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  • ELK填坑总结和优化过程

    做了几周的测试,踩了无数的坑,总结一下,全是干货,给大家分享~

    一、elk 实用知识点总结

    1、编码转换问题(主要就是中文乱码)

    (1)input 中的codec => plain 转码

    codec => plain {
             charset => "GB2312"
    }

    将GB2312 的文本编码,转为UTF-8 的编码

     

    (2)也可以在filebeat中实现编码的转换(推荐)

    filebeat.prospectors:
    - input_type: log
      paths:
        - c:UsersAdministratorDesktopperformanceTrace.txt
      encoding: GB2312

    2、删除多余日志中的多余行

    (1)logstash filter 中drop 删除

        if ([message] =~ "^20.*- task request,.*,start time.*") {   #用正则需删除的多余行
                drop {}
        } 

    (2)日志示例

    2018-03-20 10:44:01,523 [33]DEBUG Debug - task request,task Id:1cbb72f1-a5ea-4e73-957c-6d20e9e12a7a,start time:2018-03-20 10:43:59   #需删除的行
    -- Request String : {"UserName":"15046699923","Pwd":"ZYjyh727","DeviceType":2,"DeviceId":"PC-20170525SADY","EquipmentNo":null,"SSID":"pc","RegisterPhones":null,"AppKey":"ab09d78e3b2c40b789ddfc81674bc24deac","Version":"2.0.5.3"} -- End
    -- Response String : {"ErrorCode":0,"Success":true,"ErrorMsg":null,"Result":null,"WaitInterval":30} -- End

    3、grok 处理多种日志不同的行

    (1)日志示例:

    2018-03-20 10:44:01,523 [33]DEBUG Debug - task request,task Id:1cbb72f1-a5ea-4e73-957c-6d20e9e12a7a,start time:2018-03-20 10:43:59
    -- Request String : {"UserName":"15046699923","Pwd":"ZYjyh727","DeviceType":2,"DeviceId":"PC-20170525SADY","EquipmentNo":null,"SSID":"pc","RegisterPhones":null,"AppKey":"ab09d78e3b2c40b789ddfc81674bc24deac","Version":"2.0.5.3"} -- End
    -- Response String : {"ErrorCode":0,"Success":true,"ErrorMsg":null,"Result":null,"WaitInterval":30} -- End

    (2)在logstash filter中grok 分别处理3行

    match => {
        "message" => "^20.*- task request,.*,start time:%{TIMESTAMP_ISO8601:RequestTime}"
    match => {
        "message" => "^-- Request String : {"UserName":"%{NUMBER:UserName:int}","Pwd":"(?<Pwd>.*)","DeviceType":%{NUMBER:DeviceType:int},"DeviceId":"(?<DeviceId>.*)","EquipmentNo":(?<EquipmentNo>.*),"SSID":(?<SSID>.*),"RegisterPhones":(?<RegisterPhones>.*),"AppKey":"(?<AppKey>.*)","Version":"(?<Version>.*)"} -- End.*"    
    }
    match => {
        "message" => "^-- Response String : {"ErrorCode":%{NUMBER:ErrorCode:int},"Success":(?<Success>[a-z]*),"ErrorMsg":(?<ErrorMsg>.*),"Result":(?<Result>.*),"WaitInterval":%{NUMBER:WaitInterval:int}} -- End.*"
    }
    ... 等多行

    4、日志多行合并处理—multiline插件(重点)

    (1)示例:

    ① 日志

    2018-03-20 10:44:01,523 [33]DEBUG Debug - task request,task Id:1cbb72f1-a5ea-4e73-957c-6d20e9e12a7a,start time:2018-03-20 10:43:59
    -- Request String : {"UserName":"15046699923","Pwd":"ZYjyh727","DeviceType":2,"DeviceId":"PC-20170525SADY","EquipmentNo":null,"SSID":"pc","RegisterPhones":null,"AppKey":"ab09d78e3b2c40b789ddfc81674bc24deac","Version":"2.0.5.3"} -- End
    -- Response String : {"ErrorCode":0,"Success":true,"ErrorMsg":null,"Result":null,"WaitInterval":30} -- End

    ② logstash grok 对合并后多行的处理(合并多行后续都一样,如下)

    filter {
      grok {
        match => {
          "message" => "^%{TIMESTAMP_ISO8601:InsertTime} .*- task request,.*,start time:%{TIMESTAMP_ISO8601:RequestTime}
    -- Request String : {"UserName":"%{NUMBER:UserName:int}","Pwd":"(?<Pwd>.*)","DeviceType":%{NUMBER:DeviceType:int},"DeviceId":"(?<DeviceId>.*)","EquipmentNo":(?<EquipmentNo>.*),"SSID":(?<SSID>.*),"RegisterPhones":(?<RegisterPhones>.*),"AppKey":"(?<AppKey>.*)","Version":"(?<Version>.*)"} -- End
    -- Response String : {"ErrorCode":%{NUMBER:ErrorCode:int},"Success":(?<Success>[a-z]*),"ErrorMsg":(?<ErrorMsg>.*),"Result":(?<Result>.*),"WaitInterval":%{NUMBER:WaitInterval:int}} -- End"
        }
      }
    }

    (2)在filebeat中使用multiline 插件(推荐)

    ① 介绍multiline

    pattern:正则匹配从哪行合并

    negate:true/false,匹配到pattern 部分开始合并,还是不配到的合并

    match:after/before(需自己理解)

      after:匹配到pattern 部分后合并,注意:这种情况最后一行日志不会被匹配处理

      before:匹配到pattern 部分前合并(推荐)

     

    ② 5.5版本之后(before为例)

    filebeat.prospectors:
    - input_type: log
      paths:
        - /root/performanceTrace*
      fields:
        type: zidonghualog
      multiline.pattern: '.*"WaitInterval":.*-- End'
      multiline.negate: true
      multiline.match: before

    ③ 5.5版本之前(after为例)

    filebeat.prospectors:
    - input_type: log 
         paths:
          - /root/performanceTrace*
          input_type: log 
          multiline:
               pattern: '^20.*'
               negate: true
               match: after

    (3)在logstash input中使用multiline 插件(没有filebeat 时推荐)

    ① 介绍multiline

    pattern:正则匹配从哪行合并

    negate:true/false,匹配到pattern 部分开始合并,还是不配到的合并

    what:previous/next(需自己理解)

      previous:相当于filebeat 的after

      next:相当于filebeat 的before

     

    ② 用法

    input {
            file {
                    path => ["/root/logs/log2"]
                    start_position => "beginning"
                    codec => multiline {
                            pattern => "^20.*"
                            negate => true
                            what => "previous"
                    }
            }
    }

    (4)在logstash filter中使用multiline 插件(不推荐)

    (a)不推荐的原因:

      ① filter设置multiline后,pipline worker会自动将为1

      ② 5.5 版本官方把multiline 去除了,要使用的话需下载,下载命令如下:

      /usr/share/logstash/bin/logstash-plugin install logstash-filter-multiline

     

    (b)示例:

    filter {
      multiline {
        pattern => "^20.*"
        negate => true
        what => "previous"
      }
    } 

    5、logstash filter 中的date使用

    (1) 日志示例

    2018-03-20 10:44:01 [33]DEBUG Debug - task request,task Id:1cbb72f1-a5ea-4e73-957c-6d20e9e12a7a,start time:2018-03-20 10:43:59

    (2) date 使用

            date {
                    match => ["InsertTime","YYYY-MM-dd HH:mm:ss "]
                    remove_field => "InsertTime"
            }

    注:

    match => ["timestamp" ,"dd/MMM/YYYY H:m:s Z"]

      匹配这个字段,字段的格式为:日日/月月月/年年年年 时/分/秒 时区

    也可以写为:match => ["timestamp","ISO8601"](推荐)

     

    (3)date 介绍

      就是将匹配日志中时间的key 替换为@timestamp 的时间,因为@timestamp 的时间是日志送到logstash 的时间,并不是日志中真正的时间。

     

    6、对多类日志分类处理(重点)

    ① 在filebeat 的配置中添加type 分类

    filebeat:
      prospectors:
        -
          paths:
            #- /mnt/data/WebApiDebugLog.txt*
            - /mnt/data_total/WebApiDebugLog.txt*
          fields:
            type: WebApiDebugLog_total
        -
          paths:
            - /mnt/data_request/WebApiDebugLog.txt*
            #- /mnt/data/WebApiDebugLog.txt*
          fields:
            type: WebApiDebugLog_request
        -
          paths:
            - /mnt/data_report/WebApiDebugLog.txt*
            #- /mnt/data/WebApiDebugLog.txt*
          fields:
            type: WebApiDebugLog_report

    ② 在logstash filter中使用if,可进行对不同类进行不同处理

    filter {
       if [fields][type] == "WebApiDebugLog_request" {   #对request 类日志
            if ([message] =~ "^20.*- task report,.*,start time.*") {   #删除report 行
                    drop {}
            }
        grok {
            match => {"... ..."}
            }
    }

    ③ 在logstash output中使用if

    if [fields][type] == "WebApiDebugLog_total" {
        elasticsearch {
            hosts => ["6.6.6.6:9200"]
            index => "logstashl-WebApiDebugLog_total-%{+YYYY.MM.dd}"
            document_type => "WebApiDebugLog_total_logs"
    } 

    二、对elk 整体性能的优化

    1、性能分析

    (1)服务器硬件Linux:1cpu 4GRAM

    假设每条日志250 Byte

     

    (2)分析

    ① logstash-Linux:1cpu 4GRAM

    每秒500条日志

    去掉ruby每秒660条日志

    去掉grok后每秒1000条数据

     

     filebeat-Linux:1cpu 4GRAM

    每秒2500-3500条数据

    每天每台机器可处理:24h*60min*60sec*3000*250Byte=64,800,000,000Bytes,约64G

     

    ③ 瓶颈在logstash 从redis中取数据存入ES,开启一个logstash,每秒约处理6000条数据;开启两个logstash,每秒约处理10000条数据(cpu已基本跑满);

     

    ④ logstash的启动过程占用大量系统资源,因为脚本中要检查java、ruby以及其他环境变量,启动后资源占用会恢复到正常状态。 

     

    2、关于收集日志的选择:logstash/filter

    (1)没有原则要求使用filebeat或logstash,两者作为shipper的功能是一样的,区别在于:

    ① logstash由于集成了众多插件,如grok,ruby,所以相比beat是重量级的;

    ② logstash启动后占用资源更多,如果硬件资源足够则无需考虑二者差异;

    ③ logstash基于JVM,支持跨平台;而beat使用golang编写,AIX不支持;

    ④ AIX 64bit平台上需要安装jdk(jre) 1.7 32bit,64bit的不支持;

    ⑤ filebeat可以直接输入到ES,但是系统中存在logstash直接输入到ES的情况,这将造成不同的索引类型造成检索复杂,最好统一输入到els 的源。

     

    (2)总结

      logstash/filter 总之各有千秋,但是,我推荐选择:在每个需要收集的日志服务器上配置filebeat,因为轻量级,用于收集日志;再统一输出给logstash,做对日志的处理;最后统一由logstash 输出给els。

     

    3、logstash的优化相关配置

    (1)可以优化的参数,可根据自己的硬件进行优化配置

    ① pipeline 线程数,官方建议是等于CPU内核数

    默认配置 ---> pipeline.workers: 2

    可优化为 ---> pipeline.workers: CPU内核数(或几倍cpu内核数)

    ② 实际output 时的线程数

    默认配置 ---> pipeline.output.workers: 1

    可优化为 ---> pipeline.output.workers: 不超过pipeline 线程数

    ③ 每次发送的事件数

    默认配置 ---> pipeline.batch.size: 125

    可优化为 ---> pipeline.batch.size: 1000

    ④ 发送延时

    默认配置 ---> pipeline.batch.delay: 5

    可优化为 ---> pipeline.batch.size: 10

     

    (2)总结

      通过设置-w参数指定pipeline worker数量,也可直接修改配置文件logstash.yml。这会提高filter和output的线程数,如果需要的话,将其设置为cpu核心数的几倍是安全的,线程在I/O上是空闲的。

      默认每个输出在一个pipeline worker线程上活动,可以在输出output 中设置workers设置,不要将该值设置大于pipeline worker数。

      还可以设置输出的batch_size数,例如ES输出与batch size一致。

      filter设置multiline后,pipline worker会自动将为1,如果使用filebeat,建议在beat中就使用multiline,如果使用logstash作为shipper,建议在input 中设置multiline,不要在filter中设置multiline。

     

    (3)Logstash中的JVM配置文件

      Logstash是一个基于Java开发的程序,需要运行在JVM中,可以通过配置jvm.options来针对JVM进行设定。比如内存的最大最小、垃圾清理机制等等。JVM的内存分配不能太大不能太小,太大会拖慢操作系统。太小导致无法启动。默认如下:

    -Xms256m #最小使用内存

    -Xmx1g #最大使用内存

     

    4、引入Redis 的相关问题

    (1)filebeat可以直接输入到logstash(indexer),但logstash没有存储功能,如果需要重启需要先停所有连入的beat,再停logstash,造成运维麻烦;另外如果logstash发生异常则会丢失数据;引入Redis作为数据缓冲池,当logstash异常停止后可以从Redis的客户端看到数据缓存在Redis中;

    (2)Redis可以使用list(最长支持4,294,967,295条)或发布订阅存储模式;

    (3)redis 做elk 缓冲队列的优化:

    ① bind 0.0.0.0 #不要监听本地端口

    ② requirepass ilinux.io #加密码,为了安全运行

    ③ 只做队列,没必要持久存储,把所有持久化功能关掉:快照(RDB文件)和追加式文件(AOF文件),性能更好

      save "" 禁用快照

      appendonly no 关闭RDB

    ④ 把内存的淘汰策略关掉,把内存空间最大

      maxmemory 0 #maxmemory为0的时候表示我们对Redis的内存使用没有限制

     

    5、elasticsearch 节点优化配置

    (1)服务器硬件配置,OS 参数

    (a) /etc/sysctl.conf 配置

    vim /etc/sysctl.conf

    ① vm.swappiness = 1                     #ES 推荐将此参数设置为 1,大幅降低 swap 分区的大小,强制最大程度的使用内存,注意,这里不要设置为 0, 这会很可能会造成 OOM
    ② net.core.somaxconn = 65535     #定义了每个端口最大的监听队列的长度
    ③ vm.max_map_count= 262144    #限制一个进程可以拥有的VMA(虚拟内存区域)的数量。虚拟内存区域是一个连续的虚拟地址空间区域。当VMA 的数量超过这个值,OOM
    ④ fs.file-max = 518144                   #设置 Linux 内核分配的文件句柄的最大数量

    [root@elasticsearch]# sysctl -p 生效一下

     

    (b)limits.conf 配置

    vim /etc/security/limits.conf

    elasticsearch    soft    nofile          65535
    elasticsearch    hard    nofile          65535
    elasticsearch    soft    memlock         unlimited
    elasticsearch    hard    memlock         unlimited

    (c)为了使以上参数永久生效,还要设置两个地方

    vim /etc/pam.d/common-session-noninteractive

    vim /etc/pam.d/common-session

    添加如下属性:

    session required pam_limits.so

    可能需重启后生效

     

    (2)elasticsearch 中的JVM配置文件

    -Xms2g

    -Xmx2g

    ① 将最小堆大小(Xms)和最大堆大小(Xmx)设置为彼此相等。

    ② Elasticsearch可用的堆越多,可用于缓存的内存就越多。但请注意,太多的堆可能会使您长时间垃圾收集暂停。

    ③ 设置Xmx为不超过物理RAM的50%,以确保有足够的物理内存留给内核文件系统缓存。

    ④ 不要设置Xmx为JVM用于压缩对象指针的临界值以上;确切的截止值有所不同,但接近32 GB。不要超过32G,如果空间大,多跑几个实例,不要让一个实例太大内存

     

    (3)elasticsearch 配置文件优化参数

    ① vim elasticsearch.yml

    bootstrap.memory_lock: true  #锁住内存,不使用swap
    #缓存、线程等优化如下
    bootstrap.mlockall: true
    transport.tcp.compress: true
    indices.fielddata.cache.size: 40%
    indices.cache.filter.size: 30%
    indices.cache.filter.terms.size: 1024mb
    threadpool:
        search:
            type: cached
            size: 100
            queue_size: 2000

    ② 设置环境变量

    vim /etc/profile.d/elasticsearch.sh export ES_HEAP_SIZE=2g    #Heap Size不超过物理内存的一半,且小于32G

     

    (4)集群的优化(我未使用集群)

    ① ES是分布式存储,当设置同样的cluster.name后会自动发现并加入集群;

    ② 集群会自动选举一个master,当master宕机后重新选举;

    ③ 为防止"脑裂",集群中个数最好为奇数个

    ④ 为有效管理节点,可关闭广播 discovery.zen.ping.multicast.enabled: false,并设置单播节点组discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["ip1", "ip2", "ip3"]

     

    6、性能的检查

    (1)检查输入和输出的性能

    Logstash和其连接的服务运行速度一致,它可以和输入、输出的速度一样快。

     

    (2)检查系统参数

    ① CPU

    注意CPU是否过载。在Linux/Unix系统中可以使用top -H查看进程参数以及总计。

    如果CPU使用过高,直接跳到检查JVM堆的章节并检查Logstash worker设置。

     

    ② Memory

    注意Logstash是运行在Java虚拟机中的,所以它只会用到你分配给它的最大内存。

    检查其他应用使用大量内存的情况,这将造成Logstash使用硬盘swap,这种情况会在应用占用内存超出物理内存范围时。

     

    ③ I/O 监控磁盘I/O检查磁盘饱和度

    使用Logstash plugin(例如使用文件输出)磁盘会发生饱和。

    当发生大量错误,Logstash生成大量错误日志时磁盘也会发生饱和。

    在Linux中,可使用iostat,dstat或者其他命令监控磁盘I/O

     

    ④ 监控网络I/O

    当使用大量网络操作的input、output时,会导致网络饱和。

    在Linux中可使用dstat或iftop监控网络情况。

     

    (3)检查JVM heap

      heap设置太小会导致CPU使用率过高,这是因为JVM的垃圾回收机制导致的。

      一个快速检查该设置的方法是将heap设置为两倍大小然后检测性能改进。不要将heap设置超过物理内存大小,保留至少1G内存给操作系统和其他进程。

      你可以使用类似jmap命令行或VisualVM更加精确的计算JVM heap

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