Observability：Data pipeline：Beats =＞ Redis =＞ Logstash =＞ Elasticsearch

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Observability：Data pipeline：Beats =＞ Redis =＞ Logstash =＞ Elasticsearch相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在 Elastic Stack 的架构中，我们通常使用如下的一个图来表示：

如上图所示，我们通常会使用 Kafka 或者 Redis 作为一种 Message Queue（消息队列）来作为一种数据的缓冲。在我之前的文章：

我详述了如何使用 Kafka 作为消息队列把数据导入到 Elasticsearch 中。 在今天的文章中，我将介绍如何使用 Redis 来作为 Message Queue 来导入数据。在实际的使用中，使用 Redis 作为消息队列甚至比使用 Kafka 更为常见。Redis 以其灵活性、性能和广泛的语言支持而闻名，它既用作数据库和缓存，也用作消息代理。 对于基于 ELK 的数据管道，Redis 可以放在 Beats 和 Logstash 之间，作为缓冲层，让下游组件有更好的机会成功处理和索引数据。

在今天的练习中，我将使用如下的配置：

  • Filebeat – 收集日志并将它们转发到 Redis
  • Redis – 代理数据流并将其排队
  • Logstash – 订阅 Redis，处理数据并将其发送到 Elasticsearch
  • Elasticsearch – 索引和存储数据
  • Kibana – 分析数据。

今天文章的配置非常类似之前我的文章 “如何使用 Elasticsearch，Logstash 和 Kibana 管理 Apache 日志”。只是在 Logstash 之前我们添加了 Redis 的部分。其中的部署也可以参考那篇文章。我们将使用 Filebeat 的 Apache 模块来导入 Apache logs。

 

安装

Elasticsearch

我按照文档 “如何在Linux，MacOS 及 Windows 上进行安装 Elasticsearch” 安装 Elasticsearch。但是为了能够让我的 Elasticsearch 能被其它的虚拟机中被访问，我对 Elasticsearch 的配置文件 config/elasticsearch.yml 做了如下的配置：
config/elasticsearch.yml

network.host: 0.0.0.0
discovery.type: single-node

在这里，我们配置 network.host 为 0.0.0.0 是为了能够使得我们部署在 MacOS 上的 Elasticsearch 可以被 Ubuntu OS 上的 Logstash 及 Filebeat 进行访问。这样的设置可以使我们的 Elasticsearch 可以绑定所有的网络接口。完成 elasticsearch.yml 的配置后，我们重新启动 Elasticsearch。我们可以看到：

我么可以通过 curl 指令来查看结果：

curl http://192.168.0.3:9200
$ curl http://192.168.0.3:9200
{
  "name" : "liuxg",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "kjYtLn_3QC6D4qh6FdMyNQ",
  "version" : {
    "number" : "7.13.0",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "tar",
    "build_hash" : "5ca8591c6fcdb1260ce95b08a8e023559635c6f3",
    "build_date" : "2021-05-19T22:22:26.081971330Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "8.8.2",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}

Kibana

我们根据文章 “如何在 Linux，MacOS 及 Windows 上安装 Elastic 栈中的 Kibana” 来安装 Kibana。为了能够访问我们上面安装的 Elasticsearch，我们需要在默认的 Kibana 中做相应的调整。我们来修改 config/kibana.yml 文件：
config/kibana.yml

server.host: "192.168.0.3"

请注意在上面，我设置了本地 IP 地址为 Kibana 的服务器地址。你需要按照自己的 IP 地址进行修改。这是因为我们可以使得 Filebeat 可以访问 Kibana 来进行 setup （生成相应的 Dashboard 等，详细阅读，请参阅 “Beats 入门教程 （二）”）。等配置完 kibana.yml 文件后，我们重新启动 Kibana。在我们的浏览器中，我们输入相应的 IP:5601 来查看安装是否正确：

如果能看到上面的输出，则表明我们的 Kibana 安装已经正确。

 

Filebeat

我们接下来按照 Kibana 给出的指南来安装 Filebeat。在我们的练习中，我们将使用 Apache server 来生产 log，并使用 Filebeat 来收集这些  Log。

在上面它显示了各个平台的安装指令。针对 Ubuntu OS，我们选择 DEB 平台。我们按照上面的指令来进行安装：

liuxg@liuxgu:~/beats$ sudo dpkg -i filebeat-7.13.0-amd64.deb
[sudo] password for liuxg: 
(Reading database ... 368789 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack filebeat-7.13.0-amd64.deb ...
Unpacking filebeat (7.13.0) over (7.13.0) ...
Setting up filebeat (7.13.0) ...
Processing triggers for systemd (245.4-4ubuntu3.6) ...

上面显示我们的安装是成功的。我们先不启动 Filebeat。


Apache

在今天的 Web server 设计中，我们将使用 Nodejs +  Apache 的组合。你可以根据自己喜欢的方式选用自己喜欢的语言来设计自己的 Web：

我们在 Ubuntu OS 上来安装 nodejs 及 Apache。

sudo apt-get update
sudo apt-get install apache2 nodejs

接下来，我们需要将通过 node.js 应用程序的 URL 在端口80上传入的所有请求代理到正在运行的本地 node.js 进程。 为此，我们需要在 Apache 服务器上安装/启用 mod_proxy 和 mod_proxy_http 模块：

sudo a2enmod proxy
sudo a2enmod proxy_http

因此，现在令人兴奋的部分开始了。 我们需要配置 Apache 服务器以代理对 node.js 应用程序的请求。 然后，我们将为此配置一个 VirtualHost。我们首先进入目录 /etc/apache2/sites-available

$ pwd
/etc/apache2/sites-available
liuxg@liuxg:/etc/apache2/sites-available$ ls
000-default.conf  default-ssl.conf

我首先来创建一个属于我们自己的 conf 文件。针对我的情况，我创建一个叫做 liuxg.conf 为文件，它的内容如下：

liuxg.conf

<VirtualHost *:80>
	# The ServerName directive sets the request scheme, hostname and port that
	# the server uses to identify itself. This is used when creating
	# redirection URLs. In the context of virtual hosts, the ServerName
	# specifies what hostname must appear in the request's Host: header to
	# match this virtual host. For the default virtual host (this file) this
	# value is not decisive as it is used as a last resort host regardless.
	# However, you must set it for any further virtual host explicitly.
	ServerName www.liuxg.com
        ServerAlias www.liuxg.com
 
        ProxyRequests Off
        ProxyPreserveHost On
        ProxyVia Full
        <Proxy *>
          Require all granted
        </Proxy>
 
        ProxyPass / http://127.0.0.1:3000/
        ProxyPassReverse / http://127.0.0.1:3000/
 
	# Available loglevels: trace8, ..., trace1, debug, info, notice, warn,
	# error, crit, alert, emerg.
	# It is also possible to configure the loglevel for particular
	# modules, e.g.
	#LogLevel info ssl:warn
 
	ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
	CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
 
	# For most configuration files from conf-available/, which are
	# enabled or disabled at a global level, it is possible to
	# include a line for only one particular virtual host. For example the
	# following line enables the CGI configuration for this host only
	# after it has been globally disabled with "a2disconf".
	#Include conf-available/serve-cgi-bin.conf
</VirtualHost>
 
# vim: syntax=apache ts=4 sw=4 sts=4 sr noet

在上面，我们配置了如下的设置：

        ProxyPass / http://127.0.0.1:3000/
        ProxyPassReverse / http://127.0.0.1:3000/

请注意我们在 VirtualHost 里定义的80口。通过上面的配置，我们可以把来自 127.0.0.1:80 的请求都映射到 127.0.0.1:3000。我在上面定义了 ServerName 定义为 www.liuxg.com。如果我们还没有自己的域名，我们可以在 /etc/hosts 里定义这个域名的解析：
 

liuxg@liuxgu:/etc$ pwd
/etc
liuxg@liuxgu:/etc$ cat hosts
127.0.0.1	localhost
127.0.0.1	liuxg
127.0.0.1	liuxg.com
192.168.0.4 ubuntu


# The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
::1     ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters

接下来，我们必须启用此新站点配置，并禁用默认站点配置。

sudo a2ensite liuxg.conf
sudo a2dissite 000-default.conf
$ sudo a2ensite liuxg.conf
Enabling site liuxg.
To activate the new configuration, you need to run:
  systemctl reload apache2
liuxg@liuxgu:/etc/apache2/sites-available$ sudo a2dissite 000-default.conf
Site 000-default disabled.
To activate the new configuration, you need to run:
  systemctl reload apache2
liuxg@liuxgu:/etc/apache2/sites-available$  systemctl reload apache2
==== AUTHENTICATING FOR org.freedesktop.systemd1.manage-units ===
Authentication is required to reload 'apache2.service'.
Authenticating as: liuxg,,, (liuxg)
Password: 
==== AUTHENTICATION COMPLETE ===

在修改完我们上面配置后，我们需要重新启动 Apache 的服务：

sudo service apache2 restart

我们可以通过如下命令来检查 apache 是否已经正常运行：

systemctl status apache2
$ systemctl status apache2
● apache2.service - The Apache HTTP Server
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/apache2.service; enabled; vendor preset:>
     Active: active (running) since Tue 2021-06-01 07:30:10 CST; 1h 17min ago
       Docs: https://httpd.apache.org/docs/2.4/
    Process: 878 ExecStart=/usr/sbin/apachectl start (code=exited, status=0/SUCCE>
   Main PID: 1058 (apache2)
      Tasks: 55 (limit: 18984)
     Memory: 18.6M
     CGroup: /system.slice/apache2.service
             ├─1058 /usr/sbin/apache2 -k start
             ├─1060 /usr/sbin/apache2 -k start
             └─1061 /usr/sbin/apache2 -k start

如果你看到上面的状态为 active，则表明 Apache 服务正在运行。我们也可以在浏览器地址栏中输入 localhost:80 来检查一下 apache 是否正常工作。在下面我们尝试在 Mac 里的浏览器来访问 Ubuntu OS 中的 IP:80 端口：

接下来，我们来用一个 nodejs 的项目做测试。首先我们下载如下的项目：

git clone https://github.com/contentful/the-example-app.nodejs

等下载上面的项目过后，我们进行到项目的根目录中：

liuxg@liuxgu:~/nodejs/the-example-app.nodejs$ pwd
/home/liuxg/nodejs/the-example-app.nodejs
liuxg@liuxgu:~/nodejs/the-example-app.nodejs$ ls
Dockerfile  app.json      helpers.js         package.json  test
LICENSE     bin           i18n               public        variables.env
README.md   cypress.json  lib                routes        views
app.js      handlers      package-lock.json  services

打入如下的命令：

npm install

等安装完后，接着打入如下的命令来进行运行：

npm run start:dev

这样在我们的 Mac OS 里的浏览器中，我们可以检测 Web 服务器是否正常运行：

上面标明我们的 nodejs 服务器运行正常。

我们可以在如下的地址找到 Apache 的 log 文件：

liuxg@liuxgu:/var/log/apache2$ pwd
/var/log/apache2
liuxg@liuxgu:/var/log/apache2$ ls
access.log        access.log.3.gz  error.log.1      error.log.4.gz
access.log.1      access.log.4.gz  error.log.10.gz  error.log.5.gz
access.log.10.gz  access.log.5.gz  error.log.11.gz  error.log.6.gz
access.log.11.gz  access.log.6.gz  error.log.12.gz  error.log.7.gz
access.log.12.gz  access.log.7.gz  error.log.13.gz  error.log.8.gz
access.log.13.gz  access.log.8.gz  error.log.14.gz  error.log.9.gz
access.log.14.gz  access.log.9.gz  error.log.2.gz   other_vhosts_access.log
access.log.2.gz   error.log        error.log.3.gz

在上面我们可以看到 access.log，error.log 等文件。access.log 的内容如下：

我们可以在 nodejs 的服务器网页中做更多的操作，你将看到更多的 log。

 

Logstash

我们在 Ubuntu OS 上安装 Logstash。

Logstash 是一个开源工具，可以收集，解析和存储日志以备将来使用，并可以进行快速日志分析。 Logstash 可用于聚合来自多个来源（如 Docker 实例集群）的日志，并将其从文本行解析为 JSON 之类的结构化格式。 在 Elastic Stack 中，Logstash 使 Elasticsearch 来存储和索引日志。

Logstash 需要安装 Java 8 或 Java 11：

sudo apt-get install default-jre

验证是否已安装 Java：

java -version

如果上一个命令的输出与下面的相似，那么您将知道自己朝着正确的方向前进：

openjdk version "11.0.6" 2020-01-14
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.6+10-post-Ubuntu-1ubuntu118.04.1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.6+10-post-Ubuntu-1ubuntu118.04.1, mixed mode, sharing)

使用以下命令安装 Logstash：

curl -L -O https://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-7.13.0-amd64.deb
sudo dpkg -i logstash-7.13.0-amd64.deb

上面我们安装的是和我们的 Elasticsearch 相匹配的7.13.0版本。你可以根据自己的 Elasticsearch 版本修改上面的版本来进行下载。

 

Redis

最后但并非最不重要的，我们最后的安装步骤 - Redis。我们在 Ubuntu OS 上使用如下的命令来运行 Redis：

sudo apt install redis-server

等安装完成后，我们使用如下的命令来启动 Redis：

sudo service redis start
$ sudo service redis start
liuxg@liuxgu:~$ service redis status
● redis-server.service - Advanced key-value store
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/redis-server.service; enabled; vendor pr>
     Active: active (running) since Tue 2021-06-01 10:32:36 CST; 55s ago
       Docs: http://redis.io/documentation,
             man:redis-server(1)
   Main PID: 42700 (redis-server)
      Tasks: 4 (limit: 18984)
     Memory: 2.6M
     CGroup: /system.slice/redis-server.service
             └─42700 /usr/bin/redis-server 127.0.0.1:6379

6月 01 10:32:36 liuxgu systemd[1]: Starting Advanced key-value store...
6月 01 10:32:36 liuxgu systemd[1]: redis-server.service: Can't open PID file /run>
6月 01 10:32:36 liuxgu systemd[1]: Started Advanced key-value store.

从上面我们可以看出来 redis 服务已经成功地启动起来了。

为确保一切按预期运行，我们在终端上运行 Redis CLI：

$ redis-cli 
127.0.0.1:6379> ping
PONG

 

配资 Logstash

Logstash 配置文件采用 JSON 格式，位于 /etc/logstash/conf.d 中。 该配置包括三个部分：输入，过滤器和输出。

让我们创建一个名为 02-apache-input.conf 的配置文件，并设置我们的 Apache 输入：

sudo vi /etc/logstash/conf.d/apache.conf

我们输入如下的内容到 apache.conf 中：

/etc/logstash/conf.d/apache.conf
input {
  redis {
    host => "localhost"
    key => "apache"
    data_type => "list"
  }
}

filter {
    grok {
      match => { "message" => "%{COMBINEDAPACHELOG}" }
    }
    date {
    match => [ "timestamp" , "dd/MMM/yyyy:HH:mm:ss Z" ]
    }
  geoip {
      source => "clientip"
    }
}

output {
  stdout {
    codec => rubydebug
  }

  elasticsearch {
    hosts => ["mac:9200"]
  }
}

如你所见——我们使用 Logstash Redis 输入插件来定义 Redis 主机和我们希望 Logstash 从中提取的特定 Redis 通道。 data_type 设置为 list，这意味着 Logstash 将使用 BLPOP 操作从 Redis 通道中拉取数据。在上面，我们需要根据自己的 Elasticsearch 地址修改上面的在 output 中的配置。

保存文件。我们使用如下的命令来启动 Logstash：

$ sudo service logstash restart
[sudo] password for liuxg: 
liuxg@liuxgu:/etc/logstash/conf.d$ service logstash status
● logstash.service - logstash
     Loaded: loaded (/etc/systemd/system/logstash.service; disabled; vendor prese>
     Active: active (running) since Tue 2021-06-01 10:22:37 CST; 4s ago
   Main PID: 40425 (java)
      Tasks: 24 (limit: 18984)
     Memory: 445.4M
     CGroup: /system.slice/logstash.service
             └─40425 /usr/share/logstash/jdk/bin/java -Xms1g -Xmx1g -XX:+UseConcM>

6月 01 10:22:37 liuxgu systemd[1]: Started logstash.
6月 01 10:22:37 liuxgu logstash[40425]: Using bundled JDK: /usr/share/logstash/jdk
6月 01 10:22:37 liuxgu logstash[40425]: OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Option >
lines 1-12/12 (END)

如果你看到上面的信息，则表明我们的 Logstash 已经成功运行了。

 

启动 data pipeline

在上面，我们已经完成了所有需要的安装的组件。现在该是我们启动 data pipeline 了。在上面，我已经成功地配置并启动了如下的组件：

  • Elasticsearch
  • Kibana
  • Logstash
  • Redis

在我们这样做之前，在我们的第二个终端中，让我们访问 Redis-CLI 监控模式，以便能够看到发生的所有 Redis 操作。 只需输入以下命令即可完成此操作：

monitor
$ redis-cli 
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> monitor
OK

现在，你将看到的只是一条 OK 消息：

我们可以回顾一下在文章开头部分介绍的 data pipeline。目前唯一没有配置的就是 Filebeat。在之前安装 Filebeat 时，我们把 Filebeat 直接连接到 Elasticsearch 了。我们现在需要对它进行修改，并让它访问 apache 日志，并传送到 Redis。我们需要对 filebeat.yml 文件进行如下的修改：

/etc/filebeat/filebeat.yml

我们接下来添加对 redis 的输出：

/etc/filebeat/filebeat.yml

filebeat.inputs:

# Each - is an input. Most options can be set at the input level, so
# you can use different inputs for various configurations.
# Below are the input specific configurations.

- type: log

  # Change to true to enable this input configuration.
  enabled: true

  # Paths that should be crawled and fetched. Glob based paths.
  paths:
    - /var/log/apache2/access.log

在文件的开始部分添加对 access.log 的采集。

在 filebeat.yml 的后面添加：

output.redis:
  hosts: ["localhost"]
  key: "apache"
  db: 0
  timeout: 5
  data_type: "list"

这样我们的 Filebeat 的输入就会级联到 redis。保存好 filebeat.yml 文件，在输入部分，我们告诉 Filebeat 要收集哪些日志——Apache 访问日志。 在输出部分，我们告诉 Filebeat 将数据转发到我们本地的 Redis 服务器和要订阅的相关频道 “apache”。

data_type 设置为 list，在这种情况下，这意味着 Filebeat 将使用 RPUSH 将日志推送到 Redis 通道。保存文件并使用如下的命令启动 Filebeat：

$ sudo service filebeat restart
liuxg@liuxgu:~$ service filebeat status
● filebeat.service - Filebeat sends log files to Logstash or directly to Elastics>
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/filebeat.service; disabled; vendor prese>
     Active: active (running) since Tue 2021-06-01 10:55:56 CST; 12s ago
       Docs: https://www.elastic.co/beats/filebeat
   Main PID: 47511 (filebeat)
      Tasks: 13 (limit: 18984)
     Memory: 160.2M
     CGroup: /system.slice/filebeat.service
             └─47511 /usr/share/filebeat/bin/filebeat --environment systemd -c /e>

6月 01 10:55:57 liuxgu filebeat[47511]: 2021-06-01T10:55:57.534+0800        INFO >
6月 01 10:55:57 liuxgu filebeat[47511]: 2021-06-01T10:55:57.535+0800        INFO >
6月 01 10:55:57 liuxgu filebeat[47511]: 2021-06-01T10:55:57.535+0800        INFO >
6月 01 10:55:57 liuxgu filebeat[47511]: 2021-06-01T10:55:57.538+0800        ERROR

这个时候，我们切换到 Redis CLI 的终端上，我们可以看到如下所示的输出：

这个应该是采集的 access.log Apache 日志信息。

在 Logstash 里，我有意识地添加了 console 的输出。我们可以开启一个终端，并打入如下的命令：

journalctl -u logstash

它说明我们的 Logstash 的输出是对的。

我们接下来到 Kibana 中去查看最新的索引变化：

GET _cat/indices
green  open .kibana_task_manager_7.13.0_001 d7rhl5y2TW2i-OFS4hiS6Q 1 0    10 767   1.3mb   1.3mb
green  open .apm-custom-link                kkg4g6i5Qg6VQ4fph2LYzQ 1 0     0   0    208b    208b
green  open .kibana-event-log-7.13.0-000001 a37rAENuReSIs_zBL0TJDg 1 0    11   0  44.2kb  44.2kb
green  open .apm-agent-configuration        zPQxIZxWR3SX-DCD4NvpXA 1 0     0   0    208b    208b
green  open .kibana_7.13.0_001              yr4gx8DeQMq9C2ios6C9UA 1 0  2340  21   2.7mb   2.7mb
green  open kibana_sample_data_logs         UpNaMIsAQg6XePEefnvB7w 1 0 14074   0   9.8mb   9.8mb
yellow open logstash-2021.06.01-000001      Ajm2UXxrRS2zF82yy3pcXQ 1 1  2981   0  1012kb  1012kb
green  open .async-search                   oKAmnYWfS4qsTLgZAUR-vQ 1 0    72   1 447.2kb 447.2kb
yellow open metricbeat-7.13.0               2-usjsWIRRuqhYEr6SlyWQ 1 1    90   0   2.9mb   2.9mb
green  open .tasks                          p6Ln5UHdTWamRZ3vJAr_4g 1 0    14   0  20.8kb  20.8kb

从上面，我们可以看出来一个最新的 logstash-2021.06.01-000001 索引。我们可以通过如下的命令来查看它里面的文档：

GET logstash-2021.06.01-000001/_search

从上面的输出中，我们可以看到这里的日志就是我们在 /var/log/apache2/access.log 里的内容。

以上是关于Observability：Data pipeline：Beats =＞ Redis =＞ Logstash =＞ Elasticsearch的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

OpenTelemetry项目中的Observability

[NPM] Pipe data from one npm script to another

Observability：在 Elastic Observability 部署中添加免费和开放的 Elastic APM

Observability：在 Elastic Observability 部署中添加免费和开放的 Elastic APM

ckad练习题-observability

pipe