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分布式實時日志:ELK的部署架構(gòu)方案

馬哥Linux運維 ? 來源:oschina ? 2023-01-08 09:56 ? 次閱讀

一、概述

ELK 已經(jīng)成為目前最流行的集中式日志解決方案,它主要是由 Beats、Logstash、Elasticsearch、Kibana 等組件組成,來共同完成實時日志的收集,存儲,展示等一站式的解決方案。本文將會介紹ELK常見的架構(gòu)以及相關(guān)問題解決。

  • Filebeat:Filebeat是一款輕量級,占用服務(wù)資源非常少的數(shù)據(jù)收集引擎,它是ELK家族的新成員,可以代替 Logstash 作為在應(yīng)用服務(wù)器端的日志收集引擎,支持將收集到的數(shù)據(jù)輸出到Kafka,Redis等隊列。

  • Logstash:數(shù)據(jù)收集引擎,相較于Filebeat比較重量級,但它集成了大量的插件,支持豐富的數(shù)據(jù)源收集,對收集的數(shù)據(jù)可以過濾,分析,格式化日志格式。

  • Elasticsearch:分布式數(shù)據(jù)搜索引擎,基于Apache Lucene實現(xiàn),可集群,提供數(shù)據(jù)的集中式存儲,分析,以及強大的數(shù)據(jù)搜索和聚合功能。

  • Kibana:數(shù)據(jù)的可視化平臺,通過該web平臺可以實時的查看 Elasticsearch 中的相關(guān)數(shù)據(jù),并提供了豐富的圖表統(tǒng)計功能。

二、ELK常見部署架構(gòu)

2.1 Logstash作為日志收集器

這種架構(gòu)是比較原始的部署架構(gòu),在各應(yīng)用服務(wù)器端分別部署一個 Logstash 組件,作為日志收集器,然后將 Logstash 收集到的數(shù)據(jù)過濾、分析、格式化處理后發(fā)送至Elasticsearch 存儲,最后使用 Kibana 進行可視化展示,這種架構(gòu)不足的是:

Logstash 比較耗服務(wù)器資源,所以會增加應(yīng)用服務(wù)器端的負載壓力。

dd3db814-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2.2 Filebeat作為日志收集器

該架構(gòu)與第一種架構(gòu)唯一不同的是:應(yīng)用端日志收集器換成了Filebeat,F(xiàn)ilebeat輕量,占用服務(wù)器資源少,所以使用Filebeat作為應(yīng)用服務(wù)器端的日志收集器,一般Filebeat會配合Logstash一起使用,這種部署方式也是目前最常用的架構(gòu)。

dd64a172-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2.3 引入緩存隊列的部署架構(gòu)

該架構(gòu)在第二種架構(gòu)的基礎(chǔ)上引入了 Redis 緩存隊列(還可以是其他消息隊列),將Filebeat收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至Redis,然后在通過 Logstasth 讀取 Redis 中的數(shù)據(jù),這種架構(gòu)主要是解決大數(shù)據(jù)量下的日志收集方案,使用緩存隊列主要是解決數(shù)據(jù)安全與均衡Logstash與Elasticsearch負載壓力。

dd8ed262-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

2.4 以上三種架構(gòu)的總結(jié)

第一種部署架構(gòu)由于資源占用問題,現(xiàn)已很少使用,目前使用最多的是第二種部署架構(gòu),至于第三種部署架構(gòu)個人覺得沒有必要引入消息隊列,除非有其他需求,因為在數(shù)據(jù)量較大的情況下,F(xiàn)ilebeat 使用壓力敏感協(xié)議向 Logstash 或 Elasticsearch 發(fā)送數(shù)據(jù)。如果 Logstash 正在繁忙地處理數(shù)據(jù),它會告知 Filebeat 減慢讀取速度。擁塞解決后,F(xiàn)ilebeat 將恢復(fù)初始速度并繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。

三、問題及解決方案

問題:如何實現(xiàn)日志的多行合并功能?

系統(tǒng)應(yīng)用中的日志一般都是以特定格式進行打印的,屬于同一條日志的數(shù)據(jù)可能分多行進行打印,那么在使用ELK收集日志的時候就需要將屬于同一條日志的多行數(shù)據(jù)進行合并。

解決方案:使用 Filebeat 或 Logstash 中的 multiline 多行合并插件來實現(xiàn)。

在使用 multiline 多行合并插件的時候需要注意,不同的 ELK 部署架構(gòu)可能 multiline 的使用方式也不同,如果是本文的第一種部署架構(gòu),那么 multiline 需要在 Logstash 中配置使用,如果是第二種部署架構(gòu),那么 multiline 需要在 Filebeat 中配置使用,無需再在Logstash 中配置 multiline。

1、multiline 在 Filebeat 中的配置方式:

dda9efe8-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

  • pattern:正則表達式;
  • negate:默認為false,表示匹配pattern的行合并到上一行;true表示不匹配pattern的行合并到上一行;
  • match:after表示合并到上一行的末尾,before表示合并到上一行的行首。

如:

pattern: ‘[‘
negate: true
match: after

該配置表示將不匹配pattern模式的行合并到上一行的末尾2、multiline在Logstash中的配置方式

ddcb82f2-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

(1)Logstash 中配置的 what 屬性值為 previous,相當(dāng)于 Filebeat 中的 after,Logstash 中配置的 what 屬性值為 next,相當(dāng)于 Filebeat 中的 before。

(2)pattern => “%{LOGLEVEL}s*]“ 中的LOGLEVEL是Logstash預(yù)制的正則匹配模式,預(yù)制的還有好多常用的正則匹配模式,詳細請看:https://github.com/logstash-plugins/logstash-patterns-core/tree/master/patterns

問題:如何將 Kibana 中顯示日志的時間字段替換為日志信息中的時間?

默認情況下,我們在 Kibana 中查看的時間字段與日志信息中的時間不一致,因為默認的時間字段值是日志收集時的當(dāng)前時間,所以需要將該字段的時間替換為日志信息中的時間。

解決方案:使用 grok 分詞插件與 date 時間格式化插件來實現(xiàn)

在 Logstash 的配置文件的過濾器中配置 grok 分詞插件與 date 時間格式化插件,如:

ddea7cfc-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

如要匹配的日志格式為:“[DEBUG][20170811 1031,359][DefaultBeanDefinitionDocumentReader:106] Loading bean definitions”,解析出該日志的時間字段的方式有:① 通過引入寫好的表達式文件,如表達式文件為customer_patterns,內(nèi)容為:
CUSTOMER_TIME %{YEAR}%{MONTHNUM}%{MONTHDAY}s+%{TIME}

注:內(nèi)容格式為:[自定義表達式名稱] [正則表達式]

然后 logstash 中就可以這樣引用:

de11cae6-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

② 以配置項的方式,規(guī)則為:(?<自定義表達式名稱>正則匹配規(guī)則),如:

de2083b0-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

問題:如何在Kibana中通過選擇不同的系統(tǒng)日志模塊來查看數(shù)據(jù)

一般在Kibana中顯示的日志數(shù)據(jù)混合了來自不同系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù),那么如何來選擇或者過濾只查看指定的系統(tǒng)模塊的日志數(shù)據(jù)?

解決方案:新增標識不同系統(tǒng)模塊的字段或根據(jù)不同系統(tǒng)模塊建ES索引

1、新增標識不同系統(tǒng)模塊的字段,然后在Kibana中可以根據(jù)該字段來過濾查詢不同模塊的數(shù)據(jù)

這里以第二種部署架構(gòu)講解,在 Filebeat 中的配置內(nèi)容為:

de444e8a-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

通過新增:log_from字段來標識不同的系統(tǒng)模塊日志

2、根據(jù)不同的系統(tǒng)模塊配置對應(yīng)的ES索引,然后在Kibana中創(chuàng)建對應(yīng)的索引模式匹配,即可在頁面通過索引模式下拉框選擇不同的系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)。

這里以第二種部署架構(gòu)講解,分為兩步:

① 在Filebeat中的配置內(nèi)容為:

de6e244e-8e8b-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

通過document_type來標識不同系統(tǒng)模塊

② 修改Logstash中output的配置內(nèi)容為:

在 output 中增加 index 屬性,%{type}表示按不同的document_type值建ES索引

四、總結(jié)

本文主要介紹了ELK實時日志分析的三種部署架構(gòu),以及不同架構(gòu)所能解決的問題,這三種架構(gòu)中第二種部署方式是時下最流行也是最常用的部署方式,最后介紹了ELK作在日志分析中的一些問題與解決方案,說在最后,ELK不僅僅可以用來作為分布式日志數(shù)據(jù)集中式查詢和管理,還可以用來作為項目應(yīng)用以及服務(wù)器資源監(jiān)控等場景,更多內(nèi)容請看官網(wǎng)。
審核編輯 :李倩

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原文標題:分布式實時日志:ELK 的部署架構(gòu)方案

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