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。