Docker安装ELK并实现JSON格式日志分析

ELK是什么

ELK是elastic公司提供的一套完整的日志收集以及前端展示的解决方案，是三个产品的首字母缩写，分别是ElasticSearch、Logstash和Kibana。

其中Logstash负责对日志进行处理，如日志的过滤、日志的格式化等；ElasticSearch具有强大的文本搜索能力，因此作为日志的存储容器；而Kibana负责前端的展示。

ELK搭建架构如下图：

加入了filebeat用于从不同的客户端收集日志，然后传递到Logstash统一处理。

ELK的搭建

因为ELK是三个产品，可以选择依次安装这三个产品。

这里选择使用Docker安装ELk。

Docker安装ELk也可以选择分别下载这三个产品的镜像并运行，但是本次使用直接下载elk的三合一镜像来安装。

因此首先要保证已经有了Docker的运行环境，Docker运行环境的搭建请查看：https://blog.csdn.net/qq1311256696/article/details/85277220

拉取镜像

有了Docker环境之后，在服务器运行命令：

docker pull sebp/elk

这个命令是在从Docker仓库下载elk三合一的镜像，总大小为2个多G，如果发现下载速度过慢，可以将Docker仓库源地址替换为国内源地址。

下载完成之后，查看镜像：

docker images

Logstash配置

在/usr/config/logstash目录下新建beats-input.conf，用于日志的输入：

input {
  beats {
    port => 5044
  }
}

新建output.conf，用于日志由Logstash到ElasticSearch的输出：

output {
  elasticsearch {
    hosts => ["localhost"]
    manage_template => false
    index => "%{[@metadata][beat]}"
  }
}

其中的index为输出到ElasticSearch后的index。

运行容器

有了镜像之后直接启动即可：

docker run -d -p 5044:5044 -p 5601:5601 -p 9203:9200 -p 9303:9300 -v /var/data/elk:/var/lib/elasticsearch -v /usr/config/logstash:/etc/logstash/conf.d --name=elk sebp/elk

-d的意思是后台运行容器；

-p的意思是宿主机端口:容器端口，即将容器中使用的端口映射到宿主机上的某个端口，ElasticSearch的默认端口是9200和9300，由于我的机器上已经运行了3台ElasticSearch实例，因此此处将映射端口进行了修改；

-v的意思是宿主机的文件|文件夹:容器的文件|文件夹，此处将容器中elasticsearch 的数据挂载到宿主机的/var/data/elk上，以防容器重启后数据的丢失；并且将logstash的配置文件挂载到宿主机的/usr/config/logstash目录。

--name的意思是给容器命名，命名是为了之后操作容器更加方便。

如果你之前搭建过ElasticSearch的话，会发现搭建的过程中有各种错误，但是使用docker搭建elk的过程中并没有出现那些错误。

运行后查看容器：

docker ps

查看容器日志：

docker logs -f elk

进入容器：

docker exec -it elk /bin/bash

修改配置后重启容器：

docker restart elk

查看kinaba

浏览器输入http://my_host:5601/

即可看到kinaba界面。此时ElasticSearch中还没有数据，需要安装Filebeat采集数据到elk中。

Filebeat搭建

Filebeat用于采集数据并上报到Logstash或者ElasticSearch，在需要采集日志的服务器上下载Filebeat并解压即可使用

wget https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-6.2.1-linux-x86_64.tar.gz

tar -zxvf filebeat-6.2.1-linux-x86_64.tar.gz

修改配置文件

进入filebeat，修改filebeat.yml。

filebeat.prospectors:
- type: log
  #需要设置为true配置才能生效
  enabled: true
  path:
    #配置需要采集的日志路径
    - /var/log/*.log
  #可以打一个tag以后分类使用
  tag: ["my_tag"]
  #对应ElasticSearch的type
  document_type: my_type
setup.kibana:
  #此处为kibana的ip及端口，即kibana:5601
  host: ""
output.logstash:
  #此处为logstash的ip及端口，即logstash:5044
  host: [""]
  #需要设置为true，否则不生效
  enabled: true
#如果想直接从Filebeat采集数据到ElasticSearch，则可以配置output.elasticsearch的相关配置

运行Filebeat

运行：

./filebeat -e -c filebeat.yml -d "publish"

此时可以看到Filebeat会将配置的path下的log发送到Logstash；然后在elk中，Logstash处理完数据之后就会发送到ElasticSearch。但我们想做的是通过elk进行数据分析，因此导入到ElasticSearch的数据必须是JSON格式的。

这是之前我的单条日志的格式：

 2019-10-22 10:44:03.441 INFO  rmjk.interceptors.IPInterceptor Line:248 - {"clientType":"1","deCode":"0fbd93a286533d071","eaType":2,"eaid":191970823383420928,"ip":"xx.xx.xx.xx","model":"HONOR STF-AL10","osType":"9","path":"/applicationEnter","result":5,"session":"ef0a5c4bca424194b29e2ff31632ee5c","timestamp":1571712242326,"uid":"130605789659402240","v":"2.2.4"}

导入之后不好分析，之后又想到使用Logstash的filter中的grok来处理日志使之变成JSON格式之后再导入到ElasticSearch中，但是由于我的日志中的参数是不固定的，发现难度太大了，于是转而使用Logback，将日志直接格式化成JSON之后，再由Filebeat发送。

Logback配置

我的项目是Spring Boot，在项目中加入依赖：

<dependency>
  <groupId>net.logstash.logback</groupId>
  <artifactId>logstash-logback-encoder</artifactId>
  <version>5.2</version>
</dependency>

然后在项目中的resource目录下加入logback.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <!--
       说明：
       1、日志级别及文件
           日志记录采用分级记录，级别与日志文件名相对应，不同级别的日志信息记录到不同的日志文件中
           例如：error级别记录到log_error_xxx.log或log_error.log（该文件为当前记录的日志文件），而log_error_xxx.log为归档日志，
           日志文件按日期记录，同一天内，若日志文件大小等于或大于2M，则按0、1、2...顺序分别命名
           例如log-level-2013-12-21.0.log
           其它级别的日志也是如此。
       2、文件路径
           若开发、测试用，在Eclipse中运行项目，则到Eclipse的安装路径查找logs文件夹，以相对路径../logs。
           若部署到Tomcat下，则在Tomcat下的logs文件中
       3、Appender
           FILEERROR对应error级别，文件名以log-error-xxx.log形式命名
           FILEWARN对应warn级别，文件名以log-warn-xxx.log形式命名
           FILEINFO对应info级别，文件名以log-info-xxx.log形式命名
           FILEDEBUG对应debug级别，文件名以log-debug-xxx.log形式命名
           stdout将日志信息输出到控制上，为方便开发测试使用
    -->
    <contextName>service</contextName>
    <property name="LOG_PATH" value="logs"/>
    <!--设置系统日志目录-->
    <property name="APPDIR" value="doctor"/>

    <!-- 日志记录器，日期滚动记录 -->
    <appender name="FILEERROR" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在记录的日志文件的路径及文件名 -->
        <file>${LOG_PATH}/${APPDIR}/log_error.log</file>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期，按大小记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 归档的日志文件的路径，例如今天是2013-12-21日志，当前写的日志文件路径为file节点指定，可以将此文件与file指定文件路径设置为不同路径，从而将当前日志文件或归档日志文件置不同的目录。
            而2013-12-21的日志文件在由fileNamePattern指定。%d{yyyy-MM-dd}指定日期格式，%i指定索引 -->
            <fileNamePattern>${LOG_PATH}/${APPDIR}/error/log-error-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <!-- 除按日志记录之外，还配置了日志文件不能超过2M，若超过2M，日志文件会以索引0开始，
            命名日志文件，例如log-error-2013-12-21.0.log -->
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>2MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
        </rollingPolicy>
        <!-- 追加方式记录日志 -->
        <append>true</append>
        <!-- 日志文件的格式 -->
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %-5level %logger Line:%-3L - %msg%n</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <!-- 此日志文件只记录info级别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>error</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 日志记录器，日期滚动记录 -->
    <appender name="FILEWARN" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在记录的日志文件的路径及文件名 -->
        <file>${LOG_PATH}/${APPDIR}/log_warn.log</file>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期，按大小记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 归档的日志文件的路径，例如今天是2013-12-21日志，当前写的日志文件路径为file节点指定，可以将此文件与file指定文件路径设置为不同路径，从而将当前日志文件或归档日志文件置不同的目录。
            而2013-12-21的日志文件在由fileNamePattern指定。%d{yyyy-MM-dd}指定日期格式，%i指定索引 -->
            <fileNamePattern>${LOG_PATH}/${APPDIR}/warn/log-warn-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <!-- 除按日志记录之外，还配置了日志文件不能超过2M，若超过2M，日志文件会以索引0开始，
            命名日志文件，例如log-error-2013-12-21.0.log -->
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>2MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
        </rollingPolicy>
        <!-- 追加方式记录日志 -->
        <append>true</append>
        <!-- 日志文件的格式 -->
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %-5level %logger Line:%-3L - %msg%n</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <!-- 此日志文件只记录info级别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>warn</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 日志记录器，日期滚动记录 -->
    <appender name="FILEINFO" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在记录的日志文件的路径及文件名 -->
        <file>${LOG_PATH}/${APPDIR}/log_info.log</file>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期，按大小记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 归档的日志文件的路径，例如今天是2013-12-21日志，当前写的日志文件路径为file节点指定，可以将此文件与file指定文件路径设置为不同路径，从而将当前日志文件或归档日志文件置不同的目录。
            而2013-12-21的日志文件在由fileNamePattern指定。%d{yyyy-MM-dd}指定日期格式，%i指定索引 -->
            <fileNamePattern>${LOG_PATH}/${APPDIR}/info/log-info-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <!-- 除按日志记录之外，还配置了日志文件不能超过2M，若超过2M，日志文件会以索引0开始，
            命名日志文件，例如log-error-2013-12-21.0.log -->
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>2MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
        </rollingPolicy>
        <!-- 追加方式记录日志 -->
        <append>true</append>
        <!-- 日志文件的格式 -->
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %-5level %logger Line:%-3L - %msg%n</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <!-- 此日志文件只记录info级别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>info</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <appender name="jsonLog" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在记录的日志文件的路径及文件名 -->
        <file>${LOG_PATH}/${APPDIR}/log_IPInterceptor.log</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${LOG_PATH}/${APPDIR}/log_IPInterceptor.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
        </rollingPolicy>
        <encoder class="net.logstash.logback.encoder.LoggingEventCompositeJsonEncoder">
            <jsonFactoryDecorator class="net.logstash.logback.decorate.CharacterEscapesJsonFactoryDecorator">
                <escape>
                    <targetCharacterCode>10</targetCharacterCode>
                    <escapeSequence>\u2028</escapeSequence>
                </escape>
            </jsonFactoryDecorator>
            <providers>
                <pattern>
                    <pattern>
                        {
                        "timestamp":"%date{ISO8601}",
                        "uid":"%mdc{uid}",
                        "requestIp":"%mdc{ip}",
                        "id":"%mdc{id}",
                        "clientType":"%mdc{clientType}",
                        "v":"%mdc{v}",
                        "deCode":"%mdc{deCode}",
                        "dataId":"%mdc{dataId}",
                        "dataType":"%mdc{dataType}",
                        "vid":"%mdc{vid}",
                        "did":"%mdc{did}",
                        "cid":"%mdc{cid}",
                        "tagId":"%mdc{tagId}"
                        }
                    </pattern>
                </pattern>
            </providers>
        </encoder>
    </appender>
    <!-- 彩色日志 -->
    <!-- 彩色日志依赖的渲染类 -->
    <conversionRule conversionWord="clr" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ColorConverter"/>
    <conversionRule conversionWord="wex"
                    converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.WhitespaceThrowableProxyConverter"/>
    <conversionRule conversionWord="wEx"
                    converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ExtendedWhitespaceThrowableProxyConverter"/>
    <!-- 彩色日志格式 -->
    <property name="CONSOLE_LOG_PATTERN"
              value="${CONSOLE_LOG_PATTERN:-%clr(%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:-%wEx}}"/>
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <!--encoder 默认配置为PatternLayoutEncoder-->
        <encoder>
            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <!--此日志appender是为开发使用，只配置最底级别，控制台输出的日志级别是大于或等于此级别的日志信息-->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
            <level>debug</level>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 指定项目中某个包，当有日志操作行为时的日志记录级别 -->
    <!-- rmjk.dao.mappe为根包，也就是只要是发生在这个根包下面的所有日志操作行为的权限都是DEBUG -->
    <!-- 级别依次为【从高到低】：FATAL > ERROR > WARN > INFO > DEBUG > TRACE  -->
    <logger name="rmjk.dao.mapper" level="DEBUG"/>
    <logger name="rmjk.service" level="DEBUG"/>
    <!--显示日志-->
    <logger name="org.springframework.jdbc.core" additivity="false" level="DEBUG">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
        <appender-ref ref="FILEINFO"/>
    </logger>
    <!-- 打印json日志   -->
    <logger name="IPInterceptor" level="info" additivity="false">
        <appender-ref ref="jsonLog"/>
    </logger>

    <!-- 生产环境下，将此级别配置为适合的级别，以免日志文件太多或影响程序性能 -->
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="FILEERROR"/>
        <appender-ref ref="FILEWARN"/>
        <appender-ref ref="FILEINFO"/>

        <!-- 生产环境将请stdout,testfile去掉 -->
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </root>
</configuration>

其中的关键为：

<logger name="IPInterceptor" level="info" additivity="false">
      <appender-ref ref="jsonLog"/>
</logger>

在需要打印的文件中引入slf4j：

 private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger("IPInterceptor");

MDC中放入需要打印的信息：

MDC.put("ip", ipAddress);
MDC.put("path", servletPath);
MDC.put("uid", paramMap.get("uid") == null ? "" : paramMap.get("uid").toString());

此时如果使用了LOG.info("msg")的话，打印的内容会输入到日志的message中，日志格式如下：

修改Logstash配置

修改/usr/config/logstash目录下的beats-input.conf：

input {
  beats {
    port => 5044
    codec => "json"
  }
}

只加了一句codec => "json"，但是Logstash会按照JSON格式来解析输入的内容。

因为修改了配置，重启elk：

docker restart elk

这样，当我们的日志生成完毕之后，使用Filebeat导入到elk中，就可以通过Kibana来进行日志分析了。

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