为你讲解ELK的组成与部署

Posted 2021-05-15 小白的成功进阶之路

为你讲解ELK的组成与部署

• 一、ELK日志分析系统
• • 1、ELK的三大组成
  • 2、ELK日志处理步骤
• 二、Elasticsearch的核心
• • 1、接近实时（NRT）
  • 2、集群（cluster）
  • 3、节点（node）
  • 4、索引（index）
  • 5、类型（type）
  • 6、文档（document）
  • 7、分片和副本（shards & replicas）
  • 8、相关概念在关系型数据库和ElasticSearch中的对应关系
• 三、Logstash
• • 1、Logstash简介
  • 2、Logstash主机分类
• 四、Kibana
• 五、部署ELK
• • 1、配置基础环境
  • 2、部署Elasticsearch（node1和node2）
  • 3、安装elasticsearch-head（node1和node2）
  • 4、安装 logstash（192.168.184.30）
  • 5、安装kibana（node1）
  • 6、对接httpd日志文件（访问、错误）
• 总结
• • ELK处理过程

一、ELK日志分析系统

1、ELK的三大组成

• E：Elasticsearch
  • 是一个开源分布式搜索引擎，特点有：分布式、零配置、自动发现
  • 索引自动分片、索引副本机制，restful风格接口，多数据，自动搜索负载等
  • 通常作为具有复杂搜索场景情况下的核心发动机
• L：Logstash
  • 是一个完全开源的工具，它可以对日志进行收集、过滤，并将其存储，供以后使用
• K：Kibana
  • 是一个开源免费的工具，kibana可以为Logstash和Elasticsearch提供友好的日志分析web页面

2、ELK日志处理步骤

• 【1】将日志进行集中化管理（Beats）
  • 管理包含四种工具：
    • Packetbeat（搜集网络流量数据）
    • Topbeat（搜集系统、进程和文件系统级别的CPU和内存使用情况等数据）
    • Filebeat（搜集文件数据）
    • Winlogbeat（搜集Windows事件日志数据）
• 【2】将日志格式化（Logstash）并输出到Elasticsearch
• 【3】对格式化后的数据进行索引和存储（Elasticsearch）
• 【4】前端数据的展示（Kibana）

二、Elasticsearch的核心

1、接近实时（NRT）

• Elasticsearch是一个接近实时的搜索平台，这意味着，从索引一个文档直到这个文档能够被搜索到有一个轻微的延迟（通常是1秒）

2、集群（cluster）

• 一个集群就是由一个或者多个节点组织在一起，它们共同持有你整个的数据，并一起提供索引和搜索功能。
• 其中一个为主节点，这个主节点是可以通过选举产生的，并提供跨节点的联合索引和搜索功能。
• 集群有一个唯一性标示的名字，默认是Elasticsearch，集群的名字很重要，每个节点是基于集群名字加入到集群中的。因此，确保在不同的环境中使用不同的集群名字。
• 一个集群可以只有一个节点，建议在配置Elasticsearch时，配置成集群模式。
• Elasticsearch具有集群机制，节点通过集群名称加入到集群中，同时在集群中的节点会有一个自己唯一的身份标识（自己的名称）

3、节点（node）

• 节点就是一台单一的服务器，是集群的一部分，存储数据并参与集群的索引和搜索功能。像集群一样，节点也是通过名字来标识，默认是在节点启动时随机分配的字符名。也可自己定义，名字很重要，在集群中用于识别服务器对应的节点
• 节点可以通过指定集群名字来加入到集群中。默认情况下，每个节点被设置成加入到Elasticsearch集群。如果启动了多个节点，假设能自动发现对方，他们将会自动组建一个名为Elasticsearch的集群。

4、索引（index）

• 一个索引就是一个拥有几分相似特征的文档的集合。
• 一个索引由一个名字来标识（必须全部是小写字母），并且当我们要对对应于这个索引中的文档进行索引、搜索、更新和删除的时候。都要使用到这个名字。在一个集群中，可以定义任意多的索引。

5、类型（type）

• 在一个索引中，你可以定义一种或多种类型。一个类型是你的索引的一个逻辑上的分类/分区，其语义完全由你来定。
• 通常会为具有一组共同字段的文档定义一个类型。

6、文档（document）

• 一个文档是一个可被索引的基础信息单元
• 在一个index/type里面，只要你想，你可以存储任意多的文档。注意，虽然一个文档在物理上位于一个索引中，实际上一个文档必须在一个索引内被索引和分配一个类型

7、分片和副本（shards & replicas）

• 实际情况下，索引存储的数据可能超过单个节点的硬件限制。为了解决这个问题，Elasticsearch提供将索引分成多个分片的功能。当在创建索引时，可以定义想要的分片数量。每一个分片就是一个全功能的独立的索引，可以位于集群中任何节点上。
  • 分片的主要原因：
    • 水平分割扩展，增大存储量
    • 分布式并跨越分片操作，提高性能和吞吐量
• 分布式分片机制和搜索请求的文档如何火鬃完全是由Elasticsearch控制的，这些对用户是完全透明的。
• 为了健壮性，建议有一个故障切换机制，为此，Elasticsearch让我们将索引分片复制一份或多份，称之为分片副本
  • 分片副本的原因：
    • 高可用性，以应对分片或者节点故障。处于这个原因，分片副本要在不同的节点上
    • 增大吞吐量，搜索可以并行在所有副本上执行
• 总之，每个索引可以被分成多个分片。一个索引可以被复制0次或者多次。一旦复制了，每个索引就有了主分片 （作为复制源的原来的分片）和复制分片（主分片的拷贝）之别。分片和副本的数量可以在索引创建的时候指定。在索引创建之后，你可以在指定任何时候动态的改变副本的数量，但是你事后不能改变分片的数量。
• 默认情况下，Elasticsearch中的每个索引被分片5个主分片和1个副本，这意味着，如果你的集群中至少有两个节点，你的索引将会有5个主分片和另外的5个副本分片（一个完全拷贝），这样的话每个索引总共有10个分片。

8、相关概念在关系型数据库和ElasticSearch中的对应关系

关系型数据库	Elasticsearch
数据库Database	索引Index，支持全文检索
表Table	类型Type
数据行Row	文档Document，但不需要固定结构，不同文档可以具有不同字段集合
数据列Column	字段Field
模式Schema	映像Mapping

三、Logstash

1、Logstash简介

• Logstash由JRuby语言编写，基于消息（message-based）的简单架构，并运行在java虚拟机（JVM）上。不同于分离的代理端（agent）或主机端（server），Logstash可配置单一的代理端与其他开源软件结合，以实现不同的功能
• 常用插件：
  • input：收集源数据（访问日志、错误日志等）
  • Filter Plugin：用于过滤日志和格式处理
  • Output：输出日志
• 主要组件：
  • Shipper(日志收集)：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。通常，远程代理端（agent）只需要运行这个组件即可
  • Indexer(日志存储)：负责接收日志并写入到本地文件
  • Broker(日志Hub)：负责连接多个Shipper和多个Indexer
  • Search and Storage：允许对事件进行搜索和存储
  • Web Interface：基于Web的展示界面

2、Logstash主机分类

• 【1】代理主机（agent host）：作为事件的传递者（Shipper），将各种日志数据发送至中心主机，只需运行Logstash代理程序
• 【2】中心主机（central host）：可运行包括中间转发器（Broker）、索引器（Indexer）、搜索和存储器（Search and Storage）、Web界面端（Web Interface）在内的各个组件，以实现对日志数据的接收、处理和存储

四、Kibana

• Kibana 是用于在 Elasticsearch 中可视化数据的强大工具，可通过基于浏览器的界面轻松搜索，可视化和探索大量数据。
• 主要功能：
  • Kibana主要功能：
    • Elasticsearch无缝之集成。
      • Kibana架构为Elasticsearch定制，可以将任何结构化和非结构化数据加入Elasticsearch索引。Kibana还充分利用了Elasticsearch强大的搜索和分析功能。
    • 整合数据。
      • Kibana能够更好地处理海量数据，并据此创建柱形图、折线图、散点图、直方图、饼图和地图。
    • 复杂数据分析。
      • Kibana提升了Elasticsearch分析能力，能够更加智能地分析数据，执行数学转换并且根据要求对数据切割分块。
    • 让更多团队成员收益。
      • 强大的数据库可视化接口让各业务岗位都能够从数据集合受益。
    • 接口灵活，分享更容易。
      • 使用Kibana可以更加方便地创建、保存、分享数据，并将可视化数据快速交流。
    • 配置简单。
      • Kibana的配置和启用非常简单，用户体验非常友好。Kibana自带Web服务器，可以快速启动运行。
    • 可视化多数据源。
      • Kibana可以非常方便地把来自Logstash、ES-Hadoop、Beats或第三方技术的数据整合到Elasticsearch，支持的第三方技术包括Apache flume、 Fluentd 等。
    • 简单数据导出。
      • Kibana可以方便地导出感兴趣的数据，与其它数据集合并融合后快速建模分析，发现新结果。

五、部署ELK

主机	IP地址	安装包 / 软件 / 工具
node1	192.168.184.10	Elasticsearch 、 kibana
node2	192.168.184.20	Elasticsearch
http	192.168.184.30	httpd / Logstash
Windows	192.168.184.188	——

1、配置基础环境

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

#配置java环境(三台都要)
java -version

cd /opt/elk
cp jdk-8u91-linux-x64.tar.gz /usr/local/
cd /usr/local/
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz

cd /usr/local/ && mv jdk1.8.0_91 jdk

vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH

source /etc/profile

#node1改名(192.168.184.10)
hostnamectl set-hostname node1
su -

#node2改名(192.168.184.20)
hostnamectl set-hostname node2
su -

#http改名(192.168.184.30)
hostnamectl set-hostname http
su -

#配置域名解析
echo '192.168.184.10 node1' >> /etc/hosts
echo '192.168.184.20 node2' >> /etc/hosts

2、部署Elasticsearch（node1和node2）

#安装elasticsearch包
cd /opt/elk
cp elasticsearch-5.5.0.rpm /opt
cd ../
rpm -ivh elasticsearch-5.5.0.rpm 

#加载系统服务
systemctl daemon-reload
systemctl enable elasticsearch.service	

#更改主配置文件
cp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml.bak

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
#17行（修改集群名字）
cluster.name: my-elk-cluster
#23行（修改节点名字）
node.name: node1
#33行；（修改数据存放路径）
path.data: /data/elk_data
#37行（修改日志存放路径）
path.logs: /var/log/elasticsearch
#43行（不在启动的时候锁定内存）
bootstrap.memory_lock: false
#55行
network.host: 0.0.0.0
#59行（侦听端口为9200）
http.port: 9200
#68行（指定要发现的节点 node1、node2）
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]

grep -v "^#" /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

#创建数据存放路径并授权
mkdir -p /data/elk_data
chown elasticsearch:elasticsearch /data/elk_data/

#启动elasticsearch是否开启成功
systemctl start elasticsearch
netstat -antp |grep 9200

#查看节点信息和集群健康状态（使用windos浏览器）
http://192.168.184.10:9200
http://192.168.184.20:9200
http://192.168.184.10:9200/_cluster/health?pretty
http://192.168.184.20:9200/_cluster/health?pretty

3、安装elasticsearch-head（node1和node2）

yum -y install gcc gcc-c++ make 

cd /opt/elk
tar xzvf node-v8.2.1.tar.gz -C /opt
cd /opt/node-v8.2.1/
./configure 
make -j3 && make install

cd /opt/elk
cp phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 /usr/local/src/
cp elasticsearch-head.tar.gz /usr/local/src/
cd /usr/local/src/
tar xjvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 

cd phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
cp phantomjs /usr/local/bin

cd /usr/local/src/
tar xzvf elasticsearch-head.tar.gz
cd elasticsearch-head/
npm install

vi /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
==末行插入==
http.cors.enabled: true			#开启跨域访问支持，默认false
http.cors.allow-origin: "*"		#跨域访问允许的域名地址

systemctl restart elasticsearch

cd /usr/local/src/elasticsearch-head/
npm run start &					#切换到后台运行

netstat -lnupt |grep 9100
netstat -lnupt |grep 9200


#windows验证
http://192.168.184.10:9100 
http://192.168.184.20:9100 
群集为绿色

#node1建立索引，类型为test
curl -XPUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"ljm","mesg":"If you want to succeed, depend on yourself"}'

4、安装 logstash（192.168.184.30）

yum -y install httpd
systemctl start httpd

cd /opt/elk
cp logstash-5.5.1.rpm ../
cd ../
rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm   

systemctl start logstash.service     
systemctl enable logstash.service
ln -s /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/bin/

#进行功能测试
logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
--------------
-f	通过这个选项可以指定logstash的配置文件，根据配置文件配置logstash
-e	后面跟着字符串，该字符串可以被当做logstash的配置
-t	测试配置文件是否正确，然后退出
--------------

logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.184.10:9200"] } }'
www.baidu.com

#登录windows查看
http://192.168.184.10:9100/ 

#192.168.184.30进行对接配置
chmod o+r /var/log/messages
ll /var/log/messages

vim /etc/logstash/conf.d/system.conf 
input {
       file{
        path => "/var/log/messages"
        type => "system"
        start_position => "beginning"
        }
      }
output {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.184.10:9200"]
          index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }

systemctl restart logstash.service

5、安装kibana（node1）

cd /opt/elk
cp kibana-5.5.1-x86_64.rpm /usr/local/src/

cd /usr/local/src/
rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm

cd /etc/kibana/
cp kibana.yml kibana.yml.bak

vim kibana.yml
2/ server.port: 5601               		 				#kibana打开的端口
7/ server.host: "0.0.0.0"          						#kibana侦听的地址
21/ elasticsearch.url: "http://192.168.184.10:9200"     #和elasticsearch建立联系
30/ kibana.index: ".kibana"              				#在elasticsearch中添加.kibana索引

systemctl start kibana.service 
systemctl enable kibana.service

#windows访问测试
192.168.184.10:5601

6、对接httpd日志文件（访问、错误）

cd /etc/logstash/conf.d/

vim apache_log.conf
input {
       file{
        path => "/etc/httpd/logs/access_log"
        type => "access"
        start_position => "beginning"
        }
       file{
        path => "/etc/httpd/logs/error_log"
        type => "error"
        start_position => "beginning"
        }
        
      }
output {
        if [type] == "access" {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.184.10:9200"]
          index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        if [type] == "error" {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.184.10:9200"]
          index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        }

/usr/share/logstash/bin/logstash -f apache_log.conf

总结

ELK处理过程

【APPServer集群】----> 【Logstash Agent 采集器】—>【Elasticsearch Cluster】—>【Kibana Server】—>【Brewser】

• 【1】后端服务器集群生成日志
• 【2】Logstash对进行收集、过滤、输出等操作
• 【3】处理完的日志交给ES集群进行存储
• 【4】ES和前端的Kibana进行对接
• 【5】Kibana将日志进行可视化处理，并展现给各个终端