elk

2 Elasticsearch介绍

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,采用Java语言编写。目前,最新的版本是Elasticsearch7.6.1,它的主要特点如下:

实时搜索,实时分析分布式架构、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)接口友好,支持JSON

从图中可以看出,Elasticsearch集群中有Master Node和SlaveNode两种角色,其实还有一种角色Client Node,这在后面会做深入介绍。

3 Logstash介绍

Logstash是一款轻量级的、开源的日志收集处理框架,它可以方便的把分散的、多样化的日志搜集起来,并进行自定义过滤分析处理,然后传输到指定的位置,比如某个服务器或者文件。Logstash采用JRuby语言编写,目前最新的版本是Logstash7.6.1,它的主要特点如下:

几乎可以访问任何数据可以和多种外部应用整合支持动态、弹性扩展

Logstash的理念很简单,从功能上来讲,它只做三件事情:

input:数据收集filter:数据加工,如过滤,改写等output:数据输出

Shipper:主要用来收集日志数据,负责监控本地日志文件的变化,及时把日志文件的最新内容收集起来,然后经过加工、过滤,输出到Broker。 Broker:相当于日志Hub,用来连接多个Shipper和多个Indexer。 Indexer:从Broker读取文本,经过加工、过滤,输出到指定的介质(可以是文件、网络、elasticsearch等)中。

Redis服务器是logstash官方推荐的broker,这个broker起数据缓存的作用,通过这个缓存器可以提高Logstashshipper发送日志到Logstash indexer的速度,同时避免由于突然断电等导致的数据丢失。可以实现broker功能的还有很多软件,例如kafka等。 这里需要说明的是,在实际应用中,LogStash自身并没有什么角色,只是根据不同的功能、不同的配置给出不同的称呼而已,无论是Shipper还是Indexer,始终只做前面提到的三件事。 这里需要重点掌握的是logstash中Shipper和Indexer的作用,因为这两个部分是logstash功能的核心,在下面的介绍中,会陆续介绍到这两个部分实现的功能细节。

4 kibana介绍

Kibana是一个开源的数据分析可视化平台。使用Kibana可以为Logstash和ElasticSearch提供的日志数据进行高效的搜索、可视化汇总和多维度分析,还可以与Elasticsearch搜索引擎之中的数据进行交互。它基于浏览器的界面操作可以快速创建动态仪表板,实时监控ElasticSearch的数据状态与更改。

5 ELK工作流程

有些时候,如果收集的日志量较大,为了保证日志收集的性能和数据的完整性,logstash shipper和logstash indexer之间的缓冲器(Broker)也经常采用kafka来实现。

在这个图中,要重点掌握的是ELK架构的数据流向,以及logstash、Elasticsearch和Kibana组合实现的功能细节。

ELK常见应用架构

1 最简单的ELK架构

ELK套件在大数据运维应用中是一套必不可少的、方便的、易用的开源解决方案,它提供搜集、过滤、传输、储存等机制,对应用系统和海量日志进行集中管理和准实时搜索、分析,并通过搜索、监控、事件消息和报表等简单易用的功能,帮助运维人员进行线上业务系统的准实时监控、业务异常时及时定位原因、排除故障等,还可以跟踪分析程序Bug、分析业务趋势、安全与合规审计,深度挖掘日志的大数据应用价值。

下图是最简单的ELK应用架构:

此架构主要是将Logstash部署在各个节点上搜集相关日志、数据,并经过分析、过滤后发送给远端服务器上的Elasticsearch进行存储。Elasticsearch再将数据以分片的形式压缩存储,并提供多种API供用户查询、操作。用户可以通过Kibana Web直观的对日志进行查询,并根据需求生成数据报表。

此架构的优点是搭建简单,易于上手。缺点是Logstash消耗系统资源比较大,运行时占用CPU和内存资源较高。另外,由于没有消息队列缓存,可能存在数据丢失的风险。此架构建议供初学者或数据量小的环境使用。

2 典型ELK架构

为保证ELK收集日志数据的安全性和稳定性,此架构引入了消息队列机制,下图是典型的ELK应用架构:

此架构主要特点是引入了消息队列机制,位于各个节点上的Logstash Agent(一级Logstash,主要用来传输数据)先将数据传递给消息队列(常见的有Kafka、Redis等),接着,Logstash server(二级Logstash,主要用来拉取消息队列数据,过滤并分析数据)将格式化的数据传递给Elasticsearch进行存储。最后,由Kibana将日志和数据呈现给用户。由于引入了Kafka(或者Redis)缓存机制,即使远端Logstash server因故障停止运行,数据也不会丢失,因为数据已经被存储下来了。

这种架构适合于较大集群、数据量一般的应用环境,但由于二级Logstash要分析处理大量数据,同时Elasticsearch也要存储和索引大量数据,因此它们的负荷会比较重,解决的方法是将它们配置为集群模式,以分担负载。

此架构的优点在于引入了消息队列机制,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,在海量数据应用场景下,可能会出现性能瓶颈。

3 ELK集群架构

这个架构是在上面第二个架构基础上改进而来的,主要是将前端收集数据的Logstash Agent换成了filebeat,消息队列使用了kafka集群,然后将Logstash和Elasticsearch都通过集群模式进行构建,完整架构如下图所示:

此架构适合大型集群、海量数据的业务场景,它通过将前端LogstashAgent替换成filebeat,有效降低了收集日志对业务系统资源的消耗。同时,消息队列使用kafka集群架构,有效保障了收集数据的安全性和稳定性,而后端Logstash和Elasticsearch均采用集群模式搭建,从整体上提高了ELK系统的高效性、扩展性和吞吐量。

Mac 使用

1 ElasticSearch install on mac

Package Doc

    ./bin/elasticsearch

    ./bin/elasticsearch -d -p pid (daemon)

    http://localhost:9200/

Q1:

    future versions of Elasticsearch will require Java 11; your Java version from [/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_171.jdk/Contents/Home/jre] does not meet this requirement

A1:

Jdk 13

    vim ~/.bash_profile

    export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-13.0.2.jdk/Contents/Home

    source ~/.bash_profile

2 Logstash install on mac

    brew tap elastic/tap
    brew install elastic/tap/logstash-full
    logstash

3 Kiban install on mac

Kiban

    ./bin/kibana

Q1:

Unable to revive connection: http://localhost:9200/

A1:

    vim config/kibana.yml

    server.host: "127.0.0.1"

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