企业如何用ELK技术栈实现数据流量爆炸式增长

ELK简介

什么是ELK

通俗来讲，ELK 是由 Elasticsearch、Logstash、Kibana 三个开源软件的组成的一个组合体，ELK 是 elastic 公司研发的一套完整的日志收集、分析和展示的企业级解决方案，在这三个软件当中，每个软件用于完成不同的功能，ELK 又称为ELK stack，官方域名为 elastic.co，ELK stack 的主要优点有如下几个：处理方式灵活：elasticsearch 是实时全文索引，具有强大的搜索功能配置相对简单：elasticsearch 的 API 全部使用 JSON 接口，logstash 使用模块配置，kibana 的配置文件部分更简单。检索性能高效：基于优秀的设计，虽然每次查询都是实时，但是也可以达到百亿级数据的查询秒级响应。集群线性扩展：elasticsearch 和 logstash 都可以灵活线性扩展前端操作绚丽：kibana 的前端设计比较绚丽，而且操作简单

Elasticsearch

Elasticsearch是个开源分布式搜索引擎，提供搜集、分析、存储数据三大功能。它的特点有：分布式，零配置，自动发现，索引自动分片，索引副本机制，restful风格接口，多数据源，自动搜索负载等。主要负责将日志索引并存储起来，方便业务方检索查询。

Elasticsearch 使用 Java 语言开发，是建立在全文搜索引擎 Apache Lucene 基础之上的搜索引擎。

Elasticsearch 的特点：

实时搜索、实时分析

分布式架构、实时文件存储

文档导向，所有对象都是文档

高可用，易扩展，支持集群，分片与复制

接口友好，支持 json

Logstash

Logstash 主要是用来日志的搜集、分析、过滤日志的工具，支持大量的数据获取方式。一般工作方式为c/s架构，client端安装在需要收集日志的主机上，server端负责将收到的各节点日志进行过滤、修改等操作在一并发往elasticsearch上去。是一个日志收集、过滤、转发的中间件，主要负责将各条业务线的各类日志统一收集、过滤后，转发给 Elasticsearch 进行下一步处理。

Kibana

Kibana 也是一个开源和免费的工具，Kibana可以为 Logstash 和 ElasticSearch 提供的日志分析友好的 Web 界面，可以帮助汇总、分析和搜索重要数据日志。

ELK的工作原理

1.在所有需要收集日志的服务器上部署Logstash；或者先将日志进行集中化管理在日志服务器上，在日志服务器上部署 Logstash。
2.Logstash 收集日志，将日志格式化并输出到 Elasticsearch 群集中。
3.Elasticsearch 对格式化后的数据进行索引和存储。
4.Kibana 从 ES 群集中查询数据生成图表，并进行前端数据的展示。

ELK安装部署

前期准备

所以设备
[root@localhost ~]# systemctl disable  --now   firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum -y install java
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node1/node2/apache
#更改设备名称

安装部署 Elasticsearch 软件

安装 Elasticsearch 软件

#在软件官网下载所需的安装包到/data
[root@localhost data]# ls
elasticsearch-6.7.2.rpm  elasticsearch-head-master.zip  node-v8.2.1.tar.gz  phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2


#用rpm安装Elasticsearch软件
[root@localhost data]#rpm -ivh elasticsearch-6.7.2.rpm

[root@localhost data]# cd /etc/elasticsearch/
[root@localhost elasticsearch]# mkdir bak
[root@localhost elasticsearch]# cp -a *.yml  bak/
#备份要修改的文件，方便还原配置文件

修改配置文件

[root@node1 elasticsearch]# vim elasticsearch.yml
17 cluster.name: my-elk-cluster#修改集群名字

23 node.name: node1#设置节点名称主从之间不能一致 
24 node.master: true#作为主节点
25 node.data: true#作为数据节点

45 bootstrap.memory_lock: true#内存锁开启  禁止使用  swap

59 network.host: 0.0.0.0#监听地址
60 http.port: 9200#默认使用端口
61 transport.tcp.port: 9300#内部传输端口

73 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.10.10:9300", "192.168.10.20:9300"] #自动集群发现，加入主机名  使用单播 类似心跳线


#再次查看数据是否更改完成
[root@localhost elasticsearch]# grep -v "^#"  elasticsearch.yml 
cluster.name: my-elk-cluster
node.name: node1
node.master: true
node.data: true
path.data: /var/lib/elasticsearch
path.logs: /var/log/elasticsearch
bootstrap.memory_lock: true
network.host: 0.0.0.0 
http.port: 9200
transport.tcp.port: 9300
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.10.10:9300", "192.168.10.20:9300"]

修改系统配置

性能调优参数

[root@localhost elasticsearch]# vim /etc/security/limits.conf
......
#在最后添加
*  soft    nofile          65536
*  hard    nofile          65536
*  soft    nproc           32000
*  hard    nproc           32000
*  soft    memlock         unlimited
*  hard    memlock         unlimited

修改systemd 服务管理器

/etc/systemd/system.conf 文件是用于配置 systemd 的，这是一种用于 Linux 操作系统的系统和服务管理器。通过这个文件，你可以自定义与系统操作、性能和行为相关的各种设置

DefaultTimeoutStartSec=：设置启动服务的默认等待时间

DefaultTimeoutStopSec=：设置停止服务的默认等待时间

DefaultRestartSec=：设置在重新启动服务之前的默认休眠时间

DefaultLimitNOFILE=：设置打开文件数量的默认限制

DefaultLimitNPROC=：设置进程数量的默认限制

DefaultLimitCORE=：设置核心文件大小的默认限制

DefaultEnvironment=：指定服务的默认环境变量

实际修改

[root@localhost elasticsearch]# vim /etc/systemd/system.conf
DefaultLimitNOFILE=65536
DefaultLimitNPROC=32000
DefaultLimitMEMLOCK=infinity

修改内核参数

[root@localhost elasticsearch]# vim /etc/sysctl.conf
#一个进程可以拥有的最大内存映射区域数，参考数据（分配 2g/262144，4g/4194304，8g/8388608）
vm.max_map_count=262144

[root@localhost elasticsearch]# sysctl -p#读取并应用这些配置更改，无需重新启动系统效。
[root@localhost elasticsearch]# sysctl -a | grep vm.max_map_count

重启服务器启动elasticsearch

[root@localhost elasticsearch]# reboot#重启服务器
[root@localhost ~]# systemctl start elasticsearch.service#启动elasticsearch
[root@localhost ~]# systemctl enable elasticsearch.service#设置开机启动
[root@localhost ~]# ss -natp | grep 9200#查看端口号

查看节点信息

浏览器访问  
http://192.168.10.10:9200  
http://192.168.10.20:9200 
查看节点 Node1、Node2 的信息。
![](https://img2024.cnblogs.com/blog/3405553/202408/3405553-20240801135325938-765153284.png)



浏览器访问 
http://192.168.10.10:9200/_cluster/health?pretty  
http://192.168.10.20:9200/_cluster/health?pretty
查看群集的健康情况，可以看到 status 值为 green（绿色）， 表示节点健康运行。


浏览器访问 http://192.168.10.10:9200/_cluster/state?pretty  检查群集状态信息

编译安装 Elasticsearch-head 插件 主从都可以安装

Elasticsearch 在 5.0 版本后，Elasticsearch-head 插件需要作为独立服务进行安装，需要使用npm工具（NodeJS的包管理工具）安装。
安装 Elasticsearch-head 需要提前安装好依赖软件node和phantomjs。
node：是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。
phantomjs：是一个基于 webkit 的JavaScriptAPI，可以理解为一个隐形的浏览器，任何基于 webkit 浏览器做的事情，它都可以做到。

编译安装node组件

[root@localhost ~]# yum install gcc gcc-c++ make -y
#下载安装和解压环境
[root@localhost ~]# cd /data/
[root@localhost data]# tar zxvf node-v8.2.1.tar.gz
[root@localhost data]# cd node-v8.2.1/
[root@localhost node-v8.2.1]# ./configure
[root@localhost node-v8.2.1]# make && make install

安装 phantomjs

[root@localhost node-v8.2.1]# cd /data
[root@localhost data]# tar jxvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
[root@localhost data]# cd /data/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
[root@localhost bin]# ln -s  /opt/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin/phantomjs   /usr/bin

安装 Elasticsearch-head 数据可视化工具

[root@localhost bin]# cd /data
[root@localhost data]# unzip elasticsearch-head-master.zip
[root@localhost data]# cd /data/elasticsearch-head-master/
[root@localhost elasticsearch-head-master]#npm install #安装依赖包
[root@localhost elasticsearch-head-master]#npm install --registry=https://registry.npmmirror.com      #指定源

修改 Elasticsearch 主配置文件

[root@localhost elasticsearch-head-master]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
......
--末尾添加以下内容--
http.cors.enabled: true#开启跨域访问支持，默认为 false
http.cors.allow-origin: "*"#指定跨域访问允许的域名地址为所有


[root@localhost elasticsearch-head-master]# systemctl restart elasticsearch
#重启elasticsearch  服务

启动 elasticsearch-head 服务

必须在解压后的 elasticsearch-head 目录下启动服务，进程会读取该目录下的 gruntfile.js 文件，否则可能启动失败。

[root@localhost elasticsearch-head-master]#cd /data/elasticsearch-head-master/
[root@localhost elasticsearch-head-master]# npm run start &
> elasticsearch-head@0.0.0 start /usr/local/src/elasticsearch-head
> grunt server

Running "connect:server" (connect) task
Waiting forever...
Started connect web server on http://localhost:9100

#elasticsearch-head 监听的端口是 9100
[root@localhost elasticsearch-head-master]# ss -natp |grep 9100
#检测9100 端口是否开启

测试

网页访问：192.168.10.10：9100 或 192.168.10.20：9100

插入索引测试

[root@node2 elasticsearch-head-master]# curl -X PUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"zhangsan","mesg":"hello world"}'
{
  "_index" : "index-demo",
  "_type" : "test",
  "_id" : "1",
  "_version" : 1,
  "result" : "created",
  "_shards" : {
    "total" : 2,
    "successful" : 2,
    "failed" : 0
  },
  "_seq_no" : 0,
  "_primary_term" : 1
}

在应用服务器部署 Logstash

安装服务

[root@apache ~]# yum -y install java
[root@apache ~]# java -version
[root@apache ~]# yum -y install httpd
[root@apache ~]# systemctl start httpd

安装logstash

[root@apache ~]# cd /data
[root@apache data]# ls
kibana-6.7.2-x86_64.rpm  logstash-6.7.2.rpm
[root@apache data]# rpm -ivh logstash-6.7.2.rpm
#安装logstash
[root@apache data]# systemctl enable --now logstash.service
#开启logstash.service
[root@apache data]# ln -s  /usr/share/logstash/bin/logstash   /usr/bin/
# 做软连接

使用logstash 收集日志

Logstash 命令常用选项：
-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 的输入和输出流。
-e：从命令行中获取，输入、输出后面跟着字符串，该字符串可以被当作 Logstash 的配置（如果是空，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。

[root@localhost opt]# logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
# 等待时间较长
WARNING: Could not find logstash.yml which is typically located in $LS_HOME/config or /etc/logstash. You can specify the path using --path.settings. Continuing using the defaults
Could not find log4j2 configuration at path /usr/share/logstash/config/log4j2.properties. Using default config which logs errors to the console
[INFO ] 2024-08-01 1530.012 [main] writabledirectory - Creating directory {:setting=>"path.queue", :path=>"/usr/share/logstash/data/queue"}
[INFO ] 2024-08-01 1530.031 [main] writabledirectory - Creating directory {:setting=>"path.dead_letter_queue", :path=>"/usr/share/logstash/data/dead_letter_queue"}
[WARN ] 2024-08-01 1530.392 [LogStash::Runner] multilocal - Ignoring the 'pipelines.yml' file because modules or command line options are specified
[INFO ] 2024-08-01 1530.399 [LogStash::Runner] runner - Starting Logstash {"logstash.version"=>"6.7.2"}
[INFO ] 2024-08-01 1530.425 [LogStash::Runner] agent - No persistent UUID file found. Generating new UUID {:uuid=>"a499dafc-ae55-41da-b12d-36425108a95e", :path=>"/usr/share/logstash/data/uuid"}
[INFO ] 2024-08-01 1535.985 [Converge PipelineAction::Create
] pipeline - Starting pipeline {:pipeline_id=>"main", "pipeline.workers"=>2, "pipeline.batch.size"=>125, "pipeline.batch.delay"=>50}
[INFO ] 2024-08-01 1536.390 [Converge PipelineAction::Create
] pipeline - Pipeline started successfully {:pipeline_id=>"main", :thread=>"#"}
The stdin plugin is now waiting for input:
[INFO ] 2024-08-01 1536.458 [Ruby-0-Thread-1: /usr/share/logstash/lib/bootstrap/environment.rb:6] agent - Pipelines running {:count=>1, :running_pipelines=>[:main], :non_running_pipelines=>[]}
[INFO ] 2024-08-01 1536.734 [Api Webserver] agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}


# 此处输入需要的信息
hello world
#############
/usr/share/logstash/vendor/bundle/jruby/2.5.0/gems/awesome_print-1.7.0/lib/awesome_print/formatters/base_formatter.rb warning: constant ::Fixnum is deprecated
{
       "message" => "hello world",
          "host" => "localhost.localdomain",
      "@version" => "1",
    "@timestamp" => 2024-07-15T1654.195Z
}

使用 Logstash 将信息写入 Elasticsearch 中

logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.10.10:9200","192.168.10.20:9200"]} }'
//结果不在标准输出显示，而是发送至 Elasticsearch 中，可浏览器访问 http://192.168.10.10:9100/或http://192.168.10.20:9100 查看索引信息和数据浏览。

使用配置文件

Logstash 配置文件基本由三部分组成：input、output 以及 filter（可选，根据需要选择使用）

input：表示从数据源采集数据，常见的数据源如Kafka、日志文件等
file beats kafka redis stdin

filter：表示数据处理层，包括对数据进行格式化处理、数据类型转换、数据过滤等，支持正则表达式
grok 对若干个大文本字段进行再分割成一些小字段 (?<字段名>正则表达式) 字段名: 正则表达式匹配到的内容
date 对数据中的时间格式进行统一和格式化
mutate 对一些无用的字段进行剔除，或增加字段
mutiline 对多行数据进行统一编排，多行合并或拆分

output：表示将Logstash收集的数据经由过滤器处理之后输出到Elasticsearch。
elasticsearch stdout

#格式如下：
input {...}
filter {...}
output {...}

#在每个部分中，也可以指定多个访问方式。例如，若要指定两个日志来源文件，则格式如下：
input {
file { path =>"/var/log/messages"   type =>"syslog"}
file { path =>"/var/log/httpd/access.log" type =>"apache"}

vim system.conf
input {
    file{
        path =>"/var/log/messages"
        type =>"system"
        start_position =>"beginning"
# ignore_older => 604800
        sincedb_path => "/etc/logstash/sincedb_path/log_progress"
        add_field => {"log_hostname"=>"${HOSTNAME}"}
    }
}
#path表示要收集的日志的文件位置
#type是输入ES时给结果增加一个叫type的属性字段
#start_position可以设置为beginning或者end，beginning表示从头开始读取文件，end表示读取最新的，这个要和ignore_older一起使用
#ignore_older表示了针对多久的文件进行监控，默认一天，单位为秒，可以自己定制，比如默认只读取一天内被修改的文件
#sincedb_path表示文件读取进度的记录，每行表示一个文件，每行有两个数字，第一个表示文件的inode，第二个表示文件读取到的位置（byteoffset）。默认为$HOME/.sincedb*
#add_field增加属性。这里使用了${HOSTNAME}，即本机的环境变量，如果要使用本机的环境变量，那么需要在启动命令上加--alow-env

output {
    elasticsearch {#输出到 elasticsearch
        hosts => ["192.168.91.100:9200","192.168.91.101:9200"]#指定 elasticsearch 服务器的地址和端口
        index =>"system-%{+YYYY.MM.dd}"#指定输出到 elasticsearch 的索引格式
    }
}

实列

[root@apache log]# vim /etc/logstash/conf.d/system-log.conf 

input {
    file {
      path => "/var/log/messages"
      type => "system"
      start_position => "beginning"
    }

    file {
      path => "/var/log/yum.log"
      type => "yum"
      start_position => "beginning"
    }

}

output {
  if  type]
  elasticsearch {
  hosts => [ "192.168.91.100:9200","192.168.91.101:9200" ]
  index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
  }

}



[root@apache conf.d]# chmod +r /var/log/messages 
#添加权限


[root@apache conf.d]# logstash   -f  system-log.conf 
#启动logstash
........................................................................
[INFO ] 2024-07-16 0141.716 [Api Webserver] agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9601}

安装 kibana 无所谓哪台服务器

安装

[root@apache log]# cd /data/
[root@apache data]# rpm -ivh kibana-6.7.2-x86_64.rpm

修改配置

[root@apache data]# cd /etc/kibana/
[root@localhost kibana]# cp kibana.yml  kibana.yml.bak -a
# 做好主要配置文件的备份
[root@apache kibana]# vim kibana.yml
# 修改以下行
2    server.port: 5601          #打开端口
7    server.host: "0.0.0.0"      #监听端口
28   elasticsearch.hosts: ["http://192.168.91.100:9200", "http://192.168.91.101:9200"]  #el服务器地址
37   kibana.index: ".kibana"         #打开索引
96   logging.dest: /var/log/k.log      #指定日志文件， 需要手动建立文件
114  i18n.locale: "zh-CN"              #中文设置

[root@apache kibana]# chown kibana:kibana /var/log/k.log

启动 kibana

[root@apache kibana]# systemctl enable --now kibana.service
[root@apache kibana]# ss -nap |grep 5601
tcp    LISTEN     0      128       *:5601                  *:*                   users:(("node",pid=42235,fd=19))

访问测试

192.168.10.30:5601

链接：https://www.cnblogs.com/zhj0708/p/18336510