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ELK日志分析系统 logstash日志收集 elasticsearch 搜索引擎 kibana 可视化平台

全栈学习笔记 2022-05-04 阅读 69
elasticsearch搜索引擎elk

目录

一、ELK日志分析系统

1、ELK 日志分析系统

2、日志服务器

二、 Elasticsearch 介绍

1.概述

2.核心概念

三、LogStash介绍

四、Kibana 介绍 

1.概述

2.主要功能

五、部署ELK日志分析系统 

在node1 node2配置 安装 Elasticsearch

 安装 logstash 搜集日志输出到 Elasticsearch 中 (192.168.78.33)

 安装 Kibana node1(192.168.78.11)

总结

ELK处理过程

一、ELK日志分析系统

1、ELK 日志分析系统

E：Elasticsearch（ES 数据库）：
最重要的两个功能在于索引与存储
百度、Github 的引擎是使用的 ES 索引数据库（主流） 

L：Logstash：
收集日志
转存至 ES

K:Kibana：
是一个展示界面
数据源来自 ES

2、日志服务器

 提高安全性：仅是基于日志来恢复和定位故障，是很困难的
集中存放日志，即集中化管理
缺陷：对日志的分析困难，因为集中化管理，所以信息量更加巨大

 

1.AppServer 是一个类似于 Nginx、Apache 的集群，其日志信息由 Logstash 来收集
2.往往为了减少网络问题所带来的瓶颈，会把 Logstash 服务放入前者的集群内，减少网络的消耗
3.Logstash 把收集到的日志数据格式化后输出转存至 ES 数据库内（这是一个将日志进行集中化管理的过程）
4.随后，Kibana 对 ES 数据库内格式化后日志数据信息进行索引和存储
5.最后，Kibana 把其展示给客户端

1、将日志进行集中化管理

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 介绍

1.概述

提供了一个分布式多用户能力的全文搜索（索引）引擎，开源，使用 Java 开发
分布式即数据不会放在一个地方
正是 ES 这些优秀的机制，所以会被百度等龙头企业所选择

2.核心概念

2.1 接近实时（NRT）

指索引和数据处理的能力
即从索引一个文档直到这个文档能够被搜索到仅有一个轻微的延迟（一般是1秒）

2.2 集群（Cluster）

一个内部组件 ES 的架构（特性：ES 具有集群机制，节点通过集群名称加入到集群时，同时在集群中的节点会有一个自己的唯一身份标识）
一个集群就是由一个或多个节点组织在一起，它们共同持有你的整个的数据，并一起提供索引和搜索功能
其中一个节点为主节点，其可通过选举产生，并提供跨节点的联合索引和搜索的功能
集群有一个唯一性的标示的名字，默认为 Elasticsearch，集群的名字很重要！每个节点都是基于集群的名字加入到集群中的。因此，确保在不同环境中使用不同的集群名字
 

2.3 节点（node）

有集群必定有节点
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的，默认是在节点启动时随机分配的字符名
节点名字也很重要，用于在集群中识别服务器对应的节点
节点可以通过指定集群名字加入到集群中。默认情况下，每个节点被设置为加入到 Elasticsearch 群集
如果启动了多个节点，假设能自动发现对方，那么他们将会自动组件一个名为 Elasticsearch 的集群
 

2.4 索引（index）

索引（库）→索引类型（表）→索引的具体文档（记录）
索引根据以上这个方式来进行数据（位置）定位
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（必须是全小写），每当我们需要对这个索引中的文档进行索引、搜索、更新和删除的时候，都需要使用到这个名字
相当于关系数据库中的库
 

2.5 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，其语义由你自定义
类比与关系数据库中的表

2.6 文档（document）

一个文档是一个可被索引的基础信息单元
类比于关系数据中的列

2.7 分片（Shard）

在实际情况下，索引存储的数据可能超过单个节点的硬件限制，如一个巨大的文档需要1TB的空间，可能并不需要存储在单个节点的磁盘上，或者这样子从单个节点上搜索请求速度会非常慢。为了解决这个问题，Elasticsearch 提供将索引分层多个分片的功能
如，一个40G的文件，分为两份20G的文件，存放至两个节点上，这样读取这个40G的文件时，会效率更快
当在创建索引时，可以定义想要分片的数量，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
分片的两个最主要特点就是：
水平分割扩展，增大存储量
能够分布式并行跨分片操作，提供性能和吞吐量
分布式分片的机制和搜索请求的文档如何汇总是有 ES 进行控制的，且对用户完全透明
 

2.8 副本（Replicas）

网络问题等很多方面的风险可能会接踵而来，为了健壮性，强烈建议要有一个故障切换机制，无论何种遇到何种故障，都能防止分片或节点不可用（单点故障）
为此，ES 让我们将索引分片复制一份或多份，称之为分片副本或副本
核心是为了容灾，不过也可以处理任务
分片加上副本的使用：例如，四台主机同时处理一项任务，理论上效率可以提高四倍！
副本也有两个最重要的特点：
高可用性，以应对分片或节点故障，故此，分片副本要在不同的节点上
高性能，增加吞吐量，搜索可以在所有的副本上执行

2.9 小结

总之，每个索引可以被分成多个分片，且一个索引也可以被复制0次（即没有复制）或多次
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，你可以在任何时候动态地改变副本的数量，但是你事后不能改变分片的数量
默认情况下，ES 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5个副本分片（1个完全拷贝），这样的话每个索引总共就有10个分片
 

三、LogStash介绍

  • 一款强大的数据处理工具
  • 可实现数据传输、格式处理、格式化输出
  • 数据输入、数据加工（如过滤，改写等）以及数据输出

由三个组件组成：Input、Output、Filter Plugin 

  • Input：获取日志
  • Output：输出日志
  • Filter Plugin：过滤日志、格式处理

四、Kibana 介绍 

1.概述

一个针对 Elasticsearch 的分析及提供友好、可视化的 Web 平台，开源免费！
用于搜索、查看存储在 Elasticsearch 索引中的数据
可以通过各种图表进行高级数据分析及展示，让海量数据更容易被理解

2.主要功能

  • 与 Elasticsearch 无缝之集成：ELK 初始是由 ES 收购了另外两家个技术（Logstash+Kibana），把其糅合在一起进行开发整合，形成了一个完整的技术
  • 整合数据，复杂数据分析：能够很好的处理海量数据，节省我们分析日志数据的时间，降低其复杂度
  • 让更多团队成员受益：有了这么一个公共的展示界面，只要有权限就都能进去查看，强大的数据可视化接口让各岗各业都能够从数据集合中收益
  • 接口灵活，分享更容易： API 可以很方便的被调用，并将可视化数据快速交流，方便查看
  • 配置简单，可视化多数据源：配合和启动非常简单，用户体验良好，可以对不止一种数据或日志类型进行展示，并且是精细化展示
  • 简单数据导出：可以很方便的导出感兴趣的数据，与其他数据集合并融合后快速建模分析，从而发现新结果

拓展：EFK
ELK 的构成：
Elasticsearch（数据库）
Logstash（数据处理工具）
Kibana（展示界面，数据来源于 ES）

EFK 的构成（功能性分离 + 抗高并发）：
Elasticsearch
Logstash（↓仅做数据格式处理的工作，并发量太大时仅靠 Logstash 很难承受，而且它很吃资源）
Filebeat （↑搜集文件数据，轻量级的日志收集工具，性能比上者强）
Kafka（服务之间传递数据的消息代理，承载数据的交互及传输，抗高并发能力相对而言较强，每秒能处理几十万的并发量）
Kibana
Redis（缓存，减压）
EFK 是 ELK 的 plus 版，多用于业务体量非常大，及对日志收集、格式转换并且处理的一个复杂程度非常大的架构
 

五、部署ELK日志分析系统 

在node1 node2配置 安装 Elasticsearch

1.配置 jdk环境（192.168.78.11) （192.168.78.22）

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
#先关防火墙及安全机制

hostnamectl set-hostname node1
su -
#修改主机名称，后期识别主机名称加ELK构架

vim /etc/hosts
192.168.78.11   node1
192.168.78.22   node2
#修改hosts文件映射


cd /opt
#将jdk软件包传至该目录下
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/

vim /etc/profile

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_91
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH  

source /etc/profile
java -version
#注释：
1.输出定义java的工作目录
2.输出指定java所需的类文件
3.输出重新定义环境变量，$PATH一定要放在$JAVA_HOME的后面，让系统先读取到工作目录中的版本信息

 

 

 2.部署 Elasticsearch 软件（192.168.78.11）（192.168.78.22）

安装 elasticsearch 软件

cd /opt
#将软件包传至该目录下
rpm -ivh elasticsearch-5.5.0.rpm 

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

修改 Elasticsearch主要配置文件

cp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml.bak
#备份

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
//17行	cluster.name: my-elk-cluster							#集群名字
//23行	node.name: node1										#节点名字
//33行	path.data: /data/elk_data								#数据存放路径
//37行	path.logs: /var/log/elasticsearch/						#日志存放路径
//43行	bootstrap.memory_lock: false							#不在启动的时候锁定内存（前端缓存，与IOPS-性能测试方式，每秒读写次数相关）
//55行	network.host: 0.0.0.0									#提供服务绑定的IP地址，0.0.0.0代表所有地址
//59行	http.port: 9200											#侦听端口为9200
//68行	discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]	#集群发现通过单播实现


grep -v "^#" /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
#检查配置

 注意：node1 node2 23行节点名称不一样

 

 

#创建数据存放路径并授权分组

mkdir -p /data/elk_data
chown elasticsearch:elasticsearch /data/elk_data/

在这里插入图片描述

 

#查看启动 Elasticsearch 是否成功开启
systemctl start elasticsearch.service
netstat -antp | grep 9200
#启动比较慢，需要等上一分钟左右

在这里插入图片描述

 检查集群的健康和状态

#查看节点信息
查看节点信息，用宿主机浏览器打开 http://192.168.78.11:9200
查看节点信息，用宿主机浏览器打开 http://192.168.78.22:9200
#检查群集健康情况
用宿主机浏览网页，打开 http://192.168.78.11:9200/_cluster/health?pretty
用宿主机浏览网页，打开 http://192.168.78.22:9200/_cluster/health?pretty
#检查群集状态信息
打开 http://192.168.78.11:9200/_cluster/state?pretty
打开 http://192.168.78.22:9200/_cluster/state?pretty

 

 

 3.安装 elasticsearch-head (192.168.78.11) (192.168.78.22)

编译安装 node 组件依赖包


cd /opt
#将软件包传至本目录下
yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf node-v8.2.1.tar.gz
cd node-v8.2.1/
./configure 
make && make install
#过程耗时较长!!建议同时编译安装node2，然后再去配置Apache

安装 phantomjs（前端框架)

cd /usr/local/src/
#将软件包传至本目录下
tar jxvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
cd phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
cp phantomjs /usr/local/bin

安装 elasticsearch-head（数据可视化工具）

cd /usr/local/src/
#将软件包传至本目录下
tar zxvf elasticsearch-head.tar.gz

cd elasticsearch-head/
npm install

修改Elasticsearch主配置文件

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
#在尾部添加配置
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"
#注释
1.开启跨域访问支持，默认为false
2.跨域访问允许的域名地址


systemctl restart elasticsearch

在这里插入图片描述

 启动 elasticsearch-head

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

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


1.
在宿主机上打开浏览器，访问 http://192.168.78.11:9100/
在宿主机上打开浏览器，访问 http://192.168.78.11:9100/

2.
然后在 Elasticsearch 后面的栏目中摄入 http://192.168.78.11:9200，点击连接，查看群集颜色是否是健康的绿色
然后在 Elasticsearch 后面的栏目中摄入 http://192.168.78.22:9200，点击连接，查看群集颜色是否是健康的绿色

 

 登录 node1（192.168.78.11）(node2 也可以)：

curl -XPUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"xcf","mesg":"hello world"}'
#索引为index-demo，类型为test，可以看到成功创建

1.打开浏览器输入http://192.168.78.11:9100/ 查看索引信息
2.可以看见索引默认被分片5个，并且有一个副本
3.点击数据浏览，会发现在node1上创建的索引为index-demo，类型为test这些相关的信息

 

 安装 logstash 搜集日志输出到 Elasticsearch 中 (192.168.78.33)

#更改主机名并安装 Apache httpd 服务
hostnamectl set-hostname apache
su -
# 安装httpd服务
yum install -y httpd
systemctl start httpd

 

#安装 JAVA环境
cd /opt
#将jdk软件包传至该目录下
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/

vim /etc/profile

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_91
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH  

source /etc/profile
java -version
#注释：
1.输出定义java的工作目录
2.输出指定java所需的类文件
3.输出重新定义环境变量，$PATH一定要放在$JAVA_HOME的后面，让系统先读取到工作目录中的版本信息

在这里插入图片描述

 安装 logstash

cd /opt
#将软件包传至本目录下
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/
#建立软连接，方便系统识别

#做对接测试 logstash（Apache）与 elasticsearch（node）功能是否正常

Logstash [选项] [对象]
-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（如果是" ",则默认使用stdin作为输入、stdout作为输出）
-t：测试配置文件是否正确，然后退出


输入采用标准输入，输出采用标准输出
logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
www.baidu.com		    #输入内容
www.sina.com。cn		#输入内容

#使用 rubydebug 显示详细输出，codec 为一种编解码器

logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{ codec=>rubydebug } }'

www.baidu.com		#输入内容
www.sina.com.cn	    #输入内容
#使用logstash将信息写入elasticsearch输入，输出 对接
logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.78.11:9200"] } }'

使用宿主机浏览 http://192.168.78.11:9100/ ，查看索引信息
使用宿主机浏览 http://192.168.78.22:9100/ ，查看索引信息

 

 在这里插入图片描述

 主机做对接配置（Kibana）

logstasgh 配置文件

#Logstash配置文件主要由三部分组成：input、output、filter（根据需要）

chmod o+r /var/log/messages
ll /var/log/messages


配置文件中定义的是收集系统日志（system）

vim /etc/logstash/conf.d/system.conf
input {
		file{
        path => "/var/log/messages"
        type => "system"
        start_position => "beginning"
			}
		}

output {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.78.11:9200"]
          index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
					  }
       }

systemctl restart logstash.service


测试登录192.168.78.11:9100，连接192.168.78.11:9200 查看是否有system的索引

 

 安装 Kibana node1(192.168.78.11)

cd /usr/local/src/
#将软件包传至本目录下
rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm

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

vim kibana.yml
//2行	server.port: 5601                					#kibana打开的端口
//7行	server.host: "0.0.0.0"           					#kibana侦听的地址
//21行	elasticsearch.url: "http://192.168.78.11:9200"		#和elasticsearch建立联系
//30行	kibana.index: ".kibana"								#在elasticsearch中添加.kibana索引


systemctl start kibana.service
systemctl enable kibana.service

 

 宿主机浏览 192.168.78.11:5601在这里插入图片描述

 

1.首次登录创建一个索引 名字：system-*  ##这是对接系统日志文件
Index name or pattern   
#下面输入system-*

2.然后点最下面的出面的create 按钮创建

3.然后点最左上角的Discover按钮，会发现system-*信息

4.然后点下面的host旁边的add，会发现右面的图只有Time和host选项了，个比较友好

  
对接 Apache 主机的 Apache 日志文件

Apache（192.168.78.33）：

cd /etc/logstash/conf.d/
touch apache_log.conf

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 => ["192.168.78.11:9200"]
          index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        if [type] == "error" {
        elasticsearch {
          hosts => ["192.168.78.11:9200"]
          index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        }

# 指定文件测试
/usr/share/logstash/bin/logstash -f apache_log.conf  

1.宿主机浏览器，输入http://192.168.78.33，访问apache

2.输入http://192.168.78.11:9100/，查看索引信息

3.输入http://192.168.78.11:5601
点击左下角有个management选项
index  patterns
create index pattern
分别创建"apache_error-*"和"apache_access-*"的索引

 

 

 

 

 

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
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