一文秒懂Prometheus 介绍及工作原理

1. prometheus 介绍

prometheus是一套开源的系统监控报警框，相比nagios或者zabbix拥有如下优点

1.1 易管理性

prometheus: prometheus核心部分只有一个单独的二进制文件，可直接在本地工作，不依赖于分布式存储。

1.2 业务数据相关性

prometheus：监控服务的运行状态，基于prometheus丰富的client库，用户可以轻松的在应用程序中添加对prometheus的支持，从而让用户可以获取服务和应用内部真正的运行状态。

1.3 高效：

单一prometheus可以处理数以百万的监控指标；每秒处理数十万的数据点。

1.4 易于伸缩：

通过使用功能分区（sharing）+联邦集群（federation）可以对prometheus进行扩展，形成一个逻辑集群；prometheus提供多种语言的客户端sdk，这些sdk可以快速让应用程序纳入到prometheus的监控当中。

1.5 良好的可视化：

prometheus除了自带有prometheus ui，grafana可视化工具也提供了完整的proetheus支持

2. prometheus 框架图

3. prometheus 组件介绍

3.1 prometheus server：

prometheus sever是prometheus组件中的核心部分，负责实现对监控数据的获取，存储及查询。prometheus server可以通过静态配置管理监控目标，也可以配合使用service discovery的方式动态管理监控目标，并从这些监控目标中获取数据。其次prometheus sever需要对采集到的数据进行存储，prometheus server本身就是一个实时数据库，将采集到的监控数据按照时间序列的方式存储在本地磁盘当中。prometheus server对外提供了自定义的promql，实现对数据的查询以及分析。另外prometheus server的联邦集群能力可以使其从其他的prometheus server实例中获取数据。

3.2 exporters：

exporter将监控数据采集的端点通过http服务的形式暴露给prometheus server，prometheus server通过访问该exporter提供的endpoint端点，即可以获取到需要采集的监控数据。可以将exporter分为2类：
直接采集：这一类exporter直接内置了对prometheus监控的支持，比如cadvisor，kubernetes，etcd，gokit等，都直接内置了用于向prometheus暴露监控数据的端点。
间接采集：原有监控目标并不直接支持prometheus，因此需要通过prometheus提供的client library编写该监控目标的监控采集程序。例如：mysql exporter，jmx exporter，consul exporter等。

3.3 alertmanager：

在prometheus server中支持基于prom ql创建告警规则，如果满足prom ql定义的规则，则会产生一条告警。在alertmanager从 prometheus server 端接收到 alerts后，会进行去除重复数据，分组，并路由到对收的接受方式，发出报警。常见的接收方式有：电子邮件，pagerduty，webhook 等。

3.4 pushgateway:

prometheus数据采集基于prometheus server从exporter pull数据，因此当网络环境不允许prometheus server和exporter进行通信时，可以使用pushgateway来进行中转。通过pushgateway将内部网络的监控数据主动push到gateway中，prometheus server采用针对exporter同样的方式，将监控数据从pushgateway pull到prometheus server。

4. prometheus的工作流：

4.1 prometheus server定期从配置好的jobs或者exporters中拉取metrics，或者接收来自 pushgateway发送过来的metrics，或者从其它的prometheus server中拉metrics。

4.2 prometheus server在本地存储收集到的metrics，并运行定义好的alerts.rules，记录新的时间序列或者向alert manager推送警报。

4.3 alertmanager根据配置文件，对接收到的警报进行处理，发出告警。

4.4 在图形界面中，可视化采集数据。

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