ELK-企业级日志分析系统

ELK 企业级日志分析系统

1.常见日志处理方式

• rsyslog：

  Ryslog是一个强大而安全的日志处理系统。Rsylog通过多个物理或虚拟服务器在网络上接收日志，并监视不同服务的健康状况。使用Rsyslog，您可以从集中位置监视其他服务器、网络设备和远程应用程序的日志。

• 脚本收集（shell/python）

• 大型系统架构ELK

2.ELK 简介

中文文档

Elasticsearch: 权威指南 | Elastic

2.1 基本组件

• Logstash（收集日志）

  • 数据收集引擎，对数据过滤，分析，丰富，统一格式，基于Java虚拟机

• ElasticSearch（分布式储存检索引擎）
  对数据进行索引储存

  • java开发，RESTful Web接口管理
  • 实时，分布式。可全文结构化搜索。索引缓存大容量日志

• Kibana:Kibana（前端数据展示）

  • 数据可视化web界面

2.2 其他常见组件

• Filebeat

  • 开源日志文件数据搜集器，但不能完全替换Logstas的日志分析处理功能，用于EFLK组件

• 缓存/消息队列（redis、kafka、RabbitMQ）

  • 对高并发日志数据进行流量削峰和缓冲

• Fluentd

  • 数据收集器，比Logstash消耗更小，性能更高，用于EFK架构，是Logstash的完全替换，kubernetes常用EFK作为日志数据收集方案

2.3.ELK工作原理（工作流程）

（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 Logs tash。
（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。

3.使用ELK的原因

一般我们需要进行日志分析场景：直接在日志文件中 grep、awk 就可以获得自己想要的信息。但在规模较大的场景中，此方法效率低下，面临问题包括日志量太大如何归档、文本搜索太慢怎么办、如何多维度查询。需要集中化的日志管理，所有服务器上的日志收集汇总。常见解决思路是建立集中式日志收集系统，将所有节点上的日志统一收集，管理，访问。
一般大型系统是一个分布式部署的架构，不同的服务模块部署在不同的服务器上，问题出现时，大部分情况需要根据问题暴露的关键信息，定位到具体的服务器和服务模块，构建一套集中式日志系统，可以提高定位问题的效率。
一个完整的集中式日志系统，需要包含以下几个主要特点：
①收集－能够采集多种来源的日志数据
②传输－能够稳定的把日志数据传输到中央系统
③存储－如何存储日志数据
④分析－可以支持 UI 分析
⑤警告－能够提供错误报告，监控机制
ELK提供了一整套解决方案，并且都是开源软件，之间互相配合使用，完美衔接，高效的满足了很多场合的应用。目前主流的一种日志系统。

什么是ELK（小白简单快速的认识什么是ELK）_拉结尔之书的博客

4.ELK日志分析系统集群部署

环境准备：

服务器类型与IP	安装组件	硬件
Node1节点 192.168.80.20	Elasticsearch 、 Kibana	4C4G
Node2节点 192.168.80.25	Elasticsearch	2C4G
Apache节点 192.168.80.30	Logstash Apache	2C4G

4.1 ELK Elasticsearch 集群部署

4.1.1 ELK Elasticsearch 集群部署（在Node1、Node2节点上操作）

1.环境准备

#更改主机名、配置域名解析、查看Java环境
Node1节点：hostnamectl set-hostname node1
Node2节点：hostnamectl set-hostname node2

vim /etc/hosts
192.168.80.20  node1
192.168.80.25  node2

java -version										#如果没有安装，yum -y install java
openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-b12)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b12, mixed mode)

2.部署 Elasticsearch 软件

（1）安装elasticsearch—rpm包
#上传elasticsearch-6.7.2.rpm到/opt目录下
cd /opt
rpm -ivh elasticsearch-6.7.2.rpm 

（2）加载系统服务
systemctl daemon-reload    
systemctl enable elasticsearch.service

（3）修改elasticsearch主配置文件
cp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml.bak
vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
--17--取消注释，指定集群名字
cluster.name: my-elk-cluster
--23--取消注释，指定节点名字：Node1节点为node1，Node2节点为node2
node.name: node1
--33--取消注释，指定数据存放路径
path.data: /data/elk_data
--37--取消注释，指定日志存放路径
path.logs: /var/log/elasticsearch/
--43--取消注释，改为在启动的时候不锁定内存
bootstrap.memory_lock: false
--55--取消注释，设置监听地址，0.0.0.0代表所有地址
network.host: 0.0.0.0
--59--取消注释，ES 服务的默认监听端口为9200
http.port: 9200
--68--取消注释，集群发现通过单播实现，指定要发现的节点 node1、node2
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]

grep -v "^#" /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

（4）创建数据存放路径并授权
mkdir -p /data/elk_data
chown elasticsearch:elasticsearch /data/elk_data/

（5）启动elasticsearch是否成功开启
systemctl start elasticsearch.service
netstat -antp | grep 9200

（6）查看节点信息
浏览器访问  http://192.168.80.20:9200  、 http://192.168.80.25:9200 查看节点 Node1、Node2 的信息。

如果在43行配置
bootstrap.memory_lock: true
产生了memory locking requested for elasticsearch process but memory is not locked问题可以参考下述链接解决

ES集群搭建问题：memory locking requested for elasticsearch process but memory is not locked - lcl-mm - 博客园 (cnblogs.com)

3．安装 Elasticsearch-head 插件

elasticsearch-head 是用于监控 Elasticsearch 状态的客户端插件，包括数据可视化、执行增删改查操作等。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。

（1）编译安装 node
#上传软件包 node-v8.2.1.tar.gz 到/opt
yum install gcc gcc-c++ make -y

cd /opt
tar zxvf node-v8.2.1.tar.gz

cd node-v8.2.1/
./configure
make -j2 && make install

（2）安装 phantomjs
#上传软件包 phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 到
cd /opt
tar jxvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 -C /usr/local/src/
cd /usr/local/src/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
cp phantomjs /usr/local/bin

（3）安装 Elasticsearch-head 数据可视化工具
#上传软件包 elasticsearch-head-master.tar.gz 到/opt
cd /opt
unzip -d /usr/local/src elasticsearch-head-master.zip
cd /usr/local/src/elasticsearch-head-master/
npm install

（4）修改 Elasticsearch 主配置文件
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

systemctl restart elasticsearch

（5）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。
cd /usr/local/src/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
netstat -natp |grep 9100

（6）通过 Elasticsearch-head 查看 Elasticsearch 信息
通过浏览器访问 http://192.168.80.20:9100/ 地址并连接群集。如果看到群集健康值为 green 绿色，代表群集很健康。

（7）插入索引
#通过命令插入一个测试索引，索引为 index-demo，类型为 test。
curl -X PUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"canyun","mesg":"hello ELK"}'
//输出结果如下：
{
"_index" : "index-demo",
"_type" : "test",
"_id" : "1",
"_version" : 1,
"result" : "created",
"_shards" : {
"total" : 2,
"successful" : 2,
"failed" : 0
},
"created" : true
}

4.1.2 Elasticsearch 集群部署操作截图（以node1节点布置为例）

1.修改主机名,添加hosts，查看java版本

2.部署 Elasticsearch 软件

3.安装 Elasticsearch-head 插件

4.2 ELK Logstash 部署

4.2.1 ELK Logstash 部署（在 Apache 节点上操作）

Logstash 一般部署在需要监控其日志的服务器。在本案例中，Logstash 部署在 Apache 服务器上，用于收集 Apache 服务器的日志信息并发送到 Elasticsearch。

1．更改主机名

hostnamectl set-hostname www

2．安装Apahce服务（httpd）

yum -y install httpd
systemctl start httpd

3.查看java环境

java -version
________________如果没有安装java则装一下
yum -y install java

4.安装logstash

cd /opt
rpm -ivh logstash-6.7.2.rpm                           
systemctl start logstash.service                      
systemctl enable logstash.service
ln -s /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/bin/

5.测试logstash

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。

定义输入和输出流：
#输入采用标准输入，输出采用标准输出（类似管道）
logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
......
www.baidu.com                               # 键入内容
{											# 输出结果
       "message" => "www.baidu.com",
      "@version" => "1",
          "host" => "www",
    "@timestamp" => 2022-06-16T16:16:31.504Z
}
www.acfun.com
{
       "message" => "www.acfun.com",
      "@version" => "1",
          "host" => "www",
    "@timestamp" => 2022-06-16T16:16:46.655Z
}

//执行 ctrl+c 退出

#使用 Logstash 将信息写入 Elasticsearch 中
logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.80.20:9200"] } }'
			 输入				输出			对接
......
www.baidu.com										#键入内容（标准输入）
www.acfun.com.cn									#键入内容（标准输入）
www.google.com										#键入内容（标准输入）

//结果不在标准输出显示，而是发送至 Elasticsearch 中，可浏览器访问 http://192.168.80.20:9100/ 查看索引信息和数据浏览。

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

#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"}
}

#修改 Logstash 配置文件，让其收集系统日志/var/log/messages，并将其输出到 elasticsearch 中。
chmod +r /var/log/messages					#让 Logstash 可以读取日志

vim /etc/logstash/conf.d/system.conf
input {
    file{
        path =>"/var/log/messages"						#指定要收集的日志的位置
        type =>"system"									#自定义日志类型标识
        start_position =>"beginning"					#表示从开始处收集
    }
}
output {
    elasticsearch {										#输出到 elasticsearch
        hosts => ["192.168.80.20:9200","192.168.80.25:9200"]	#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
    }
}

systemctl restart logstash 

浏览器访问 http://192.168.80.20:9100/

4.2.2 ELK Logstash 部署操作截图

1.更改主机名

2.安装网页服务

3.查看java环境

4.安装logstash

5.测试logstash

6.定义Logstash配置文件

4.3 ELK Kiabana 部署

4.3.1 ELK Kiabana 部署（在 node1 节点上操作）

1.安装 Kiabana

#上传软件包 kibana-6.7.2-x86_64.rpm 到/opt目录
cd /opt
rpm -ivh kibana-6.7.2-x86_64.rpm

2.设置 Kibana 的主配置文件

vim /etc/kibana/kibana.yml
--2--取消注释，Kiabana 服务的默认监听端口为5601
server.port: 5601
--7--取消注释，设置 Kiabana 的监听地址，0.0.0.0代表所有地址
server.host: "0.0.0.0"
--21--取消注释，设置和 Elasticsearch 建立连接的地址和端口
elasticsearch.url: "http://192.168.80.20:9200" 
--30--取消注释，设置在 elasticsearch 中添加.kibana索引
kibana.index: ".kibana"

3.启动 Kibana 服务

systemctl start kibana.service
systemctl enable kibana.service

netstat -natp | grep 5601

4.验证 Kibana

浏览器访问 http://192.168.80.10:5601
第一次登录需要添加一个 Elasticsearch 索引：
Index name or pattern
//输入：system-*			#在索引名中输入之前配置的 Output 前缀“system”

单击 “create” 按钮创建，单击 “Discover” 按钮可查看图表信息及日志信息。
数据展示可以分类显示，在“Available Fields”中的“host”，然后单击 “add”按钮，可以看到按照“host”筛选后的结果

5.将 Apache 服务器(www主机)的日志（访问的、错误的）添加到 Elasticsearch 并通过 Kibana 显示

vim /etc/logstash/conf.d/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 => ["192.168.80.20:9200"]
            index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
	if [type] == "error" {
        elasticsearch {
            hosts => ["192.168.80.20:9200"]
            index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
}

cd /etc/logstash/conf.d/
/usr/share/logstash/bin/logstash -f apache_log.conf

4.3.2 ELK Kiabana 部署操作截图

1.安装kiabana服务

2.配置文件修改

3.启动Kibana服务

4.验证kibana服务

5.将网页服务日志（访问的、错误的）添加到 Elasticsearch 并通过 Kibana 显示

4.4 Filebeat+ELK 部署

在node1上部署filebeat代替Logstash收集日志

4.4.1 Filebeat+ELK 部署（在node1节点操作）

1.安装 Filebeat

#上传软件包 filebeat-6.7.2-linux-x86_64.tar.gz 到/opt目录
cd /opt
tar zxvf filebeat-6.7.2-linux-x86_64.tar.gz
mv filebeat-6.7.2-linux-x86_64/ /usr/local/filebeat

2.设置 Filebeat的主配置文件

cd /usr/local/filebeat

vim filebeat.yml
filebeat inputs:
- type: log         #指定 log 类型，从日志文件中读取消息
  enabled: true
  paths:
    - /var/log/messages       #指定监控的日志文件
    - /var/log/*.log
  fields:           #可以使用 fields 配置选项设置一些参数字段添加到 output 中
    service_name: filebeat
    log_type: log
    service_id: 192.168.80.20

--------------Elasticsearch output-------------------
(全部注释掉)

----------------Logstash output---------------------
output.logstash:
  hosts: ["192.168.80.30:5044"]      #指定 logstash 的 IP 和端口

#启动 filebeat
./filebeat -e -c filebeat.yml

3.在 Logstash 组件所在节点上新建一个 Logstash 配置文件

cd /etc/logstash/conf.d

vim logstash.conf
input {
    beats {
        port => "5044"
    }
}
output {
    elasticsearch {
        hosts => ["192.168.80.20:9200"]
        index => "%{[fields][service_name]}-%{+YYYY.MM.dd}"
    }
    stdout {
        codec => rubydebug
    }
}

#启动 logstash
logstash -f logstash.conf

4．浏览器访问 http://192.168.80.20:5601 登录 Kibana，单击“Create Index Pattern”按钮添加索引“filebeat-*”，单击 “create” 按钮创建，单击 “Discover” 按钮可查看图表信息及日志信息。

4.4.2 Filebeat+ELK 部署操作截图

1.解压压缩包

2.设置 Filebeat的主配置文件

3.在 Logstash 组件所在节点上新建一个 Logstash 配置文件

访问kibana节点（192.168.80.20：5601）

5.总结