CLS的探索：Python如何让日志免费云化

前言

日志服务（Cloud Log Service，CLS）是腾讯云提供的一站式日志服务平台，提供了从日志采集、日志存储到日志检索，图表分析、监控告警、日志投递等多项服务，协助用户通过日志来解决业务运维、服务监控、日志审计等场景问题。

简言之就是CLS提供了日志的云化存储，并提供了查询、分析、监控，告警等功能。所以今天就抱着好奇之心，来探索一下使用python如何将本机日志写入到CLS上。

环境配置

官方文档提供了详细的使用步骤使用步骤，文档链接如下：https://cloud.tencent.com/document/product/614/34340

1. 服务开通

点击https://cloud.tencent.com/product/cls进入页面，可以点击立即使用开通服务；



当然也可以点击活动公告来查看免费的使用额度：



可以看出，免费额度流量额度是5GB/日，活动截止于2021年底。

开通服务后，进入clk服务页面。可以看到，提供了多种日志的接入方案。

2. 创建日志集和日志主题

日志集（Logset）是日志服务的项目管理单元，用于区分不同项目的日志。日志主题（Topic）是日志服务的基本管理单元，用来存储日志文件。一个日志集可以包含多个日志主题。

点击https://console.cloud.tencent.com/cls/overviewCLS配置页面。

点击侧栏日志主题 ，点击创建日志主题。



可能是文档过旧，官方文档写的是先要创建日志集，但是没找到这个按钮。其实在第一次创建时主题时输入一个日志集，就会自动创建。

创建好的日志主题如下，这里需要的是主题ID，以为写入时通过ID来将日志写到这个topic。

3. 创建机器组

CLS使用机器组来统一管理一组日志源机器。。同时我也理解成白名单，只有这些机器能访问CLS服务。

Python日志写入CLS

在刚开始CLS的概览页面，可以看到CLS提供了多种快速接入方案，很多需要安装Loglistener来采集日志，这里使用Python利用API写入接入方案来将日志写入，无需安装。

点击每种接入方案都会进入相应的开发文档，这里我点击API写入进入开发文档。

官方提供了API写入规范:

POST /structuredlog?topic_id=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx HTTP/1.1
Host: <Region>.cls.tencentyun.com
Authorization: <AuthorizationString>
Content-Type: application/x-protobuf
x-cls-compress-type:lz4

<LogGroupList 的 PB 格式打包内容>

从上面可以看出有两个参数，一个是topic_id，即日志主题id；一个是LogGroupList，即日志传输协议内容。这里PB指的是使用protobuf进行序列化，所以必须先安装protobuf。

安装protobuf

protobuf是一种二进制的序列化格式，相对于json来说体积更小，传输更快。安装protobuf的目的主要用来将proto文件编译成python、c、Java可调用的接口。

# 如果gcc版本较低，需要升级gcc
wget https://main.qcloudimg.com/raw/d7810aaf8b3073fbbc9d4049c21532aa/protobuf-2.6.1.tar.gz
tar -zxvf protobuf-2.6.1.tar.gz -C /usr/local/ && cd /usr/local/protobuf-2.6.1
./configure
make && make install
# 可以在/etc/profile或者~/.bash_profile末尾设置永久有效
export PATH=$PATH:/usr/local/protobuf-2.6.1/bin

使用下面命令查看是否安装成功。

protoc --version

构建python可调用的PB

创建cls.proto文件，定义序列化结构：

package cls;

message Log
{
    message Content
    {
        required string key   = 1; // 每组字段的 key
        required string value = 2; // 每组字段的 value
    }
    required int64   time     = 1; // 时间戳，UNIX时间格式
    repeated Content contents = 2; // 一条日志里的多个kv组合
}

message LogTag
{
    required string key       = 1;
    required string value     = 2;
}

message LogGroup
{
    repeated Log    logs        = 1; // 多条日志合成的日志数组
    optional string contextFlow = 2; // 目前暂无效用
    optional string filename    = 3; // 日志文件名
    optional string source      = 4; // 日志来源，一般使用机器IP
    repeated LogTag logTags     = 5;
}

message LogGroupList
{
    repeated LogGroup logGroupList = 1; // 日志组列表
}

只用下面命令将proto文件转换为python可调用的接口。

protoc cls.proto --python_out=./

执行完后，在此目录下生成cls_pb2.py。

python代码开发

代码的开发主要分为三个部分：Protobuf结构构造、Authorization加密构造和请求上传日志。前两个部分细节太多，尤其是Authorization构造涉及sha1加密、hmac-sha1签名以及四个加密参数的构造。：

1. Protobuf结构构造

import cls_pb2 as cls
import time
import requests
from hashlib import sha1
import hmac

# 构建protoBuf日志内容
LogLogGroupList = cls.LogGroupList()

LogGroup = LogLogGroupList.logGroupList.add()
LogGroup.contextFlow = "1"
LogGroup.filename = "python.log"
LogGroup.source = "localhost"

LogTag = LogGroup.logTags.add()
LogTag.key = "key"
LogTag.value = "value"

Log = LogGroup.logs.add()
Log.time = int(round(time.time() * 1000000))

Content = Log.contents.add()
Content.key = "Hello"
Content.value = "World"
print(LogLogGroupList)
# 序列化
LogLogGroupList = LogLogGroupList.SerializeToString()

2. Authorization加密构造

查看文档：https://cloud.tencent.com/document/product/614/12445，里面有详细的参数生成步骤和样例。

这部分的代码开发绝对考验个人的耐心和细心，适合在夜深人静自己搞。

# 公共参数部分
secretId = '替换成你的secretId'
secretKey = '替换成你的secretKey'
region = 'ap-nanjing'
host = f'{region}.cls.tencentyun.com'
start = int(time.time())
end = start + 1000
uri = 'structuredlog'
method = 'post'
params = 'topic'

# 构建HttpRequestInfo
HttpRequestInfo = f'{method}\n' + f'/{uri}\n' + '\n\n'
sha1_info = sha1()
sha1_info.update(HttpRequestInfo.encode('utf-8'))
print(sha1_info.hexdigest())

# 根据HttpRequestInfo构建StringToSign
StringToSign = 'sha1\n' + f'{start};{end}\n' + sha1_info.hexdigest() + '\n'
key = secretKey.encode('utf-8')
value = f'{start};{end}'.encode('utf-8')
SignKey = hmac.new(key, value, 'sha1')
print(SignKey.hexdigest())

# 根据StringToSign构建Signature
key = SignKey.hexdigest().encode('utf-8')
value = StringToSign.encode('utf-8')
Signature = hmac.new(key, value, 'sha1').hexdigest()
print(Signature)

# 构建Authorization
Authorization = f'q-sign-algorithm=sha1&q-ak={secretId}&q-sign-time={start};{end}&q-key-time={start};{end}&q-header-list=&q-url-param-list=&q-signature={Signature}'

这一块是让我感觉最难的，里面的坑太多，一个参数套一个参数，容易让人云里雾里，所以大部分时间都花在了测试参数生成这部分。



如图，一直提示我签名计算错误，原因总结如下：1.参数拼接不对；2.hmac的kv弄反。

本来我也在请求头里添加了lz4压缩格式，但是运行发现代码中未实现lz4的压缩，所以报了以下错误。



最后舍弃了lz4请求头，压缩功能也没有实现。有兴趣的可以搞一下。

3. 上传日志

其实就是构造一个post请求，将日志序列化成protobuf格式上传到服务器。

# 发起请求
url = f'https://{host}/{uri}?topic_id=717eba7d-85bb-4cd5-9c68-dfaa9f672bc6'
headers = {'Authorization': Authorization, 'Host': host, 'Content-Type': 'application/x-protobuf'}
response = requests.post(url, headers=headers, data=LogLogGroupList)
print(response.status_code, response.text)
print(LogLogGroupList)

运行测试

python3运行程序：

打印了日志的protobuf结构信息、二进制数据，以及加密参数和请求状态码。



接着进入CLS页面查看，日志已经写入。

结语

跟着文档从学习CLS、python开发到收集素材、整理成文章差不多用了五、六个小时，下班就在搞，写到这的时候已经凌晨一点了，本来还想用Java写一版，但是实在是肝不动了。

希望这篇文章能够帮助你了解CLS，期待下一次相遇。

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95后小程序员，写的都是日常工作中的亲身实践，置身于初学者的角度从0写到1，详细且认真。文章会在公众号 [入门到放弃之路] 首发，期待你的关注。