對數據的查詢以及分析。另外Prometheus Server的聯邦集群能力可以使其從其他的Prometheus Server實例中獲取數據。

3.2 Exporters：

Exporter將監控數據采集的端點通過HTTP服務的形式暴露給Prometheus Server，Prometheus Server通過訪問該Exporter提供的Endpoint端點，即可以獲取到需要采集的監控數據。可以將Exporter分為2類：
直接采集：這一類Exporter直接內置瞭對Prometheus監控的支持，比如cAdvisor，Kubernetes，Etcd，Gokit等，都直接內置瞭用於向Prometheus暴露監控數據的端點。
間接采集：原有監控目標並不直接支持Prometheus，因此需要通過Prometheus提供的Client Library編寫該監控目標的監控采集程序。例如：Mysql Exporter，JMX Exporter，Consul Exporter等。

3.3 AlertManager：

在Prometheus Server中支持基於Prom QL創建告警規則，如果滿足Prom QL定義的規則，則會產生一條告警。在AlertManager從 Prometheus server 端接收到 alerts後，會進行去除重復數據，分組，並路由到對收的接受方式，發出報警。常見的接收方式有：電子郵件，pagerduty，webhook 等。

3.4 PushGateway:

Prometheus數據采集基於Prometheus Server從Exporter pull數據，因此當網絡環境不允許Prometheus Server和Exporter進行通信時，可以使用PushGateway來進行中轉。通過PushGateway將內部網絡的監控數據主動Push到Gateway中，Prometheus Server采用針對Exporter同樣的方式，將監控數據從PushGateway pull到Prometheus Server。

4. Prometheus的工作流：

4.1 Prometheus server定期從配置好的jobs或者exporters中拉取metrics，或者接收來自 Pushgateway發送過來的metrics，或者從其它的Prometheus server中拉metrics。

4.2 Prometheus server在本地存儲收集到的metrics，並運行定義好的alerts.rules，記錄新的時間序列或者向Alert manager推送警報。

4.3 Alertmanager根據配置文件，對接收到的警報進行處理，發出告警。

4.4 在圖形界面中，可視化采集數據。

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