第一篇： 认识Prometheus

Promehteus是一款近年来最热门的开源监控系统，它具有强大的功能和灵活的配置选项，可以满足各种不同的类型的监控需求。目前，Prometheus已成为众多开发者和运维团队的监控首选。

做为本系列教程的入门首文，本文将从产品的功能特点、工作原理等方面入手，带你认识Prometheus这个神奇的监控系统。

一. 产品简介

Promehteus是由SoundCloud公司开发的一款开源监控系统，它最初的设计思路来源于Google的Borgmom(一款业内非常知名的容器监控系统）。项目由Google的前SRE工程师  Matt T.Proudd发起，并在其加入SoundCloud公司后，与另一位工程师Julius Volz合伙推出。

2016年，原生云基金会CNCF（Cloud Native Computing Foundation）将Prometheus 纳入麾下，成为该基金会继Kubernetes后第二大开源项目。

Promehteus旨在帮助开发和运维团队监控应用程序和基础设施的性能，它提供了一种直观且可扩展的方法，用于收集、存储和查询有关系统和服务的指标数据。Promehteus天然具有对容器的适配性，它可以非常方便地满足容器监控需求，也可用来监控传统资源。

近年以来，伴随着Kubernetes 等容器平台的火爆，Prometheus的热度也在不断上升。目前，Prometheus已成为众多公司在开源监控系统方面的第一选择，并得到了广泛的应用。

Prometheus 的强大之处在于具备以下几个特点：

• 多维度数据模型

产品采用了多维数据模型，允许你存储和查询包含多个维度的时间序列数据。这意味着我们可以在一个时间序列中包含多个标签，以便更好地组织和查询数据。

• ** 灵活的查询语言**

PromQL 是 Prometheus 的查询语言，它允许用户执行复杂的查询来提取有关监控数据的信息。我们可以使用 PromQL 来筛选、聚合和计算时间序列数据，以生成有用的信息。

• 基于HTTP的接口

Prometheus 提供了 HTTP API，使用户可以轻松地访问监控数据和配置。这也使得与其他工具和服务的集成变得相对简单。

• 强大的警报系统

Prometheus 具有内置的警报管理系统，可以根据定义的规则生成警报。这使得用户可以在出现问题之前获得有关系统状态的及时通知。

• 支持自动发现或者静态配置来发现目标

Prometheus支持多种自动发现模式，如DNS、配置中心、Kuberenetes等，这可以给我们在监控上带来非常多的便利性。

• ** 支持多种多样的图表和界面展示**

Prometheus 本身只提供了非常简单的可视化，但它可以与多个可视化工具集成，如 Grafana等，用于创建各种监控仪表板。

二. Prometheus功能架构

Prometheus在设计理念上与传统的监控产品存在很大的区别，它专注于监控功能的实现，而将其他配套能力交由生态圈内的第三方产品来实现。如：用Grafana实现可视化功能 、Alertmanager实现告警功能等。

功能上的专注使得Prometheus变得简洁而灵活，它可以被非常方便地进行部署与升级，并与第三方开源产品搭配实现定制化。

下图是整个Prometheus监控体系的核心架构组件：

可以看到，整体架构主要包含了以下组件：

• Prmoetheus  Server

Prometheus的服务端，它是整个监控架构的核心组件，即负责获取来自Exporter的监控数据进行存储，也负责对数据进行处理并提供Grafana和Alertmanager使用。

• Exporter

Prometheus的监控客户端，用于从不同系统和程序中获取指标数据的代理组件。它们可以将各种数据源（如数据库、应用程序、网络设备等）的指标数据暴露为 Prometheus 可以抓取的格式。

• Pushgateway

Pushgateway 是一个独立的组件，允许应用程序将指标数据推送到 Prometheus，而不需要 Prometheus 主动抓取。这对于某些不支持pull 拉取监控数据的场景非常有用，如计划任务。

• Alertmanager

Alertmanager是一个警报管理组件，它负责处理由 Prometheus Server 生成的警报，并根据配置的规则发送通知，以便运维团队可以迅速采取行动。

• Grafana

Grafana 是一个独立的可视化和仪表板工具，通常与 Prometheus 集成以创建漂亮的监控仪表板。用户可以使用 Grafana 来创建自定义图形、仪表板和警报，以更好地展示 Prometheus 收集的指标数据。

三. Prometheus的工作原理

现在，让我们来了解 Prometheus 的工作原理，这有利于我们后面的学习。

当启动 Prometheus 开始监控目标时，它会按照以下步骤进行操作：

1. 服务发现

Prometheus可通过多种方式来发现要监控的资源目标列表，包括：

• 用户提供的静态资源列表
• 基于文件的发现
• 自动发现

2. 指标收集

在发现目标后，Prometheus会根据配置文件中的任务设定，定时去拉取各个监控目标的监控数据。任何组件只要提供对应的HTTP接口并按照格式返回数据，该组件即可以被接入监控。

默认的拉取方式为pull，在获取到的数据后会存入TSDB(一种时序型数据库）进行保存。

3. 数据查询

Prometheus提供一套内置的PromQL语言，该语言用于对存储数据数据执行各种查询操作，包括数据检索、对比、聚合、计算等。

4. 可视化

Prometheus自带的Web-UI可支持图表展示 ，但功能及界面非常简单，适合于临时的查询。在企业级的常规方案中，通常是接入到Grafana或其他第三方平台进行数据展示。

5. 聚合告警

Promehteus Server没有内置的告警管理工具，程序基于PromQL配置的告警规则触发警报，并统一发送到到Alertmanager管理器。在Alertmanager接收警报后，会对相关信息进行统一处理，并支持通过邮箱、短信、微信、钉钉等多种告警方式发送给目标的接收人。

四. 结语

如本文所示，Prometheus 是一款功能强大的开源监控系统，它具有简洁的架构模型、强大的查询语言和灵活的警报功能，这使其可以适配于各种监控需求。无论你是在管理小型站点还是大型分布式系统，Prometheus 都可以帮助你监控性能、快速诊断问题和确保系统的可用性。

不管你是新手还是有经验的开发和运维工程师，Prometheus 都值得让你深入学习，因为它可以帮助你掌握你的应用程序和基础设施的性能情况，从而更好地为用户提供高质量的服务。