项目实战14.1—ELK 企业内部日志分析系统

本文收录在Linux运维企业架构实战系列

一、els、elk 的介绍

1、els，elk

els：ElasticSearch，Logstash，Kibana，Beats

elk：ElasticSearch，Logstash，Kibana

① ElasticSearch 搜索引擎

　　ElasticSearch 是一个基于Lucene的搜索引擎，提供索引，搜索功能。它提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎，基于RESTful web接口。Elasticsearch是用Java开发的，并作为Apache许可条款下的开放源码发布，是当前流行的企业级搜索引擎。设计用于云计算中，能够达到实时搜索，稳定，可靠，快速，安装使用方便

② Logstash 接收,处理,转发日志的工具

　　Logstash 是一个开源的服务器端数据处理流水线，它可以同时从多个数据源获取数据，并将其转换为最喜欢的"存储"(Ours is Elasticsearch, naturally.)

③ Beats：采集日志信息（加上beats 就是els），GO开发的，所以高效、很快

　　Filebeat：Log Files

　　Metricbeat：Metrics

　　Packetbeat：Network Data

　　Winlogbeat：Windows Event Logs

　　Heartbeat：Uptime Monitoring

④ Kibana：独立的、美观的图形数据展示界面

　　Kibana 让你可视化你的Elasticsearch数据并导航Elastic Stack，所以你可以做任何事情，从凌晨2:00分析为什么你得到分页，了解雨水可能对你的季度数字造成的影响。

2、实验前准备

实验所需要的包（我用的是5.5.1版本），都放在我的网盘里了，需要的私聊 https://pan.baidu.com/s/1c2An0Co

① 环境准备

机器名称	IP配置	服务角色
els	192.168.1.101（私） 192.168.10.101（公）	elasticsearch（搜索引擎）
logstash	192.168.1.102（私） 192.168.10.102（公）	logstash（日志处理） redis（缓冲队列）
filebeat	192.168.1.103（私） 192.168.10.103（公）	filebeat（日志收集） httpd/mysql（生成日志）
kibana	192.168.1.104（私） 192.168.10.104（公）	kibana（展示界面）

② 修改主机名、hosts文件，确保节点直接能通过主机名连通

[root@els ~]# hostnamectl set-hostname els.along.com

[root@logstash ~]# hostnamectl set-hostname logstash.along.com

[root@filebeat ~]# hostnamectl set-hostname filebeat.along.com

[root@kibana ~]# hostnamectl set-hostname kibana.along.com

centos7 修改主机名：

[root@els ~]# hostnamectl set-hostname 主机名

③ 修改hosts

[root@els ~]# vim /etc/hosts

192.168.1.101 els.along.com

192.168.1.102 logstash.along.com

192.168.1.103 filebeat.along.com

192.168.1.104 kibana.along.com

互相测试

[root@els ~]# ping filebeat.along.com

④ 关闭防火墙、selinux

[root@els ~]# iptables -F

[root@els ~]# setenforce 0

⑤ 同步时间

[root@els ~]# systemctl restart chronyd

二、安装搭建elasticsearch 和head 插件

1、安装elasticsearch

　　Elasticsearch 是一个分布式的 RESTful 风格的搜索和数据分析引擎，能够解决不断涌现出的各种用例。作为 Elastic Stack 的核心，它集中存储您的数据，帮助您发现意料之中以及意料之外的情况

（1）官网下载，各种版本

https://www.elastic.co

（2）安装java 环境

安装JDK，至少1.8 以上的版本

因为是java 语言编写的，需安装JDK

[root@els ~]# yum install java-1.8.0-openjdk-devel -y

（3）安装els

在网上找自己需要的版本，我下好了5.5.1 版本，在网盘里

[root@els ~]# rpm -ivh elasticsearch-5.5.1.rpm

2、配置elasticsearch

（1）修改JVM 的配置

[root@els ~]# vim /etc/elasticsearch/jvm.options 修改分配的空间大小

-Xms1g #初始化大小

-Xmx1g #最大大小

注意：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

生产环境，建议都给32；为了实验方便，我直接改成了1g

（2）配置els

[root@els ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

cluster.name: alongels    #集群名字
node.name: els   #节点名
path.data: /els/data   #索引路径
path.logs: /els/logs    #日志存储路径
network.host: 192.168.10.101   #对外通信的地址，依次修改为自己机器对外的IP
#http.port: 9200    #默认端口

（3）创建出所需的路径，并修改权限

[root@els ~]# mkdir -pv /els/{data,logs} && chown -R elasticsearch.elasticsearch /els/*

（4）开启服务

[root@els ~]# systemctl start elasticsearch.service

（5）测试elasticsearch

① 开启服务，会打开9200 端口

② [root@els ~]# curl 192.168.10.101:9200

3、搭建elasticsearch 集群（自己选择）

我因机器缺少，所以没有做集群；若机器够用，建议做集群

（1）配置els

[root@els ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

cluster.name: alongels    #集群名字
node.name: els   #节点名，依次修改为els2，els3
path.data: /els/data   #索引路径
path.logs: /els/logs    #日志存储路径
network.host: 192.168.10.101   #对外通信的地址，依次修改为自己机器对外的IP
#http.port: 9200    #默认端口
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["els", "els2","els3"]   #发现方式，采用单播
discovery.zen.minimum_master_nodes: 2   #数量要大于集群中节点的半数

（2）创建出所需的路径，并修改权限

[root@els ~]# mkdir -pv /els/{data,logs} && chown -R elasticsearch.elasticsearch /els/*

[root@els2 ~]# mkdir -pv /els/{data,logs} && chown -R elasticsearch.elasticsearch /els/*

[root@els3 ~]# mkdir -pv /els/{data,logs} && chown -R elasticsearch.elasticsearch /els/*

（3）开启3个节点的服务

[root@els3 ~]# systemctl start elasticsearch.service

4、安装elasticsearch 的head插件（Web前端）

https://github.com/mobz/elasticsearch-head 这里有github上的详细步骤

（1）安装head 插件

① 下载git 环境

[root@els ~]$ cd /usr/local/

[root@els local]$ yum -y install git

② git 克隆

[root@els local]$ git clone git://github.com/mobz/elasticsearch-head.git

[root@els local]$ cd elasticsearch-head/

③ 安装npm 包

[root@els elasticsearch-head]$ yum -y install npm

④ 安装npm 的各种模块

[root@els elasticsearch-head]$ npm install

注意：需连网，安装需一段时间

⑤ 中间会出错，提示解压一个包失败，手动解开就好

Error: Command failed: tar jxf /tmp/phantomjs/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2

解决办法：

bunzip2 /tmp/phantomjs/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2

tar -xvf /tmp/phantomjs/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar

再次执行[root@els elasticsearch-head]$ npm install

成功

（2）再次修改配置文件，在最后加一个配置段

[root@els ~]$ vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

# ------------------------ Enable CORS in elasticsearch -------------------------
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"      #授所有权限

（3）运行head

① 重启elasticsearch 服务，打开了9100 端口

[root@els ~]$ service elasticsearch restart

② 启动head

[root@els ~]# cd /usr/local/elasticsearch-head/

[root@els elasticsearch-head]# npm run start 前端运行

[root@els elasticsearch-head]# nohup npm run start & 后台运行

[root@els elasticsearch-head]# jobs 查看后台运行的任务

[1]+ Running nohup npm run start &

5、测试elasticsearch-head

网页访问http://192.168.1.101:9100/

6、elasticsearch-head 的全功能文本搜索引擎库：lucene

https://lucene.apache.org/core/ 下载地址

　　Apache Lucene 是一个完全用Java编写的高性能，全功能的文本搜索引擎库。它几乎适用于任何需要全文搜索的应用程序，特别是跨平台的应用程序。

有经典的查询分析器语法结构，根据自己需要安装。

三、安装介绍logstash

1、介绍

（1）定义

查看官方文档 https://www.elastic.co/cn/products/logstash

① 官方介绍：Logstash is an open source data collection engine with real-time pipelining capabilities。简单来说logstash就是一根具备实时数据传输能力的管道，负责将数据信息从管道的输入端传输到管道的输出端；与此同时这根管道还可以让你根据自己的需求在中间加上滤网，Logstash提供里很多功能强大的滤网以满足你的各种应用场景。

② Logstash的事件（logstash将数据流中等每一条数据称之为一个event）处理流水线有三个主要角色完成：inputs –> filters –> outputs：

• inpust：必须，负责产生事件（Inputs generate events），常用：File、syslog、redis、beats（如：Filebeats）
• filters：可选，负责数据处理与转换（filters modify them），常用：grok、mutate、drop、clone、geoip
• outpus：必须，负责数据输出（outputs ship them elsewhere），常用：elasticsearch、file、graphite、statsd

（2）有自己的搜索模式，事先定义好的

所谓的搜索模式就是像变量一样，把用的较多的事先定义好，便于多次引用

[root@centos7-1 conf.d]# rpm -ql logstash |grep pattern

[root@centos7-1 conf.d]# less /usr/share/logstash/vendor/bundle/jruby/1.9/gems/logstash-patterns-core-4.1.1/patterns/grok-patterns

/usr/share/logstash/vendor/bundle/jruby/1.9/gems/logstash-patterns-core-4.1.1/patterns

例如：httpd 的搜索模式

（3）文档，有较详细的用法介绍

选择对应版本

① input

② filter

③ output

2、下载安装

① 去官网下载对应版本的logstash ，我下载的是5.5.1版本

https://www.elastic.co/cn/downloads/logstash

[root@centos7-1 els]# rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm

② 修改环境变量，可以直接使用logstash 命令

[root@centos7-1 els]# vim /etc/profile.d/logstash.sh

export PATH=$PATH:/usr/share/logstash/bin/

[root@centos7-1 els]# . /etc/profile.d/logstash.sh

四、logstash 演示用法

进入自配置文件的目录

[root@centos7-1 logstash]# cd /etc/logstash/conf.d/

1、示例1：标准输入输出

input => 标准输入

filter => 无

output => 标准输出

① 编辑配置文件

[root@centos7-1 conf.d]# vim test.conf

input {
        stdin {}
}

output {
        stdout {
                codec => rubydebug
        }
} 

② -t 测试语法，这个命令级慢

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f ./test.conf -t

③ 执行

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f ./test.conf

2、示例2：从文件输入数据，经grok 拆分插件过滤之后输出至标准输出

input => 文件输入

filter => grok、date 模块

　　grok：拆分字段

　　date：修改时间格式

output => 标准输出

（1）事前准备，生成日志

① 下载开启httpd 服务

[root@centos7-1 ~]# yum install httpd

[root@centos7-1 ~]# systemctl start httpd

② 生成一个主页

[root@centos7-1 ~]# vim /var/www/html/index.html

Home Page

③ 生成20个测试页面

[root@centos7-1 ~]# for i in {1..20}; do echo "Test Page ${i}" > /var/www/html/test${i}.html; done

④ 测试页面正常访问

⑤ 循环生成httpd 日志

[root@centos7-1 ~]# for i in {1..200}; do j=$[$RANDOM%20+1]; curl http://192.168.1.102:80/test${j}.html; done

（2）编辑配置文件

[root@centos7-1 conf.d]# vim test2.conf

input {
        file {
              path => ["/etc/httpd/logs/access_log"]
              start_position => "beginning"
}

filter {
    grok {    #拆分message 字段
         match => {      #指定匹配哪个字段
             "message" => "%{COMBINEDAPACHELOG}"   #引用定义好的搜索模式
         }
              remove_field => "message"    #删除message 字段
    }
    date {    #改变时间格式
              match => ["timestamp","dd/MMM/YYYY:H:m:s Z"]
              remove_field => "timestamp"    #删除原有的时间字段
    }
}

output {
        stdout {
                codec => rubydebug
        }
}

（3）执行

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test2.conf -t

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test2.conf

3、示例3：filter 的date、mutate 插件

input => 标准输入

filter => date、mutate 模块

　　mutate：修改字段

output => 标准输出

① 编辑配置文件，由于input、output还是标准输入输出，就没有贴出

[root@centos7-1 conf.d]# vim test3.conf

filter {
        grok {
                match => {
                "message" => "%{HTTPD_COMBINEDLOG}"
        }
}
        date {
                match => ["timestamp","dd/MMM/YYYY:H:m:s Z"]
        }
        mutate {
                rename => {
                        "agent" => "user_agent"
                }
        }
} 

② 执行

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test3.conf -t

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test3.conf

4、示例4：filter 的geoip 模块

input => 标准输入

filter => geoip 模块

　　geoip：利用这个模块解析ip的地址，利于后边kibana 的地理位置展示图

output => 标准输出

（1）准备ip 数据库

　　网上下载数据库，因为是记录世界的IP 地址，所以经常有变动，可以写一个计划任务，每隔一周去网上下载一次，解包，链接到maxmind 下

[root@centos7-1]# tar -xvf GeoLite2-City.tar.gz

[root@centos7-1]# mv GeoLite2-City_20170704/ /etc/logstash/

[root@centos7-1 logstash]# mv GeoLite2-City_20170704/ maxmind

（2）模拟一个公网ip 访问

[root@centos7-1 ~]# echo '112.168.1.102 - - [08/Feb/2018:15:28:53 +0800] "GET /test6.html HTTP/1.1" 200 12 "-" "curl/7.29.0"' >> /var/log/httpd/access_log

（3）执行

① 编辑配置文件，由于input、output还是标准输入输出，就没有贴出

[root@centos7-1 conf.d]# vim tes4.conf

filter {
        grok {
                match => {
                "message" => "%{HTTPD_COMBINEDLOG}"
        }
}
        geoip {
                source => "clientip"   #哪个源ip 字段，转换为地理位置
                target => "geoip"   #目标信息存储时的健名
                database => "/etc/logstash/maxmind/GeoLite2-City.mmdb"    #数据库路径
        }
}

② 执行

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test4.conf -t

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f test4.conf

③ 如果是内网地址，会显示失败

[root@centos7-1 ~]# echo '192.168.1.102 - - [08/Feb/2018:15:28:53 +0800] "GET /test6.html HTTP/1.1" 200 12 "-" "curl/7.29.0"' >> /var/log/httpd/access_log

5、示例5：output 输出给elasticsearch

input => 来自httpd 的访问日志

filter => geoip 模块

output => 输出给elasticsearch

（1）执行

① 编辑配置文件

[root@centos7-1 conf.d]# vim test5.conf

input {
        file {
                path => ["/var/log/httpd/access_log"]
                start_position => "beginning"
        }
}

filter {
        grok {
                match => {
                "message" => "%{HTTPD_COMBINEDLOG}"
        }
}
        geoip {
                source => "clientip"
                target => "geoip"
                database => "/etc/logstash/maxmind/GeoLite2-City.mmdb"
        }
}

output {
        elasticsearch {
                hosts => ["http://192.168.10.101:9200/"]   #主机
                index => "logstash-%{+YYYY.MM.dd}"   #索引
                document_type => "apache_logs"    #文档类型标识，自己定义
        }
}  

② 执行

logstash -f test5.conf

（2）验证

① 网页登录到elasticsearch，可以查看到

② 搜索查询的演示

（a）基于2个字段CN 的搜索

（b）响应码前缀搜索

（c）范围搜索

6、示例6：output 输出给redis

input => 来自httpd 的访问日志

filter => geoip 模块

output => 输出给redis

（1）准备redis 服务

[root@logstash]# vim /etc/redis.conf

bind 0.0.0.0 　　#监听所有端口

requirepass ilinux.io 　　#加密码，为了安全运行

其他一些优化配置：

① 只做队列，没必要持久存储，性能更好

② 把内存的淘汰策略关掉

③ 把内存空间最大，调大一点

④ 把所有持久化功能关掉：AOF 快照

开启redis

[root@centos7-1 conf.d]# systemctl start redis   打开6379 端口

（2）运行logstash

① 配置文件

[root@centos7-1 conf.d]# vim test6.conf

output {
        redis {
                batch => true    #批量写入
                host => "192.168.10.102"   #主机
                password => "ilinux.io"   #密码
                port => 6379  #端口
                #db => 0     #默认就是0号库
                data_type => "list"   #数据格式，列表
                key => "apachelogs"   #自己定义的键
        }
}

②  [root@logstash]# logstash -f test6.conf

（3）测试

[root@centos7-1 ~]# redis-cli -a ilinux.io

127.0.0.1:6379> KEYS *

127.0.0.1:6379> LLEN apachelogs

127.0.0.1:6379> LINDEX apachelogs 1

（4）注：logstash 开启的方法：

① logstash 指令指定配置文件启动

logstash -f test.conf

② systemctl start logstash  命令启动

此命令启动，要确保/etc/logstash/conf.d 目录下没有其他多余的配置文件。

五、Beats 轻量型数据采集器

Beats 平台集合了多种单一用途数据采集器。这些采集器安装后可用作轻量型代理，从成百上千或成千上万台机器向 Logstash 或 Elasticsearch 发送数据。

1、下载

去官网下载对应版本

[root@centos7-1 ~]# rpm -ivh filebeat-5.5.1-x86_64.rpm

2、示例1：配置filebeats，目标elasticsearch

源 => 本机httpd 的日志

目标 => 直接给elasticsearch

（1）配置文件

[root@filebeat ~]# vim /etc/filebeat/filebeat.yml

#================= Filebeat prospectors =====================
filebeat.prospectors:
  paths:
    - /var/log/httpd/*log

#exclude_lines: ["^DBG"]    黑名单
#include_lines: ["^ERR", "^WARN"]   白名单

#-------------------------- Elasticsearch output ------------------------------
output.elasticsearch:
  # Array of hosts to connect to.
  hosts: ["192.168.10.101:9200"]    #主机和端口
  #protocol: "https"     #如果是https
  #username: "elastic"    #用户，如果elasticsearch设置的有的话
  #password: "changeme"    #密码

（2）启动服务

[root@centos7-1 filebeat]# systemctl start filebeat.service

（3）生成httpd 日志

① 下载开启httpd 服务

[root@centos7-1 ~]# yum install httpd

[root@centos7-1 ~]# systemctl start httpd

② 生成一个主页

[root@centos7-1 ~]# vim /var/www/html/index.html

Home Page

③ 生成20个测试页面

[root@centos7-1 ~]# for i in {1..20}; do echo "Test Page ${i}" > /var/www/html/test${i}.html; done

④ 测试页面正常访问

⑤ 循环生成httpd 日志

[root@centos7-1 ~]# for i in {1..20}; do j=$[$RANDOM%20+1]; curl http://192.168.1.102:80/test${j}.html; done

（4）测试

直接访问elasticsearch 页面，可以查看到

3、示例2：完整的ELK —> 配置filebeat，目标给logstash

（1）配置filebeat

[root@filebeat ~]# vim /etc/filebeat/filebeat.yml

filebeat.prospectors:
- input_type: log
  paths:
    - /var/log/httpd/*log

output.logstash:
  hosts: ["192.168.10.102:5044"]

启动服务

[root@centos7-1 filebeat]# systemctl start filebeat.service

（2）在logstash 服务器上配置

input => 来自filebeat

filter => geoip 模块

output => 输出给elasticsearch

① 配置

[root@logstash conf.d]# vim /etc/logstash/conf.d/apachelogs.conf

input {
        beats {
                port => 5044
        }
}

filter {
        grok {
                match => {
                "message" => "%{HTTPD_COMBINEDLOG}"
                }
        }
}

output {
        elasticsearch {
                hosts => ["http://192.168.10.101:9200/"]
                index => "logstash-%{+YYYY.MM.dd}"
                document_type => "apache_logs"
        }
} 

② 运行logstash

[root@centos7-1 conf.d]# logstash -f apachelogs.conf -t 测试

重启filebeat

[root@centos7-1 filebeat]# systemctl restart filebeat.service

（3）测试

4、示例3：完整的els搭建

（1）配置filebeat，目标给redis

[root@filebeat ~]# vim /etc/filebeat/filebeat.yml

filebeat.prospectors:
- input_type: log
  paths:
    - /var/log/httpd/*log
#----------------------------- Redis output --------------------------------
output.redis:
  hosts: ["192.168.10.102"]
  password: "ilinux.io"
  key: "httpdlogs"
  datatype: "list"
  db: 0
  timeout: 5

（2）redis 服务器查询测试

[root@centos7-1 conf.d]# redis-cli -a ilinux.io 查询有key值，有数据

（3）配置logstash

input => 来自redis

filter => geoip 模块

output => 输出给elasticsearch

① 配置

[root@logstash conf.d]# vim /etc/logstash/conf.d/apachelogs.conf

input {
        redis {
                host => "192.168.10.102"
                port => "6379"
                password => "ilinux.io"
                data_type => "list"
                key => "httpdlogs"
                threads => 2
        }
}

filter {
        grok {
                match => {
                        "message" => "%{HTTPD_COMBINEDLOG}"
                }
        }
        date {
                match => ["timestamp","dd/MMM/YYYY:H:m:s Z"]
                remove_field => "timestamp"
        }
}

output {
        elasticsearch {
                hosts => ["http://192.168.10.101:9200/"]
                index => "logstash-%{+YYYY.MM.dd}"
                document_type => "apache_logs"
        }
} 

② 启动logstash

[root@filebeat ~]# systemctl start logstash

（4）用192.168.1.101 机器生成访问日志，测试

六、kibana

1、介绍

　　kibana 是您走进 Elastic Stack 的窗口，Kibana 让您能够可视化 Elasticsearch 中的数据并操作Elastic Stack，因此您可以在这里解开任何疑问：例如，为何会在凌晨 2:00 被传呼，雨水会对季度数据造成怎样的影响。

① 一张图片胜过千万行日志

　　Kibana 让您能够自由地选择如何呈现您的数据。或许您一开始并不知道自己想要什么。不过借助Kibana 的交互式可视化，您可以先从一个问题出发，看看能够从中发现些什么。

② 从基础入手

　　Kibana 核心搭载了一批经典功能：柱状图、线状图、饼图、环形图，等等。它们充分利用了Elasticsearch 的聚合功能。

③ 将地理数据融入任何地图

　　利用我们的 Elastic Maps Services 来实现地理空间数据的可视化，或者发挥创意，在您自己的地图上实现自定义位置数据的可视化。

④ 时间序列也在菜单之列

　　您可以利用 Timelion，对您 Elasticsearch 中的数据执行高级时间序列分析。您可以利用功能强大、简单易学的表达式来描述查询、转换和可视化。

⑤ 利用 graph 功能探索关系

　　凭借搜索引擎的相关性功能，结合 graph 探索，揭示您 Elasticsearch 数据中极其常见的关系。

2、安装搭建

（1）安装

从官网上下载对应的版本https://www.elastic.co/cn/downloads/kibana

[root@kibana ~]#rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm

（2）配置

vim /etc/kibana/kibana.yml

server.port: 5601
server.host: "0.0.0.0"
server.name: "kibana.along.com"
elasticsearch.url: "http://192.168.10.101:9200"

（3）开启服务

[root@kibana ~]# systemctl start kibana.service

3、配置使用kibana

（1）打开网页 http://192.168.1.104:5601，选择logstash 发送的日志，就直接显示效果了

（2）设置效果展示图

① 可以创建各种图形，面积图，线装图，饼状图......

我以饼状图为例，创建top5 来源ip、top10 请求点击页面 的饼状图

② 做出top5 来源ip 的饼状图

选择对什么进行聚合图形，我选择对自己设置的terms 词条进行聚合，再选择clientip.keyword 的key键值，最后展示

③ 同理，做出top10 请求点击页面的饼状图

④ 可以将多个图形呈现在一个仪表盘上

点击仪表盘，添加所需要展示的图形即可

⑤ 根据ip 显示地理位置

（3）其他字段都可进行设置，多种图案，也可将多个图形放在一起展示

4、kibana 用法详解

可参考http://blog.csdn.net/qq_23598037/article/details/79560639

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