企业级日志分析平台（八）：ELKStack之极速入门（上）

 

一，EKL介绍

 

1.1 需求背景

一般我们需要进行日志分析场景：直接在日志文件中 grep、awk 就可以获得自己想要的信息。但在规模较大的场景中，此方法效率低下，面临问题包括日志量太大如何归档、文本搜索太慢怎么办、如何多维度查询。需要集中化的日志管理，所有服务器上的日志收集汇总。常见解决思路是建立集中式日志收集系统，将所有节点上的日志统一收集，管理，访问。

一般大型系统是一个分布式部署的架构，不同的服务模块部署在不同的服务器上，问题出现时，大部分情况需要根据问题暴露的关键信息，定位到具体的服务器和服务模块，构建一套集中式日志系统，可以提高定位问题的效率。

一个完整的集中式日志系统，需要包含以下几个主要特点： 
收集－能够采集多种来源的日志数据 
传输－能够稳定的把日志数据传输到中央系统 
存储－如何存储日志数据 
分析－可以支持 UI 分析 
警告－能够提供错误报告，监控机制

ELK提供了一整套解决方案，并且都是开源软件，之间互相配合使用，完美衔接，高效的满足了很多场合的应用。目前主流的一种日志系统。

 

1.2 ELKStack介绍

Logstash : 开源的服务器端数据处理管道，能够同时从多个来源采集数据，转换数据，然后将数据存储到数据库中。

Elasticsearch：搜索，分析和存储数据，分布式数据库。

Kibana：数据可视化。

Beats：轻量型采集器的平台，从边缘机器向Logstash和Elasticsearch发送数据。

Filebeat：轻量型日志采集器。

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

https://www.elastic.co/subscriptions

 

1.3 ELK Stack架构

Input：输入，输出数据可以是Stdin，File，TCP，Redis，Syslog等

Filter：过滤，将日志格式化。有丰富的过滤插件：Grok正则捕获，Date时间处理，Json编码解码，Mutate数据修改等

Output：输出，输出目标可以是Stdout，File，TCP，Redis，ES等

 

二，环境部署

主机名	IP	备注
elkstack	192.168.200.70	内存3G

 

ELK所有包

链接：https://pan.baidu.com/s/1PTUOKy5MNXYIhSUkkbb-DA 
提取码：fa6n

 

2.1 环境要求

cat /etc/redhat-release

uname -r

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

setenforce 0

 

2.2 安装jdk环境

ls

tar xf jdk-8u60-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/

mv /usr/local/jdk1.8.0_60 /usr/local/jdk

 

2.3 配置java环境变量

vim /etc/profile

tail -3 /etc/profile

 

1. export JAVA_HOME=/usr/local/jdk/
2. export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
3. export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$CLASSPATH

source /etc/profile

java -version

 

三，kibana的安装和启动

 

3.1 kibana下载地址

kibana主要用来展现数据，它本身不存储数据

https://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-6.2.3-linux-x86_64.tar.gz

 

3.2 编译部署kibana

useradd -s /sbin/nologin -M elk

ls

tar xf kibana-6.2.3-linux-x86_64.tar.gz -C /usr/local/

mv /usr/local/kibana-6.2.3-linux-x86_64 /usr/local/kibana

 

3.3 kibana配置文件修改

 

修改以下配置文件

cat -n /usr/local/kibana/config/kibana.yml | sed -n '2p;7p;21p;39p;40p'

 

1. 2 #server.port: 5601
2. 7 #server.host: "localhost"
3. 21 #elasticsearch.url: "http://localhost:9200"
4. 39 #elasticsearch.username: "user"
5. 40 #elasticsearch.password: "pass"

 

修改成如下配置文件

vim /usr/local/kibana/config/kibana.yml

cat -n /usr/local/kibana/config/kibana.yml | sed -n '2p;7p;21p;39p;40p'

 

1. 2 server.port: 5601 #暂时就先修改这两行
2. 7 server.host: "0.0.0.0" #暂时就先修改这两行
3. 21 #elasticsearch.url: "http://localhost:9200"
4. 39 #elasticsearch.username: "user"
5. 40 #elasticsearch.password: "pass"

 

3.4 把kibana目录改为elk用户

chown -R elk:elk /usr/local/kibana/

 

3.5 新增启动脚本vim /usr/local/kibana/bin/start.sh

vim /usr/local/kibana/bin/start.sh

cat /usr/local/kibana/bin/start.sh

 

1. nohup /usr/local/kibana/bin/kibana >> /tmp/kibana.log 2>> /tmp/kibana.log &

chmod a+x /usr/local/kibana/bin/start.sh

 

3.6 用普通用户启动kibana

su -s /bin/bash elk '/usr/local/kibana/bin/start.sh'

ps -ef | grep elk | grep -v grep

如果有防火墙需要开放tcp5601端口

 

3.7 查看错误日志

cat /tmp/kibana.log | grep warning | head -5

这里有个警告，意思是连接不上elasticsearch，忽略，因为我们还没有装它。

 

1. {"type":"log","@timestamp":"2019-01-03T14:12:30Z","tags":["warning","elasticsearch","admin"],"pid":1451,"message":"Unable to revive connection: http://localhost:9200/"}
2. {"type":"log","@timestamp":"2019-01-03T14:12:30Z","tags":["warning","elasticsearch","admin"],"pid":1451,"message":"No living connections"}
3. {"type":"log","@timestamp":"2019-01-03T14:12:32Z","tags":["warning","elasticsearch","admin"],"pid":1451,"message":"Unable to revive connection: http://localhost:9200/"}
4. {"type":"log","@timestamp":"2019-01-03T14:12:32Z","tags":["warning","elasticsearch","admin"],"pid":1451,"message":"No living connections"}
5. {"type":"log","@timestamp":"2019-01-03T14:12:35Z","tags":["warning","elasticsearch","admin"],"pid":1451,"message":"Unable to revive connection: http://localhost:9200/"}

 

3.7 访问kibana

http://192.168.200.70:5601

 

四，使用nginx来限制访问kibana

 

4.1 使用nginx转发kibana

由于kibana没有权限控制，可以借助nginx来部署认证和进行ip控制

 

修改kibana的配置文件，改为监听127.0.0.1

vim /usr/local/kibana/config/kibana.yml

sed -n '7p' /usr/local/kibana/config/kibana.yml

 

杀掉kibana，重启动kibana

ps -ef | grep elk

kill -9 1451

ps -ef | grep elk

su -s /bin/bash elk '/usr/local/kibana/bin/start.sh'

ps -ef | grep elk | grep -v grep

 

4.2 借助nginx来限制访问，控制源IP的访问

 

编译安装nginx

yum -y install pcre-devel openssl-devel

tar xf nginx-1.10.2.tar.gz -C /usr/src/

cd /usr/src/nginx-1.10.2/

useradd -s /sbin/nologin -M nginx

./configure --user=nginx --group=nginx --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

make && make install

ln -s /usr/local/nginx/sbin/* /usr/local/sbin/

nginx -V

---

---

 

编辑nginx配置文件，进行访问控制，并启动nginx

cd /usr/local/nginx/

cp conf/nginx.conf{,.bak}

egrep -v "#|^$" conf/nginx.conf.bak > conf/nginx.conf

vim conf/nginx.conf

cat conf/nginx.conf

 

1. worker_processes 1;
2. events {
3. worker_connections 1024;
4. }
5. http {
6. include mime.types;
7. default_type application/octet-stream;
8. log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request"'
9. '$status $body_bytes_sent "$http_referer"'
10. '"$http_user_agent""$http_x_forwarded_for"';
11. sendfile on;
12. keepalive_timeout 65;
13. server {
14. listen 5609;
15. access_log /usr/local/nginx/logs/kibana_access.log main;
16. error_log /usr/local/nginx/logs/kibana_error.log error;
17. location / {
18. allow 192.168.200.1;
19. deny all;
20. proxy_pass http://127.0.0.1:5601;
21. }
22. }
23. }

nginx -t

nginx

netstat -antup | grep nginx

 

4.3 访问nginx监听端口5609

http://192.168.200.70:5609

 

4.4 如果访问IP经常改变，授权就会很麻烦。可以利用nginx的访问验证功能来认证访问

 

1. location / {
2. auth_basic "elk auth";
3. auth_basic_user_file /usr/local/nginx/conf/htpasswd;
4. proxy_pass http://127.0.0.1:5601;
5. }

 

五，elasticsearch的安装和启动

elasticsearch未安装之前，kibana网页上报错，提示找不到elasticsearch。

 

5.1 elasticsearch的下载地址

elastic search主要用来存储数据，供kibana调取并进行展现

https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.2.3.tar.gz

 

5.2 解压部署elasticsearch

ls

tar xf elasticsearch-6.2.3.tar.gz -C /usr/local/

mv /usr/local/elasticsearch-6.2.3 /usr/local/elasticsearch

 

5.3 elasticsearch配置

 

修改以下配置文件中的代码

cp /usr/local/elasticsearch/config/elasticsearch.yml{,.bak}

cat -n /usr/local/elasticsearch/config/elasticsearch.yml | sed -n '33p;37p;55p;59p'

 

1. 33 #path.data: /path/to/data
2. 37 #path.logs: /path/to/logs
3. 55 #network.host: 192.168.0.1
4. 59 #http.port: 9200

 

修改成如下配置文件中的代码

vim /usr/local/elasticsearch/config/elasticsearch.yml

cat -n /usr/local/elasticsearch/config/elasticsearch.yml | sed -n '33p;37p;55p;59p'

 

1. 33 path.data: /usr/local/elasticsearch/data
2. 37 path.logs: /usr/local/elasticsearch/logs
3. 55 network.host: 127.0.0.1
4. 59 http.port: 9200

 

5.4 把elasticsearch目录的用户和属主都更新为elk

chown -R elk:elk /usr/local/elasticsearch

 

5.5 更改jvm的内存限制（看个人配置,这里没做修改）

因为我们实验环境是虚拟机，1g内存一会儿就会被跑满，就会很慢。所以，我们要调整内存占用的限制。

cat -n /usr/local/elasticsearch/config/jvm.options | sed -n '22p;23p'

 

1. 22 -Xms1g
2. 23 -Xmx1g

---

vim /usr/local/elasticsearch/config/jvm.options --->这里没做修改

cat -n /usr/local/elasticsearch/config/jvm.options | sed -n '22p;23p'

 

1. 22 -Xms100M
2. 23 -Xmx100M

 

5.6 编辑elasticsearch启动脚本，使用-d进行后台启动。

vim /usr/local/elasticsearch/bin/start.sh

cat /usr/local/elasticsearch/bin/start.sh

 

1. /usr/local/elasticsearch/bin/elasticsearch -d >> /tmp/elasticsearch.log 2>> /tmp/elasticsearch.log

chmod a+x /usr/local/elasticsearch/bin/start.sh

 

5.7 启动elasticsearch

su -s /bin/bash elk '/usr/local/elasticsearch/bin/start.sh'

ps -ef | grep elk | grep -v grep

 

5.8 观察日志，看看kibana日志还会不会报elasticsearch错误

> /tmp/kibana.log

tail -f /tmp/kibana.log

重新刷新url：http://192.168.200.70:5609

观察日志，看看还有没有报错。

---

 

备注说明

假如elasticsearch如果监听在非127.0.0.1，那么需要修改内核参数等,在这里就不多说了。

 

六，logstash的安装和启动

 

6.1 logstash的下载地址

用来读取日志，正则分析日志，发送给elasticsearch数据库

https://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-6.2.3.tar.gz

 

6.2 解压部署logstash

ls

tar xf logstash-6.2.3.tar.gz -C /usr/local/

mv /usr/local/logstash-6.2.3 /usr/local/logstash

 

6.3 更改logstash jvm配置，加入内存限制(看个人配置,这里没有修改)

 

修改如下配置

cat -n /usr/local/logstash/config/jvm.options | sed -n '6p;7p;'

 

1. 6 -Xms1g
2. 7 -Xmx1g

 

修改成如下配置（没做修改）

cat -n /usr/local/logstash/config/jvm.options | sed -n '6p;7p;'

 

1. 6 -Xms150M
2. 7 -Xmx150M

 

6.4 修改logstash配置文件

 

配置文件没有，需要新建

vim /usr/local/logstash/config/logstash.conf

cat /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

1. input {
2. file {
3. path => "/usr/local/nginx/logs/kibana_access.log" #读取日志路径
4. }
5. }
6. output {
7. elasticsearch {
8. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"] #保存日志url
9. }
10. }

 

6.5 logstash的启动脚本

vim /usr/local/logstash/bin/start.sh

cat /usr/local/logstash/bin/start.sh

 

1. nohup /usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf >> /tmp/logstash.log 2>> /tmp/logstash.log &

chmod a+x /usr/local/logstash/bin/start.sh

 

6.6 启动logstash

logstash并没有监听端口，因此不需要用elk用户来启动

/usr/local/logstash/bin/start.sh

ps -ef | grep logstash

 

特别提示

logstash启动的比较慢，需要多等一会儿。 
如果在kibana的Discover里能看到添加索引就说明logstash启动好了

 

6.7 在kibana上配置索引，展现获取的kibana日志数据

---

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图片说明

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进行数据展现字段的筛选

---

---

对nginx的kibana_access.log进行数据追踪，对比分析

tail -f /usr/local/nginx/logs/kibana_access.log

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七，logstash使用详解

 

执行下边的命令

ps -ef | grep logstash

kill -9 17120

/usr/local/logstash/bin/logstash -e ""

welcome --->输入的内容

 

1. {
2. "@version" => "1",
3. "@timestamp" => 2018-08-16T13:18:13.383Z,
4. "message" => "welcome",
5. "type" => "stdin",
6. "host" => "elkstack"
7. }

可以看到logstash结尾自动添加了几个字段，时间戳@timestamp，版本@version，输入的类型type，以及主机名host

 

7.1 logstash工作原理

Logstash使用管道方式进行日志的搜集处理和输出。有点类似于管道命令xxx|ccc|ddd，xxx执行完了会执行ccc，然后执行ddd。

在logstash中，包括了三个阶段：

输入input ---> 处理filter（不是必须的） ---> 输出output

每个阶段都有很多的插件配合工作，比如file，elasticsearch，redis等

每个阶段也可以指定多种方式，比如输出既可以输出到elasticsearch中，也可以指定到stdout在控制台打印。

由于这种插件式的组织方式，使得logstash变得易于扩展和定制

 

7.2 命令行中常用的命令

-f：通过这个命令可以指定Logstash的配置文件，根据配置文件配置logstash

-e：后面跟着字符串，该字符串可以被当作logstash的配置（如果是""则默认使用stdin作为默认输入，stdout作为默认输出）

-l：日志输出的地址（默认就是stdout直接在控制台中输出）

-t：测试配置文件是否正确，然后退出。

 

7.3 配置文件说明

前面介绍过logstash基本上由三部分组成，input，output以及用户需要才添加的filter，因此标准的配置文件格式如下：

 

1. input {...}
2. filter {...}
3. output {...}

---

在每个部分中，也可以指定多个访问方式，例如我想要指定两个日志来源文件，则可以这样写：

 

1. input {
2. file { path => "/var/log/messages" type => "syslog" }
3. file { path => "/var/log/apache/access.log" type => "apache" }
4. }

类似的，如果在filter中添加了多种处理规则，则按照它的顺序----处理，但是有一些插件并不是线程安全的。

比如在filter中指定了两个一样的插件，这两个任务并不能保证准确的按顺序执行，因此官方也推荐避免在filter中重复使用插件。

 

八，利用logstash的正则进行日志信息的抓取测试

我们更改一下logstash的配置文件进行正则抓取数据的测试。

 

logstash提取数据段配置文件模板详解

cd /usr/local/logstash/config/

vim logstash.conf

cat logstash.conf

 

1. input {
2. stdin{} #从标准输入读取数据
3. }
4. filter {
5. grok {
6. match => {
7. "message" => '(?<字段名>正则表达式).*'
8. }
9. }
10. }
11. output {
12. elasticsearch { #如果要输入到elasticsearch里，那么需要注释掉stdout{}
13. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
14. }
15. stdout { #只将信息输出到屏幕上
16. codec => rubydebug #用于正则提取测试，将正则抓取结果输出到屏幕上
17. }
18. }

 

杀掉后台的logstash进程

ps -ef | grep logstash --->查询PID号

kill -9 PID号

 

为了测试方便，我们暂时交互式启动logstash

/usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

8.1 测试性抓取日志字段

 

用于进行测试输入的日志内容

Aug 16 18:29:49 ELK systemd: Startup finished in 789ms (kernel) + 1.465s (initrd) + 18.959s (userspace) = 21.214s.

 

修改logstash配置文件

vim /usr/local/logstash/config/logstash.conf

cat /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

1. input {
2. stdin{}
3. }
4. filter {
5. grok {
6. match => {
7. "message" => '(?<mydate>[a-zA-Z]+ [0-9]+ [0-9:]+) (?<hostname>[a-zA-Z]+).*'
8. }
9. }
10. }
11. output {
12. elasticsearch {
13. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
14. }
15. stdout {
16. codec => rubydebug
17. }
18. }

 

交互式启动logstash

/usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

输出结果如下

Aug 16 18:29:49 ELK systemd: Startup finished in 789ms (kernel) + 1.465s (initrd) + 18.959s (userspace) = 21.214s.

 

1. {
2. "hostname" => "ELK", #这就是抓取的字段
3. "mydate" => "Aug 16 18:29:49", #这就是抓取的字段
4. "@timestamp" => 2018-08-16T12:47:46.904Z,
5. "message" => "Aug 16 18:29:49 ELK systemd: Startup finished in 789ms (kernel) + 1.465s (initrd) + 18.959s (userspace) = 21.214s.",
6. "host" => "elkstack",
7. "@version" => "1"
8. }

请通过配置文件进行反复测试验证，熟悉logstash正则表达的使用方法

 

8.2 将抓取的字段信息输入到elasticsearch并显示在kibana上

 

logstash配置文件如下

vim /usr/local/logstash/config/logstash.conf

cat /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

1. input {
2. stdin{}
3. }
4. filter {
5. grok {
6. match => {
7. "message" => '(?<mydate>[a-zA-Z]+ [0-9]+ [0-9:]+) (?<hostname>[a-zA-Z]+).*'
8. }
9. }
10. }
11. output {
12. elasticsearch {
13. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
14. }
15. # stdout {
16. # codec => rubydebug
17. # }
18. }

 

用于进行测试输入的日志内容

/usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf

Aug 16 18:29:49 ELK systemd: Startup finished in 789ms (kernel) + 1.465s (initrd) + 18.959s (userspace) = 21.214s.

---

 

九，elk技术全量分析nginx日志

logstash如果直接把一整行日志直接发送给elasticsearch，kibana显示出来就没有什么意义，我们需要提取自己想要的字段。假如说我们想要提取响应码，用户访问url，响应时间等，就得依靠正则来提取。

 

logstash提取数据段配置文件模板详解

 

1. input { #日志输入来源函数
2. file {
3. path => "/usr/local/nginx/logs/kibana_access.log"
4. }
5. }
6. filter { #字段数据提取函数
7. grok {
8. match => {
9. "message" => '(?<字段名>正则表达式).*'
10. }
11. }
12. }
13. output { #数据输出目的地函数
14. elasticsearch {
15. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
16. }
17. }

 

9.1 利用正则从message中提取kibana访问日志的IP地址

vim /usr/local/logstash/config/logstash.conf

cat /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

1. input {
2. file {
3. path => "/usr/local/nginx/logs/kibana_access.log"
4. }
5. }
6. filter {
7. grok {
8. match => {
9. "message" => '(?<IP>[0-9.]+) .*'
10. }
11. }
12. }
13. output {
14. elasticsearch {
15. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
16. }
17. }

 

交互式启动logstash

/usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

检查测试结果

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9.2 从message中提取kibana访问日志的time，url，返回码，字节大小

vim /usr/local/logstash/config/logstash.conf

cat /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

1. input {
2. file {
3. path => "/usr/local/nginx/logs/kibana_access.log"
4. }
5. }
6. filter {
7. grok {
8. match => {
9. "message" => '(?<IP>[0-9.]+) .*HTTP/[0-9.]+"(?<mark>[0-9]+) (?<size>[0-9]+)[ "]+(?<url>[a-zA-Z]+://[0-9.]+:[0-9]+/[a-zA-Z/]+)".*'
10. }
11. }
12. }
13. output {
14. elasticsearch {
15. hosts => ["http://127.0.0.1:9200"]
16. }
17. }

 

交互式启动logstash

/usr/local/logstash/bin/logstash -f /usr/local/logstash/config/logstash.conf

 

检查测试结果