Elastic：使用Heartbeat进行Uptime监控

Elastic：使用Heartbeat进行Uptime监控

Elastic在6.5的版本中推出Heartbeat。Heartbeat 也就是我们通常所说的心跳。我们知道在医院，医生是用听心跳来判断一个人是否有生命迹象。在Elastic的Heartbeat里，它也是一样的道理。Heartbeat是一个轻量级的数据收集器。它用来帮我们进行uptime的健康监控。它可以帮我们查看一个服务器及服务器中一些服务是否运行正常。

心跳可以在网络内部或外部运行。 它所需要的就是通过网络访问所需的HTTP，TCP或ICMP端点。 配置就像向Heartbeat提供您要监视的URL列表一样简单。 心跳将执行定期检查以验证端点是否处于运行状态，然后将此信息以及其他有用的指标报告给Elasticsearch。 该信息会自动显示在预建的Kibana仪表板中，以监控服务器或服务的正常运行。

Elastic使用heartbeat来进行Uptime的监控的架构可以表述如下：

让我们仔细看看如何在Elastic Stack中设置和使用心跳。

安装Uptime

如果我们打开我们的Kibana并点击Uptime应用，那么第一次打开的时候，我们可以看到，如下的界面。

点击Configure Heartbeat，可以选择我们所关心的平台来进行安装。：

curl -L -O https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/heartbeat/heartbeat-7.5.0-linux-x86_64.tar.gz
tar xzvf heartbeat-7.5.0-linux-x86_64.tar.gz
cd heartbeat-7.5.0-linux-x86_64/

在实际的使用中，可以根据自己的Elasticsearch的版本选择一样版本的Heartbeat。我们进入到Heartbeat的安装目录：

$ ls 
LICENSE.txt             fields.yml              heartbeat.yml
NOTICE.txt              heartbeat               kibana
README.md               heartbeat.reference.yml monitors.d

从上面我们可以看出来在heartbeat的安装目录中，有一个叫做heartbeat.yml的配置文件。同时在monitor.d目录中，有几个样本的http, icmp及tcp协议的配置文件。

配置Uptime监控

为了使Heartbeat知道要检查的服务，它需要一个URL列表。 在heartbeat文件夹下的heartbeat.yml文件中指定了此配置。 这是使用Heartbeat进行多个HTTP检查的示例，该检查每10秒运行一次：

    # Configure monitors
    heartbeat.monitors:
    - type: http
      # List or urls to query
      urls:
            - "https://www.elastic.co"
            - "https://discuss.elastic.co"
      # Configure task schedule
      schedule: '@every 10s'

除了HTTP/S监视器，Heartbeat还可以执行TCP和ICMP检查，因此您可以更好地了解服务的不同层。 在心跳中，我们还可以定义其他检查层，例如，使用HTTP/S监视器，我们可以检查响应代码(code)，正文(body)和标头(header)。 使用TCP监视器，我们可以定义端口检查和字符串检查。

    heartbeat.monitors:
    - type: http
    # List or urls to query
      urls: ["http://localhost:9200"]
      # request details:
      check.request:
           method: GET
      check.response:
           body: "You Know, for Search"
    # Configure task schedule
      schedule: '@every 10s'

这是HTTP正文检查的示例，其中Heartbeat在http//localhost:9200（配置中指定的唯一URL）中寻找字符串“ You Know，for Search”。如果没有找到这个字符串，说明这个服务器是死掉了。

在所有心跳监视器上，我们可以定义其他参数，例如name, timeout和schedule。 您可以在配置心跳文档中找到完整的配置说明。

配置的最后一步是设置心跳输出（将数据发送到的位置）。 受支持的输出包括自我管理的Elasticsearch集群，Elastic Cloud，Logstash等。 在此示例中，我将心跳数据发送到我的本地Elasticsearch实例（“localhost:9200”）中：

    output.elasticsearch:
    # Array of hosts to connect to.
      hosts: ["localhost:9200"]
     # Optional protocol and basic auth credentials.
     #protocol: "https"
      username: "elastic"
      password: "changeme"

您可以在heartbeat.reference.yml文件中找到具有完整配置的示例文件。

第一次启动Heartbeat

心跳带有预建的仪表板，这些仪表板可提供大量的可用的可视化面板。 使用以下命令设置仪表板并运行Heartbeat：

要在Kibana中设置Heartbeat仪表板：（可选，只需运行一次）

./heartbeat setup

接着运行Heartbeat:

./heartbeat -e

Heartbeat一旦开始运行，它将检查您配置的URL列表，将信息发送回Elastic Stack，并预填充Kibana仪表板。

下面我们用几个例子来展示如何使用Uptime来监控我们的服务的。

例子

1. 监控Elasticsearch服务器
   在这个配置中，我们使用3个docker：

• 第一个docker运行一个Elasticsearch并置于口地址9200
• 第二个docker运行一个Elasticsearch并置于口地址9202
• 第三个docker运行一个Kibana并置于口地址5601，同时它的Elasticsearch配置指向第一个Elasticsearch口地址9200。这样在第二个Elasticsearch docker不运行时，我们的Kibana还可以继续运行

安装的步骤是这样的：

1）在一个Terminal中运行

docker network create elastic-network

2）在一个Terminal中启动第一个Docker，端口地址9200

docker run --rm --name esn01 -p 9200:9200 -v esdata01:/usr/share/elasticsearch/data --network elastic-network -e "node.name=esn01" -e "cluster.name=liuxg-docker-cluster" -e "cluster.initial_master_nodes=esn01" -e "bootstrap.memory_lock=true" --ulimit memlock=-1:-1 -e ES_JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m" docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.5.0

3）在另外一个Terminal中启动第二个Docker，端口地址9202

docker run --rm --name esn02 -p 9202:9200 -v esdata02:/usr/share/elasticsearch/data --network elastic-network -e "node.name=esn02" -e "cluster.name=liuxg-docker-cluster" -e "discovery.seed_hosts=esn01" -e "bootstrap.memory_lock=true" --ulimit memlock=-1:-1 -e ES_JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m" docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.5.0

4）在另外一个Terminal中启动Kibana，端口地址5601

docker run --rm --link esn01:elasticsearch --name kibana --network elastic-network -p 5601:5601 docker.elastic.co/kibana/kibana:7.5.0

这样我们的配置就运行好了。我们可以打开Kibana，并查看我们的node运行情况

我们可以看出来node运行正常。

5）在另外一个Terminal中运行heartbeat应用

因为我们想对我们的口地址为9202的Elasticsearch进行监控，那么，我们需要修改我们的heartbeat.yml口地址如下：

    ./heartbeat setup
    ./heartbeat -e

6）打开Uptime应用：

我们可以让我们的9202口地址的docker退出，过一会再重新开启。我们可以看出来如下的变化

由于我们的Kibana是连接到9200口地址的Elasticsearch，所以即使我们的9202口地址的Elasticsearch是退出了，那么我们的Kibana也可以照常工作。从上面我们可以看出来，我们的端口为9202的Elasticsearch服务器有上线和掉线的情况（红色为掉线，灰色为上线）。点击下方的超链接，我们可以看到更多的细节

2. 使用ICMP来监控网站

在接下来的实验里，我们来通过 monitors.d里提供的yaml文件来进行我们的监视。我们可以在heartbeat.yml里看到：

我们可以看到上面有一个路径指向当前heartbeat安装目录下的monitors.d的目录。里面的每一个yml文件会自动成功一个uptime的配置文件，并收集数据。如果我们看一下在默认情况下的monitors.d目录下的文件：

$ ls monitors.d/
sample.http.yml.disabled sample.icmp.yml.disabled sample.tcp.yml.disabled

因为所有的扩展名为.disabled，它们在默认的情况下没有被自动启动。

首先用heartbeat.yml文件来覆盖我们之前的缺省heartbeat.yml文件：

heartbeat.yml:

    heartbeat.config.monitors:
      path: ${path.config}/monitors.d/*.yml
      reload.enabled: true
      reload.period: 5s
     
    setup.template.settings:
      index.number_of_shards: 1
      index.codec: best_compression
     
    tags: ["dev-web-services"]
     
    fields:
      env: dev
     
    processors:
    - add_observer_metadata:
        netinfo.enabled: false
        cache.ttl: 5m
        geo:
          name: dev-dc-1
          location: 40.7128, -74.0060
          continent_name: North America
          country_iso_code: US
          region_name: Atlanta
          region_iso_code: GA
          city_name: Rosewell
     
    setup.kibana:
    output.elasticsearch:
      # Array of hosts to connect to.
      hosts: ["localhost:9200"]

然后，创建并把icmp.yml文件拷入到monitors.d目录中。我们来首先看看icmp.yml里的内容：

icmp.yml

    - type: icmp
      name: ping-tests-google-dns
      schedule: '*/5 * * * * * *'
      hosts: ["8.8.8.8","8.8.4.4."]
      ipv4: true
      ipv6: false
      mode: any
      timeout: 16s
      wait: 1s
      fields:
        env: dev

上面的配置文件非常地简单。它每隔5秒去ping一下谷歌的DNS服务器8.8.8.8及8.8.4.4。重新启动heartbeat应用

./heartbeat -e

注意：目前由于一些原因，针对ICMP的监测，我们必须使用root权限来运行。这在将来的版本中可能会有改变。：

chown root heartbeat.yml
chown root monitors.d/icmp.yml
sudo ./heartbeat -e

由于刚开始我使用的地址8.8.4.4.是错的。多了一个“."，所以，我们可以看到有一些红色。之后我矫正过后就可以看到连接的状态。

我们可以点击进入超链接，就可以看到每一个连接的具体情况

使用REST接口来查运行状态

restful.http.yml

    - type: http
      name: product-service-restful
      schedule: '@every 5s'
      urls: ["http://localhost:9001/product/logstash"]
      check.request:
        method: GET
      check.response:
        status: 200
        json:
          - description: check status
            condition:
              equals: 
                name: "Logstash"

上面的restful.http.yml文件的意思是restful接口的返回结果是200，并且是JSON格式的输出，返回结果是“Logstash”。如果这样的条件满足的话，那么我们认为这个微服务是正常的。

现在我们重新运行我们的heartbeat:

./heartbeat -e

我们重新在我们的Kibana中查看,我们可以看到我们的Restful接口显示是在Up的状态。

使用SOAP来查看运行状态

soap.http.yml

    - type: http
      name: product-service-soap
      schedule: '@every 5s'
      urls: ["http://localhost:9002/ws/product"]
      check.request:
        method: POST
        body: '<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:ws="http://ws.elksoft.com/"> <soapenv:Header/> <soapenv:Body> <ws:getProduct> <arg0>logstash</arg0> </ws:getProduct> </soapenv:Body> </soapenv:Envelope>'
      check.response:
        status: 200
        body: '(?s).*.<name>Logstash</name>.*'

这样我们配置成功后，我们重新运行我们的heartbeat应用：

./heartbeat -e

我们可以看到我们的微服务状态是Up状态

使用TCP来监控运行状态

除了上面我们介绍的ICMP, SOAP, REST方法外，我们其实也可以通过TCP协议来监测运行的状态。比如我们可以这样定义：

tcp.yml

    - type: tcp 
      name: elasticsearch-checker
      schedule: '@every 5s' 
      hosts: ["localhost:9200"]
      ipv4: true
      ipv6: true
      mode: any
      fields:
        env: dev

其实这个和我们刚开始介绍那个运用http协议来监测Elasticsearch运行的情况相似。

参考：

【1】https://www.elastic.co/webinars/elastic-uptime-monitoring-actively-monitor-the-availability-of-your-systems-and-services

【2】https://www.elastic.co/blog/elastic-uptime-monitoring-solution-released

【3】https://www.elastic.co/blog/uptime-monitoring-with-heartbeat-and-the-elastic-stack