Logstash实践

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Logstash简介

一个开源的数据收集引擎，具有实时数据传输能力，可以统一过滤来自不同源的数据，并按照开发者制定的规范输出到目的地。

顾名思义，Logstash 收集数据对象就是日志文件，由于日志文件来源众多（如，系统日志，服务器日志等），且内容杂乱，不便于人类进行观察。因此，可以使用Logstash对日志文件进行收集和统一过滤，变成可读性高的内容。

组成结构

Logstash 通过管道进行运作，管道有两个必需的元素，输入和输出，还有一个可选的元素：过滤器

输入插件从数据源读取数据，过滤器插件根据用户指定的数据格式修改数据，输出插件则将数据写入到目的地，如下图

接下来讲解一个工作中的实例。

需求概述

本次需求如下：

• 统一各语言日志格式
• 将各个项目生成的日志进行过滤分析存入Elasticsearch

解决方案

统一log格式

因小组内测试代码语言较多（go/java/shell/python等），为了简化更确切的应该是统一过滤规则，首先需要统一日志格式。

熟悉java语言的童鞋对log4j一定不陌生，log4j可以控制日志信息输送的目的地，控制日志的输出格式，日志级别，而且这些只需一个配置文件即可灵活配置，无需修改代码。

那么go,python,shell是否有类似的框架呢，答案是肯定的,它们分别是log4go,log4p,log4sh

我们先来统一日志格式，根据以往经验及今后扩展，日志格式如下：

时间 - 日志级别 - 日志logid- 文件名及行数 - 日志内容

2018-07-09 15:50:35,907 [DEBUG] logid:000 demo.py:fun1:10 Type some log.

此处对各语言log4日志框架不详细说明，可参见本人实现的demo：https://github.com/tianruiMM/log4pgoshj 查看各语言日志模版
其他说明：本项目中的bin/init.sh可以根据给定的语言初始化log4相关的项目，可参考脚本中的说明

应用logstash

添加过滤规则

2018-07-09 15:50:35,907 [DEBUG] logid:000 demo.py:fun1:10 Type some log.

统一日志格式后，接下来将每行日志转换成结构化的日志，在Logstash中，这项工作由logstash-filter-grok来完成，它有超过200个可用的，大家都认为比较有用的Grok模式，例如IPv6地址，UNIX路径等。

使用Grok库，我们可以很容易的就完成日志格式化提取的任务

%{TIMESTAMP_ISO8601:timestamp}s+[%{LOGLEVEL:loglevel}]s+%{DATA:logid}s+%{DATA:method}s+%{GREEDYDATA:msg}

提取后的数据格式如下：

{
  "timestamp": [
    "2018-07-09 15:50:35,907"
  ],
  "loglevel": [
    "DEBUG"
  ],
  "logid": [
    "logid:000"
  ],
  "method": [
    "demo.py:fun1:10"
  ],
  "msg": [
    "Type some log."
  ]
}

Grok部分模式对应的正则如下：

TIMESTAMP_ISO8601:%{YEAR}-%{MONTHNUM}-%{MONTHDAY}[T ]%{HOUR}:?%{MINUTE}(?::?%{SECOND})?%{ISO8601_TIMEZONE}?

LOGLEVEL:([A-a]lert|ALERT|[T|t]race|TRACE|[D|d]ebug|DEBUG|[N|n]otice|NOTICE|[I|i]nfo|INFO|[W|w]arn?(?:ing)?|WARN?(?:ING)?|[E|e]rr?(?:or)?|ERR?(?:OR)?|[C|c]rit?(?:ical)?|CRIT?(?:ICAL)?|[F|f]atal|FATAL|[S|s]evere|SEVERE|EMERG(?:ENCY)?|[Ee]merg(?:ency)?)

DATA:.*?

SPACE:s* 其中s+匹配一个或多个空格

grok其它模式说明请参考：http://grokdebug.herokuapp.com/patterns#

备注：可以使用在线调试器Grok Debugger进行调试

生成配置文件

在生产环境中，Logstash的管道要复杂很多，可能需要配置多个输入，过滤器和输出插件。

因此需要一个配置文件管理输入，过滤器和输出相关的配置，配置文件内容格式如下：

#　输入
input {
  ...
}
# 过滤器
filter {
  ...
}
# 输出
output {
  ...
}

在实际测试过程中，日志目录往往配置在当前项目路径下。对于收集单一项目日志，这没有什么问题，但当收集多个项目日志或增加新项目时，每次都需要手动更新input、output内容。为了解决上述问题，首先统一日志放置目录，其次根据目录自动生成配置文件。

本人实现了一个shell脚本：
- 根据给定目录，遍历当前路径下最深子目录；
- 根据子目录列表生成Logstash配置文件
- 根据配置文件及最深子目录列表，启动Logstash Docker容器以启动Logstash服务
精简后的代码如下：

#!/usr/bin/env bash
# 存储最深子目录列表
dir_list=()
# 给定的log根目录
base_dir="/data0/dorylus/local/gitlab/logs"
# logstash目录
conf_path="/data0/dorylus/pipeline"
conf_file="$conf_path/logstash.conf"
# elasticsearch服务
address="127.0.0.1:9200"
# logstash docker image
docker_file="docker.elastic.co/logstash/logstash:6.3.2"
# container name
container_name="logstash"
# 递归读取最深子目录
function read_dir(){
    # echo -e $1
    if [ "`ls $1`" = "" ] || [ `ls -l $1|grep ^d|wc -l` -eq 0 ]
    then
        dir_list[${#dir_list[@]}]=$1
    else
        for file in `ls $1`
        do
            if [ -d $1"/"$file ]
            then
                read_dir $1"/"$file
            fi
        done
    fi
}
# 将根目录下所有最深文件夹写入配置文件
function write_conf_file(){
    # 写入input配置
    echo -e "input {" > $conf_file
    for dir in ${dir_list[@]}
    do
        path=$dir
        # 除根路径的子目录
        obj_dir=${dir:((${#base_dir}+1))}
        # 将／替换成-，type为索引名
        type=${obj_dir////-}
        echo "  file {
        path => ["$path/*.log*"]
        type => "$type"
        start_position => "beginning"
        }"  >> $conf_file
        
    done
    echo -e "}" >> $conf_file
    # 写入filter配置，过滤日志信息
    echo  "filter {
    grok {
        match => [
            "message", "%{TIMESTAMP_ISO8601:logtime}s+[%{LOGLEVEL:loglevel}]s+%{DATA:logid}s+%{DATA:method}s+%{GREEDYDATA:msg}",
            "message", "[%{DATA:logtime}] *[%{LOGLEVEL:loglevel}] *%{DATA:method} * %{GREEDYDATA:msg}"
        ]
        }
    }" >> $conf_file
    # 写入output配置
    echo -e "output {" >> $conf_file
    for dir in ${dir_list[@]}
    do
        obj_dir=${dir:((${#base_dir}+1))}
        type=${obj_dir////-}
        echo "  if [type] == "$type" {
        elasticsearch {
        hosts => ["$address"]
        index => "$type-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }" >> $conf_file
        
    done
    echo  "}" >> $conf_file

}
function conf(){
    if [ ! -d $conf_path ];then
        mkdir -p $conf_path
    fi
    read_dir $base_dir
    write_conf_file $dir_list
}
# 启动logstash服务
function start(){
    conf $1
    # echo ${dir_list[*]}
    v_conf=""
    # 根据获取的子目录列表，挂载各子目录
    for dir in ${dir_list[@]}
    do
        v_conf=$v_conf" -v $dir/:$dir/"
    done
    command="sudo docker run --name $container_name --net=host -d  --env XPACK.MONITORING.ELASTICSEARCH.URL=http://$address -v $conf_path/:/usr/share/logstash/pipeline/ $v_conf  $docker_file"
    $command
    # sudo docker run --name $container_name --net=host --rm -ti -v $conf_path/:/usr/share/logstash/pipeline/ -v /data0/dorylus/config/logstash.yml:/usr/share/logstash/config/logstash.yml  $docker_file
}

完整版参见：https://github.com/tianruiMM/log4pgoshj/blob/master/bin/operateLogstash.sh

举例说明：日志目录如下：

├── durian
│   └── case
│       ├── 20180822-065527_deploy.log
│       ├── 20180823-032739_deploy.log
│       ├── 20180824-041952_deploy.log
│       ├── 20180824-085657_deploy.log
│       ├── 20180824-091059_deploy.log
│       ├── consul.log
│       ├── debug.log
│       ├── error.log
│       ├── FailedCaseId.txt
│       ├── nginx.log
│       └── result.log
└── fig
    └── case
        ├── error.log
        └── info.log

通过脚本生成的配置文件如下：

input {
  file {
        path => ["/data0/dorylus/local/gitlab/logs/durian/case/*.log*"]
        type => "durian-case"
        start_position => beginning
        }
  file {
        path => ["/data0/dorylus/local/gitlab/logs/fig/case/*.log*"]
        type => "fig-case"
        start_position => beginning
        }
}
filter {
    grok {
        match => [
            "message", "%{TIMESTAMP_ISO8601:logtime}s+[%{LOGLEVEL:loglevel}]s+%{DATA:logid}s+%{DATA:method}s+%{GREEDYDATA:msg}",
            "message", "[%{DATA:logtime}] *[%{LOGLEVEL:loglevel}] *%{DATA:method} * %{GREEDYDATA:msg}"
        ]
        }
    }
output {
  if [type] == "durian-case" {
        elasticsearch {
        hosts => ["127.0.0.1:9200"]
        index => "durian-case-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
  if [type] == "fig-case" {
        elasticsearch {
        hosts => ["127.0.0.1:9200"]
        index => "fig-case-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
}

启动Logstash容器后，通过kibana可以查看格式化日志结果：

参考文档：
https://www.jianshu.com/p/86133dd66ca4
https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/index.html