亿级 ELK 日志平台构建实践
Posted bigdatasafe
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了亿级 ELK 日志平台构建实践相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本篇主要讲工作中的真实经历，我们怎么打造亿级日志平台，同时手把手教大家建立起这样一套亿级 ELK 系统。日志平台具体发展历程可以参考上篇 「从 ELK 到 EFK 演进」
废话不多说，老司机们座好了，我们准备发车了~~~
整体架构
整体架构主要分为 4 个模块，分别提供不同的功能
Filebeat：轻量级数据收集引擎。基于原先 Logstash-fowarder 的源码改造出来。换句话说：Filebeat就是新版的 Logstash-fowarder，也会是 ELK Stack 在 Agent 的第一选择。
Kafka: 数据缓冲队列。作为消息队列解耦了处理过程，同时提高了可扩展性。具有峰值处理能力，使用消息队列能够使关键组件顶住突发的访问压力，而不会因为突发的超负荷的请求而完全崩溃。
Logstash ：数据收集处理引擎。支持动态的从各种数据源搜集数据，并对数据进行过滤、分析、丰富、统一格式等操作，然后存储以供后续使用。
Elasticsearch ：分布式搜索引擎。具有高可伸缩、高可靠、易管理等特点。可以用于全文检索、结构化检索和分析，并能将这三者结合起来。Elasticsearch 基于 Lucene 开发，现在使用最广的开源搜索引擎之一，Wikipedia 、StackOverflow、Github 等都基于它来构建自己的搜索引擎。
Kibana ：可视化化平台。它能够搜索、展示存储在 Elasticsearch 中索引数据。使用它可以很方便的用图表、表格、地图展示和分析数据。
版本说明
Filebeat: 6.2.4
Kafka: 2.11-1
Logstash: 6.2.4
Elasticsearch: 6.2.4
Kibana: 6.2.4
相应的版本最好下载对应的插件具体实践
我们就以比较常见的 nginx 日志来举例说明下，日志内容是 JSON 格式
{"@timestamp":"2017-12-27T16:38:17+08:00","host":"192.168.56.11","clientip":"192.168.56.11","size":26,"responsetime":0.000,"upstreamtime":"-","upstreamhost":"-","http_host":"192.168.56.11","url":"/nginxweb/index.html","domain":"192.168.56.11","xff":"-","referer":"-","status":"200"}
{"@timestamp":"2017-12-27T16:38:17+08:00","host":"192.168.56.11","clientip":"192.168.56.11","size":26,"responsetime":0.000,"upstreamtime":"-","upstreamhost":"-","http_host":"192.168.56.11","url":"/nginxweb/index.html","domain":"192.168.56.11","xff":"-","referer":"-","status":"200"}
{"@timestamp":"2017-12-27T16:38:17+08:00","host":"192.168.56.11","clientip":"192.168.56.11","size":26,"responsetime":0.000,"upstreamtime":"-","upstreamhost":"-","http_host":"192.168.56.11","url":"/nginxweb/index.html","domain":"192.168.56.11","xff":"-","referer":"-","status":"200"}
{"@timestamp":"2017-12-27T16:38:17+08:00","host":"192.168.56.11","clientip":"192.168.56.11","size":26,"responsetime":0.000,"upstreamtime":"-","upstreamhost":"-","http_host":"192.168.56.11","url":"/nginxweb/index.html","domain":"192.168.56.11","xff":"-","referer":"-","status":"200"}
{"@timestamp":"2017-12-27T16:38:17+08:00","host":"192.168.56.11","clientip":"192.168.56.11","size":26,"responsetime":0.000,"upstreamtime":"-","upstreamhost":"-","http_host":"192.168.56.11","url":"/nginxweb/index.html","domain":"192.168.56.11","xff":"-","referer":"-","status":"200"}Filebeat
为什么用 Filebeat ，而不用原来的 Logstash 呢？
原因很简单，资源消耗比较大。
由于 Logstash 是跑在 JVM 上面，资源消耗比较大，后来作者用 GO 写了一个功能较少但是资源消耗也小的轻量级的 Agent 叫 Logstash-forwarder。
后来作者加入 elastic.co 公司， Logstash-forwarder 的开发工作给公司内部 GO 团队来搞，最后命名为 Filebeat。
Filebeat 需要部署在每台应用服务器上，可以通过 Salt 来推送并安装配置。
下载
$ wget https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-6.2.4-darwin-x86_64.tar.gz解压
tar -zxvf filebeat-6.2.4-darwin-x86_64.tar.gz
mv filebeat-6.2.4-darwin-x86_64 filebeat
cd filebeat修改配置
修改 Filebeat 配置，支持收集本地目录日志，并输出日志到 Kafka 集群中
$ vim fileat.yml
filebeat.prospectors:
- input_type: log
paths:
- /opt/logs/server/nginx.log
json.keys_under_root: true
json.add_error_key: true
json.message_key: log
output.kafka:
hosts: ["192.168.0.1:9092，192.168.0.2:9092，192.168.0.3:9092"]
topic: ‘nginx‘
Filebeat 6.0 之后一些配置参数变动比较大，比如 document_type 就不支持，需要用 fields 来代替等等。
启动
$ ./filebeat -e -c filebeat.yml
Kafka
生产环境中 Kafka 集群中节点数量建议为（2N + 1 ）个，这边就以 3 个节点举例
下载
直接到官网下载 Kafka
$ wget http://mirror.bit.edu.cn/apache/kafka/1.0.0/kafka_2.11-1.0.0.tgz解压
tar -zxvf kafka_2.11-1.0.0.tgz
mv kafka_2.11-1.0.0 kafka
cd kafka修改 Zookeeper 配置
修改 Zookeeper 配置，搭建 Zookeeper 集群，数量 ( 2N + 1 ) 个
ZK 集群建议采用 Kafka 自带，减少网络相关的因素干扰
$ vim zookeeper.properties
tickTime=2000
dataDir=/opt/zookeeper
clientPort=2181
maxClientCnxns=50
initLimit=10
syncLimit=5
server.1=192.168.0.1:2888:3888
server.2=192.168.0.2:2888:3888
server.3=192.168.0.3:2888:3888
Zookeeper data 目录下面添加 myid 文件，内容为代表 Zooekeeper 节点 id （1，2，3），并保证不重复
$ vim /opt/zookeeper/myid
1
启动 Zookeeper 节点
分别启动 3 台 Zookeeper 节点，保证集群的高可用
$ ./zookeeper-server-start.sh -daemon ./config/zookeeper.properties修改 Kafka 配置
kafka 集群这边搭建为 3 台，可以逐个修改 Kafka 配置，需要注意其中 broker.id 分别 （1，2，3）
$ vim ./config/server.properties
broker.id=1
port=9092
host.name=192.168.0.1
num.replica.fetchers=1
log.dirs=/opt/kafka_logs
num.partitions=3
zookeeper.connect=192.168.0.1: 192.168.0.2: 192.168.0.3:2181
zookeeper.connection.timeout.ms=6000
zookeeper.sync.time.ms=2000
num.io.threads=8
num.network.threads=8
queued.max.requests=16
fetch.purgatory.purge.interval.requests=100
producer.purgatory.purge.interval.requests=100
delete.topic.enable=true启动 Kafka 集群
分别启动 3 台 Kafka 节点，保证集群的高可用
$ ./bin/kafka-server-start.sh -daemon ./config/server.properties查看 topic 是否创建成功
$ bin/kafka-topics.sh --list --zookeeper localhost:2181
nginx
监控 Kafka Manager
Kafka-manager 是 Yahoo 公司开源的集群管理工具。
可以在 Github 上下载安装：https://github.com/yahoo/kafka-manager
如果遇到 Kafka 消费不及时的话，可以通过到具体 cluster 页面上，增加 partition。Kafka 通过 partition 分区来提高并发消费速度
Logstash
Logstash 提供三大功能
- INPUT 进入
- FILTER 过滤功能
- OUTPUT 出去
如果使用 Filter 功能的话，强烈推荐大家使用 Grok debugger 来预先解析日志格式。
下载
$ wget https://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-6.2.4.tar.gz解压重命名
$ tar -zxvf logstash-6.2.4.tar.gz
$ mv logstash-6.2.4 logstash修改 Logstash 配置
修改 Logstash 配置，使之提供 indexer 的功能，将数据插入到 Elasticsearch 集群中
$ vim nginx.conf
input {
kafka {
type => "kafka"
bootstrap_servers => "192.168.0.1:2181,192.168.0.2:2181,192.168.0.3:2181"
topics => "nginx"
group_id => "logstash"
consumer_threads => 2
}
}
output {
elasticsearch {
host => ["192.168.0.1","192.168.0.2"，"192.168.0.3"]
port => "9300"
index => "nginx-%{+YYYY.MM.dd}"
}
}启动 Logstash
$ ./bin/logstash -f nginx.confElasticsearch
下载
$ wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.2.4.tar.gz解压
$ tar -zxvf elasticsearch-6.2.4.tar.gz
$ mv elasticsearch-6.2.4.tar.gz elasticsearch修改配置
$ vim config/elasticsearch.yml
cluster.name: es
node.name: es-node1
network.host: 192.168.0.1
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.0.1"]
discovery.zen.minimum_master_nodes: 1启动
通过 -d 来后台启动
$ ./bin/elasticsearch -d打开网页 http://192.168.0.1:9200/, 如果出现下面信息说明配置成功
{
name: "es-node1",
cluster_name: "es",
cluster_uuid: "XvoyA_NYTSSV8pJg0Xb23A",
version: {
number: "6.2.4",
build_hash: "ccec39f",
build_date: "2018-04-12T20:37:28.497551Z",
build_snapshot: false,
lucene_version: "7.2.1",
minimum_wire_compatibility_version: "5.6.0",
minimum_index_compatibility_version: "5.0.0"
},
tagline: "You Know, for Search"
}控制台
Cerebro 这个名字大家可能觉得很陌生，其实过去它的名字叫 kopf ！因为 Elasticsearch 5.0 不再支持 site plugin，所以 kopf 作者放弃了原项目，另起炉灶搞了 cerebro，以独立的单页应用形式，继续支持新版本下 Elasticsearch 的管理工作。
注意点
- Master 与 Data 节点分离，当 Data 节点大于 3 个的时候，建议责任分离，减轻压力
- Data Node 内存不超过 32G ，建议设置成 31 G ，具体原因可以看上一篇文章
- discovery.zen.minimum_master_nodes 设置成 （ total / 2 + 1 ），避免脑裂情况
- 最重要的一点，不要将 ES 暴露在公网中，建议都安装 X-PACK ，来加强其安全性
kibana
下载
$ wget https://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-6.2.4-darwin-x86_64.tar.gz解压
$ tar -zxvf kibana-6.2.4-darwin-x86_64.tar.gz
$ mv kibana-6.2.4-darwin-x86_64.tar.gz kibana修改配置
$ vim config/kibana.yml
server.port: 5601
server.host: "192.168.0.1"
elasticsearch.url: "http://192.168.0.1:9200"启动 Kibana
$ nohup ./bin/kibana &界面展示
创建索引页面需要到 Management -> Index Patterns 中通过前缀来指定
最终效果展示
总结
综上，通过上面部署命令来实现 ELK 的整套组件，包含了日志收集、过滤、索引和可视化的全部流程，基于这套系统实现分析日志功能。同时，通过水平扩展 Kafka、Elasticsearch 集群，可以实现日均亿级的日志实时处理。
以上是关于亿级 ELK 日志平台构建实践的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
使用ELK(Elasticsearch + Logstash + Kibana) 搭建日志集中分析平台实践