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  • 【转】rrdtool学习笔记

    原博地址:https://blog.liuts.com/post/215/

    一、前言
          为了做云缓存平台的技术储备,从零开始学习了rrdtool,rrdtool非常强大,刚接触会有摸不着边的感觉,尤其是一堆概念性的东西。学习的切入点便是这些概念,一一理解后你才能品尝到rrdtool的清香,首先要感谢ailms整理的“RRDtool简体中文教程 v1.01”,通俗易懂的概况了rrdtool的所有知识。现在整理自己在学习过程中的一些笔记。

    二、基本概念
          RRDtool是指Round Robin Database 工具(环状数据库)。Round robin是一种处理定量数据、以及当前元素指针的技术。想象一个周边标有点的圆环--这些点就是时间存储的位置。从圆心画一条到圆周的某个点的箭头--这就是指针。就像我们在一个圆环上一样,没有起点和终点,你可以一直往下走下去。过来一段时间,所有可用的位置都会被用过,该循环过程会自动重用原来的位置。这样,数据集不会增大,并且不需要维护。RRDtool处理RRD数据库。它用向RRD数据库存储数据、从RRD数据库中提取数据(来源百度问答 )。为了方便理解其工作原理,本人做了一个rrdtool存储结构图:
    点击在新窗口中浏览此图片
    1、DS用于定义 Data Soure 。也就是用于存放脚本的结果的变量名(DSN)。如eth0_in ,eth0_out, lo_in , lo_out 。DSN 从 1-19 个字符,必须是 0-9,a-z,A-Z 。

    2、DST的选择是十分重要的,如果选错了 DST ,即使你的脚本取的数据是对的,放入 RRDtool 后也是错误的,更不用提画出来的图是否有意义了。

    DST描述:
    A) COUNTER:必须是递增的,除非是计数器溢出(overflows)。在这种情况下,RRDtool 会自动修改收到的值。例如网络接口流量、收到的packets 数量都属于这一类型。
    B) DERIVE:和 COUNTER 类似。但可以是递增,也可以递减,或者一会增加一会儿减少。
    C) ABSOLUTE:ABSOLUTE 比较特殊,它每次都假定前一个interval的值是0,再计算平均值。
    D) GAUGE:GAGUE 和上面三种不同,它没有“平均”的概念,RRDtool 收到值之后字节存入 RRA 中。
    E) COMPUTE:COMPUTE 比较特殊,它并不接受输入,它的定义是一个表达式,能够引用其他DS并自动计算出某个值。
    这五种类型有什么区别?不防测试一下便知。

    测试脚本:

    1. import sys,os  
    2. import time  
    3. import random  
    4.    
    5. total_input_traffic = 0  
    6. total_output_traffic = 0  
    7. starttime=1252682400  
    8. while 1:  
    9.   total_input_traffic = random.randrange(0, 5000)  
    10.   total_output_traffic = random.randrange(0, 5000)  
    11.   os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/COUNTER/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))  
    12.   os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/DERIVE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))  
    13.   os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/ABSOLUTE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))  
    14.   os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/GAUGE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))  
    15.   if starttime>=1284218400:  
    16.     break;  
    17.   starttime+=300  

    测试结果:
    a)COUNTER
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    ※为什么断断续续?原因很简单,random.randrange(0, 5000)获取的是随机值,就存在后面value比前value值小,如公式说明:(2000-3000)/300(setup)=UNKNOWN/300=UNKNOWN

    b)DERIVE
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    ※原理同上,DERIVE除了支持是递增,也递减。

    c)ABSOLUTE
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    ※计算公式:(3000-0)/300=100,得出初值为0的绝对值再求平均。

    d)GAUGE
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    ※values直接入库,无作任何运行。

    3、CDP:Consolidation Data Point 。RRDtool 使用多个PDP合并为(计算出)一个CDP。也就是执行上面的CF操作后的结果。这个值就是存入RRA的数据,绘图时使用的也是这些数据。

    4、CF就是Consolidation Function的缩写。也就是合并(统计)功能。有AVERAGE、MAX、MIN、LAST四种分别表示对多个PDP进行取平均、取最大值、取最小值、取当前值四种类型。具体作用等到update操作时再说。

    5、PDP:Primary Data Point。正常情况下每个interval RRDtool都会收到一个值;RRDtool在收到脚本给来的值后会计算出另外一个值(例如平均值),这个值就是PDP;这个值代表的一般是“xxx/秒”的含义。注意,该值不一定等于RRDtool收到的那个值。除非是GAUGE,可以看下面的例子就知道了。

    6、DST就是Data Source Type的意思。有COUNTER、GUAGE、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE5种。由于网卡流量属于计数器型,所以这里应该为COUNTER。

    7、RRA用于指定数据如何存放。我们可以把一个RRA看成一个表,各保存不同interval的统计结果

    8、resolution就是每个RRA中两个CDP相隔的时间

    9、什么是 CF?
    以第2个RRA和4,2,1,3这4个PDP为例
    AVERAGE:则结果为(4+2+1+3)/4=2.5
    MAX:结果为4个数中的最大值4
    MIN:结果为4个数中的最小值1
    LAST:结果为4个数中的最后一个3

    三、个人理解
    1、CF(N个PDP为一个刻度单位)=CDP
    *只限COUNTER、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE

    2、N个PDP为一个刻度单位=CDP
    *只限GUAGE

    3、xff字段如何计算?
    PDP/(PDP UNKNOWN数)<xff=unknown

    4、PDP数据如何得出?
    COUNTER(接收Value)=PDP
    DERIVE(接收Value)=PDP
    ABSOLUTE(接收Value)=PDP
    COMPUTE(接收Value)=PDP
    *GUAGE除外

    5、常用时间截计算(shell)
    A)时间截 =>日期

    引用

    date -d '1970-1-1 1276059000 sec utc'


    B)日期=>时间截

    引用

    date -d '2010-09-11 23:20' +%s



    四、rrdtool create

    引用

    rrdtool create Flow.rrd
    --start $(date -d "1 year ago" +%s)
    --step 300
    DS:eth0_in:GAUGE:600:0:5000
    DS:eth0_out:GAUGE:600:0:5000
    RRA:AVERAGE:0.5:1:600
    RRA:AVERAGE:0.5:6:700
    RRA:AVERAGE:0.5:24:775
    RRA:AVERAGE:0.5:288:797
    RRA:MAX:0.5:1:600
    RRA:MAX:0.5:6:700
    RRA:MAX:0.5:24:775
    RRA:MAX:0.5:444:797
    RRA:MIN:0.5:1:600
    RRA:MIN:0.5:6:700
    RRA:MIN:0.5:24:775
    RRA:MIN:0.5:444:797


    RRA存储周期计算:
    1、RRA:AVERAGE:0.5:1:600

    引用

    (300s=5m)*1=5m*600=50h=(2.08天)2d


    2、RRA:AVERAGE:0.5:6:700

    引用

    (300s=5m)*6=30m*700=50h=(14.58天)2w


    3、RRA:AVERAGE:0.5:24:750

    引用

    (300m=5m)*24=2h*750=(64.5天)2M


    4、RRA:AVERAGE:0.5:288:797

    引用

    (300m=5m)*288=1d*797=(797天)2Y


    五、rrdtool graph

    引用

    rrdtool graph COUNTER/day.png -w 700 -h 200
    -n TITLE:11:'/opt/rrdtool/wdjt.ttf'
    -n UNIT:8:'/opt/rrdtool/simhei.ttf'
    -n LEGEND:8:'/opt/rrdtool/simhei.ttf'
    -c SHADEA#DDDDDD
    -c SHADEB#808080
    -c FRAME#006600
    -c FONT#006699
    -c ARROW#FF0000
    -c AXIS#000000
    -c BACK#FFFFFF
    -Y -X 3
    -t "服务器流量统计" -v "流量"
    --start -1d --end now
    --x-grid MINUTE:12:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H'
    DEF:value1=COUNTER/eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE
    DEF:value2=COUNTER/eth0.rrd:eth0_out:AVERAGE
    CDEF:value3=value1,value2,+
    COMMENT:" "
    COMMENT:" "
    AREA:value1#00ff00:上传
    GPRINT:value1:LAST:"当前:%8.0lf"  
    GPRINT:value1:AVERAGE:"平均:%8.0lf"  
    GPRINT:value1:MAX:"最大:%8.0lf"  
    GPRINT:value1:MIN:"最小:%8.0lf"  
    COMMENT:" "
    LINE2:value2#4433ff:下载
    GPRINT:value2:LAST:"当前:%8.0lf"  
    GPRINT:value2:AVERAGE:"平均:%8.0lf"  
    GPRINT:value2:MAX:"最大:%8.0lf"  
    GPRINT:value2:MIN:"最小:%8.0lf"  
    COMMENT:" "
    COMMENT:"───────────────────────────────────────────── "
    LINE3:value3#ff8833:总流量
    COMMENT:" "
    HRULE:350000#ff0000:"报警值"
    COMMENT:" "
    COMMENT:" 最后更新 :$(date '+%Y-%m-%d %H:%M') " -Y
    COMMENT:" 天涯社区系统运维部开发与维护 "



    效果图:
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    概念说明:
    1、#分别是 LINE1|2|3,也就是线条的粗细。

    2、"--x-grid MINUTE:15:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H'"说明如下:
    #GTM:GST:控制次要格网线的位置。GTM 是一个时间单位,可以是 SECOND、MINUTE、HOUR、DAY 、WEEK、MONTH、YEAR 。GST 则是一个数字,控制每隔多长时间放置一根次要格线。例如我们要画一个1天的图表,决定每15分钟一根次要网格线,则格式为 MINUTE:15

    #MTM:MST:控制主要网格线的位置。MTM 同样是时间单位,MST 是一个数字。接上面的例子,决定一个小时1根主要网格线。则格式为 HOUR:1

    #LTM:LST :控制每隔多长时间输出一个label 。决定为1小时1个 label 。则格式为 HOUR:1:0(不清楚0做什么用) ,如10 11 12 13

    #LPR:LFM:LTM:LST只是决定了label的显示位置了,没有指定要显示什么内容。LPR指的是如何放置label。如果LPR为0,则数字对齐格线(适用于显示时间)。如果不为0,则会做一些偏移(适用于显示星期几、月份等)。至于LFM则需要熟悉一下date命令的参数,常用的有%a(星期几)、%b(月份)、%d(天)、%H(小时)、%M(分)、%Y(年)。我们决定显示小时和分,所以用%H%M,最好将'%H:%M'括起来,哪只显示小时就'%H'。

    3、"-Y -X 0 "说明如下:
    a)Y轴还有一个很方便的选项就是–Y,它可以最大限度的优化Y轴的刻度,建议每次绘图都加上去。
    b)Y轴另外一个有用的选项就是–X(虽然选项名是-X,但确实是用来设置Y轴刻度值的)。在上面的图我们看到RRDtool自动对Y轴的值进行调整,以k为单位显示。但如果你不想以k显示,而是想固定以某个单位来显示(M,b)该怎么办呢?这就要用到–X选项了。-X后面跟一个参数,参数值范围是-18、-15、-12、-9、-6、-3、0、3、6、9、12、15、18。0表示以原值显示,3表示数值除以1000,也就是以k为单位显示,6就是以M显示,9就是以G显示,12则T。如果你给出1或者2,则RRDtool也可以接受,但会被“静悄悄”的改为0。下面就是一个以原值(-X0)显示原始数据,100k显示 为100000。

    4、字体参数说明

    引用

    -n TITLE:12: simhei.ttf    #修改top标题字体
    -n  AXIS:8: simhei.ttf    #修改X轴数据字体,如01 02 03 04...
    -n  LEGEND:10: simhei.ttf  #修改数字报表字体,如最大、最小、平均值及其它
    -n  UNIT:8: simhei.ttf    #修改Y轴标题字符,如"流量"
    -n  WATERMARK:8: simhei.ttf    #数据区右则字体,如"RRDTOOL-TOBIOETIKER"


    5、HRULE:100000#ff0000:"报警值"
    绘制一根水平线,在 100k 处画一根水平线,并指出这是报警值

    6、COLOR参数说明

    引用

    -c SHADEA#CCCCCC  #左上边框color
    -c SHADEB#000000  #右下边框color
    -c FRAME#EEEEEE  #数据标志说明边框color,如"上传"左边的小正方形。
    -c FONT#006699    #图形所有字体color
    -c ARROW#FF0000  #两个箭头color
    -c AXIS#FF0099    #两条箭头线color
    -c BACK#FFFFFF    #图形背景(不含数据区)color
    -c CANVAS#000000   #图形数据区背景color
    -c MGRID#ee2359  #主网格线color
    -c GRID#FF0000    #次网格线color


    参考文章:
    http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=864861&extra=&highlight=rrdtool&page=1
    http://segfault.in/2010/03/python-rrdtool-tutorial/

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiangcaizhen/p/9071157.html
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