ELK分布式日志管理平台部署

一、日志分析

在运维中，日志是非常重要的工具，用于记录系统、应用程序或设备的运行状态、事件和异常情况。

1.1 日志分析的作用

故障排除和问题诊断

日志是排查故障和诊断问题的关键信息源。

通过分析日志文件，可以查找和定位系统故障、错误和异常，帮助运维人员迅速找出问题的根本原因，并采取正确的修复措施。

性能分析和优化

通过监视和分析系统日志，可以了解系统的性能瓶颈、资源消耗情况和关键指标。

运维人员可以根据日志中的数据，优化系统配置、调整资源分配，以提高系统的性能和响应能力。

安全监控和威胁检测

日志可以帮助监控系统的安全性，并检测潜在的安全威胁。

通过分析日志，可以发现异常登录、未授权访问、恶意行为等安全问题，并及时采取措施进行应对和防范。

运营分析和规划

通过日志分析，可以更好地了解用户需求，进行容量规划，制定有效的运维策略和决策。

合规性和审计

通过记录和保留日志，可以应对合规性规定，并提供必要的审计跟踪，以满足法规和行业标准的要求。

因此，对于任何系统或应用程序，设置合适的日志记录和日志分析机制是非常重要的一环。

1.2 需要收集的日志

系统日志：为监控做准备，要收集tomcat系统日志，tomcat所在节点的日志。
服务日志：比如数据库mysql，收集慢查询日志、错误日志、普通日志，要收集tomcat服务日志。
业务日志（业务日志必须收集）：业务口子日志在log4j，log4j是由java环境开发的，跑在tomcat上。

1.3 完整日志系统的基本特征

• 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解析过滤并传输到存储系统
• 存储：存储日志数据
• 分析：支持UI分析
  警告：能够提供错误报告，监控机制

二、ELK概述

2.1 ELK简介

ELK平台是一套完整的日志集中处理解决方案。

将 ElasticSearch、Logstash 和 Kiabana 三个开源工具配合使用， 完成更强大的用户对日志的查询、排序、统计需求。

2.2 ELK的作用

集中化管理日志后，日志的统计和检索的效率降低。

ELK 提供了一个完整的日志管理和分析解决方案，能够帮助用户更好地理解数据、监控系统性能并进行故障排除。

三、ELK组件详解

3.1 Logstash

3.1.1 简介

Logstash 实现了数据的收集和处理。

Logstash 是一个可扩展的数据收集、转换和传输工具。

它可以从各种来源（如日志文件、消息队列、数据库等）收集数据，并将其转换为统一的格式，然后发送到 Elasticsearch 进行存储和分析。

Logstash 提供了丰富的输入插件font>和输出插件，可以与各种数据源和目标进行集成。

它还具有强大的过滤功能，可以对数据进行处理、过滤和转换，以满足不同的业务需求。

3.1.2 Logstash命令常用选项

#Logstash 命令常用选项
 
-f：通过这个选项可以指定 Logstash 的配置文件，根据配置文件配置 Logstash 的输入和输出流
 
-e：从命令行中获取，输入、输出后面跟着字符串，该字符串可以被当作 Logstash 的配置（如果是空，则默认使用 stdin 作为输入，stdout 作为输出）
 
-t：测试配置文件是否正确，然后退出。

3.1.3 Logstash 的输入和输出流

定义输入和输出流

#输入采用标准输入
#输出采用标准输出（类似管道）
#新版本默认使用 rubydebug 格式输出
logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'

使用 rubydebug 输出详细格式显示

#codec 为一种编解码器
logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{ codec=>rubydebug } }'

##举个例子##
 
#键入内容（标准输入）
www.baidu.com	
 
 
 
#使用 `input` 插件来定义一个输入源#`stdin{}` 表示使用标准输入作为输入
#然后使用 `output` 插件来定义一个输出目标
#`stdout{ codec=>rubydebug }` 表示将数据打印到标准输出，并使用 `rubydebug` 编解码器来格式化输出。

3.1.4 Logstash配置文件

Logstash 配置文件基本由三部分组成：input、output 以及 filter。

filter部分选择性添加，可以没有。

input部分

表示从数据源采集数据。

常见的数据源如Kafka、日志文件等。
file beats kafka redis stdin

#基本格式
input {...}

filter部分

数据处理层，包括对数据进行格式化处理、数据类型转换、数据过滤等，支持正则表达式。

#基本格式
filter {...}

字段名: 正则表达式匹配到的内容

output部分

表示将Logstash收集的数据经由过滤器处理之后输出到Elasticsearch。

#基本格式
output {...}

补充说明

在每个部分中，也可以指定多个访问方式font>。

#举个例子，若要指定两个日志来源文件，则格式如下：
input {
	file { path =>"/var/log/messages" type =>"syslog"}
	file { path =>"/var/log/httpd/access.log" type =>"apache"}
}

3.2 ElasticSearch

Elasticsearch 提供了强大的搜索和分析引擎。

Elasticsearch 是一个分布式、实时的搜索和分析引擎。

它基于 Lucene 搜索引擎库构建，具有分布式搜索、实时数据分析、高性能和高可伸缩性的特点。

Elasticsearch 可以存储和索引大规模的数据(比如日志），并提供快速的全文搜索、条件过滤、聚合和分析功能。

3.3 Kiabana

Kibana 提供了可视化和交互式分析的界面。

Kibana 是一个针对Elasticsearch的开源数据分析及可视化平台，用来搜索、查看交互存储在Elasticsearch索引中的数据。

使用Kibana，可以通过各种图表进行高级数据分析及展示，创建自定义仪表盘font>来展示关键指标和监控警报。

四、ELK的工作原理

1）在所有需要收集日志的服务器上部署Logstash，或者先将日志进行集中化管理在日志服务器上，在日志服务器上部署 Logstash。
2）Logstash 收集日志，将日志格式化并输出到 Elasticsearch 群集中。

3）Elasticsearch 对格式化后的数据进行索引和存储。

4）Kibana 从 ES 群集中查询数据生成图表，并进行前端数据的展示。

综上所述：

logstash作为日志搜集器，从数据源采集数据，并对数据进行过滤，格式化处理，然后交由Elasticsearch存储，kibana对日志进行可视化处理。

五、部署ELK（Logstash作为日志收集器）

5.1 环境准备

5.1.1 java环境

java -version										#如果没有安装，yum -y install java
openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-b12)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b12, mixed mode)

5.1.2 关闭防火墙

systemctl disable  --now   firewalld
setenforce 0
sed -i.bak 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/'  /etc/selinux/config 

5.2 安装部署 Elasticsearch 软件

5.2.1 安装 Elasticsearch 软件

[root@localhost opt]#ls
elasticsearch-6.7.2.rpm  elasticsearch-head-master.zip  node-v8.2.1.tar.gz  phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
 
[root@localhost opt]#rpm -ivh elasticsearch-6.7.2.rpm
[root@localhost opt]#cd /etc/elasticsearch/
[root@localhost elasticsearch]#mkdir bak 
[root@localhost elasticsearch]#cp -a *.yml  bak/
#备份

5.2.2修改配置文件

[root@node1 elasticsearch]#vim elasticsearch.yml
17 cluster.name: my-elk-cluster
#修改集群名字
 
 
 
23 node.name: node1
24 node.master: true
25 node.data: true
#设置 节点名称 主从之间不能一致    24作为主节点   25作为数据节点
 
 
 
45 bootstrap.memory_lock: true
#内存锁开启  禁止使用  swap
 
 
 
 
59 network.host: 0.0.0.0
#监听地址
60 http.port: 9200
#  默认使用端口
61 transport.tcp.port: 9300
#内部传输端口
 
 
 
73 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.10.20:9300", "192.168.10.30:9300"]
#自动集群发现，加入主机名  使用单播 类似心跳线
 
 
 
[root@localhost elasticsearch]#grep -v "^#"  elasticsearch.yml 
cluster.name: my-elk-cluster
node.name: node1
node.master: true
node.data: true
path.data: /var/lib/elasticsearch
path.logs: /var/log/elasticsearch
bootstrap.memory_lock: true
network.host: 0.0.0.0 
http.port: 9200
transport.tcp.port: 9300
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.10.20:9300", "192.168.10.30:9300"]

5.2.3 修改系统配置

5.2.3.1 性能调优参数

[root@localhost elasticsearch]#vim /etc/security/limits.conf
......
*  soft    nofile          65536
*  hard    nofile          65536
*  soft    nproc           32000
*  hard    nproc           32000
*  soft    memlock         unlimited
*  hard    memlock         unlimited

5.2.3.2 修改systemd 服务管理器

/etc/systemd/system.conf 文件是用于配置 systemd 的，这是一种用于 Linux 操作系统的系统和服务管理器。通过这个文件，你可以自定义与系统操作、性能和行为相关的各种设置

• DefaultTimeoutStartSec=：设置启动服务的默认等待时间

• DefaultTimeoutStopSec=：设置停止服务的默认等待时间

• DefaultRestartSec=：设置在重新启动服务之前的默认休眠时间

• DefaultLimitNOFILE=：设置打开文件数量的默认限制

• DefaultLimitNPROC=：设置进程数量的默认限制

• DefaultLimitCORE=：设置核心文件大小的默认限制

• DefaultEnvironment=：指定服务的默认环境变量

实际修改

[root@localhost elasticsearch]#vim /etc/systemd/system.conf
DefaultLimitNOFILE=65536
DefaultLimitNPROC=32000
DefaultLimitMEMLOCK=infinity

5.2.3.3 修改内核参数

[root@localhost elasticsearch]#vim /etc/sysctl.conf
#一个进程可以拥有的最大内存映射区域数，参考数据（分配 2g/262144，4g/4194304，8g/8388608）
vm.max_map_count=262144
 
sysctl -p
sysctl -a | grep vm.max_map_count

5.2.4 重启服务器 启动 elasticsearch

 reboot
systemctl start elasticsearch.service
systemctl enable elasticsearch.service
netstat -antp | grep 9200

5.2.5 查看节点信息

浏览器访问  
http://192.168.10.20:9200  
http://192.168.10.30:9200 
查看节点 Node1、Node2 的信息。

5.2.6编译安装 Elasticsearch-head 插件 主从都可以安装

Elasticsearch 在 5.0 版本后，Elasticsearch-head 插件需要作为独立服务进行安装，需要使用npm工具（NodeJS的包管理工具）安装。 安装 Elasticsearch-head 需要提前安装好依赖软件 node和 phantomjs。 node：是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。 phantomjs：是一个基于 webkit 的JavaScriptAPI，可以理解为一个隐形的浏览器，任何基于 webkit 浏览器做的事情，它都可以做到。

5.2.6.1编译安装node**组件

#上传软件包 node-v8.2.1.tar.gz 到/opt
yum install gcc gcc-c++ make -y
 
cd /opt
tar zxvf node-v8.2.1.tar.gz
 
cd node-v8.2.1/
./configure
make && make install

5.2.6.2 安装 phantomjs

#上传软件包 phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 到
cd /opt
tar jxvf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
cd /opt/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin
ln -s  /opt/phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/bin/phantomjs   /usr/bin

5.2.6.3安装 Elasticsearch-head 数据可视化工具

#上传软件包 elasticsearch-head-master.zip 到/opt
cd /opt
unzip elasticsearch-head-master.zip
cd /opt/elasticsearch-head-master/
npm install		 //安装依赖包

5.2.6.4修改 Elasticsearch 主配置文件

vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
......
--末尾添加以下内容--
http.cors.enabled: true				#开启跨域访问支持，默认为 false
http.cors.allow-origin: "*"			#指定跨域访问允许的域名地址为所有
 
 
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"	
 
systemctl restart elasticsearch
#重启elasticsearch  服务

5.2.6.5启动 elasticsearch-head 服务

必须在解压后的 elasticsearch-head 目录下启动服务，进程会读取该目录下的 gruntfile.js 文件，否则可能启动失败。

[root@localhost elasticsearch]#cd /data/elasticsearch-head/
[root@localhost elasticsearch-head]# npm run start &
> elasticsearch-head@0.0.0 start /usr/local/src/elasticsearch-head
> grunt server
 
Running "connect:server" (connect) task
Waiting forever...
Started connect web server on http://localhost:9100
 
#elasticsearch-head 监听的端口是 9100
netstat -natp |grep 9100

5.2.6.6测试插件

192.168.10.20:9100
192.168.10.30:9100

5.2.6.7插入索引测试

curl -X PUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"zhouzhou","mesg":"woaini"}'
 
-x 指定方法
-H 添加请求头
-d 请求体
 
 
[root@node2 elasticsearch-head-master]#curl -X PUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"zhangsan","mesg":"hello world"}'
{
  "_index" : "index-demo",
  "_type" : "test",
  "_id" : "1",
  "_version" : 1,
  "result" : "created",
  "_shards" : {
    "total" : 2,
    "successful" : 2,
    "failed" : 0
  },
  "_seq_no" : 0,
  "_primary_term" : 1
}

刷新页面可以看到有新的数据

5.3在应用服务器部署 Logstash

在 client节点上操作

5.3.1更改主机名

[root@localhost elasticsearch]# hostnamectl set-hostname client

5.3.2 安装服务

yum -y install java
java -version
yum install -y epel-release
#安装epel源   额外      rpeo
yum install nginx -y

5.3.3 安装logstash

cd /opt
[root@localhost opt]#  rpm -ivh logstash-6.7.2.rpm                          
 
#开启服务
systemctl enable --now logstash.service
 
[root@localhost opt]# ln -s  /usr/share/logstash/bin/logstash   /usr/bin/
# 做软连接

5.3.4 使用logstash

Logstash 命令常用选项： -f：通过这个选项可以指定 Logstash 的配置文件，根据配置文件配置 Logstash 的输入和输出流。 -e：从命令行中获取，输入、输出后面跟着字符串，该字符串可以被当作 Logstash 的配置（如果是空，则默认使用 stdin 作为输入，stdout 作为输出）。 -t：测试配置文件是否正确，然后退出。

例子：在命令行中收集日志数据

#输入采用标准输入，输出采用标准输出（类似管道），新版本默认使用 rubydebug 格式输出

[root@localhost opt]# logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
# 等待时间较长
WARNING: Could not find logstash.yml which is typically located in $LS_HOME/config or /etc/logstash. You can specify the path using --path.settings. Continuing using the defaults
Could not find log4j2 configuration at path /usr/share/logstash/config/log4j2.properties. Using default config which logs errors to the console
[INFO ] 2024-07-16 00:42:00.411 [main] writabledirectory - Creating directory {:setting=>"path.queue", :path=>"/usr/share/logstash/data/queue"}
[INFO ] 2024-07-16 00:42:00.468 [main] writabledirectory - Creating directory {:setting=>"path.dead_letter_queue", :path=>"/usr/share/logstash/data/dead_letter_queue"}
[WARN ] 2024-07-16 00:42:01.196 [LogStash::Runner] multilocal - Ignoring the 'pipelines.yml' file because modules or command line options are specified
[INFO ] 2024-07-16 00:42:01.211 [LogStash::Runner] runner - Starting Logstash {"logstash.version"=>"6.7.2"}
[INFO ] 2024-07-16 00:42:01.269 [LogStash::Runner] agent - No persistent UUID file found. Generating new UUID {:uuid=>"31865788-3782-4fb6-9472-c755f27c98ed", :path=>"/usr/share/logstash/data/uuid"}
[INFO ] 2024-07-16 00:42:09.884 [Converge PipelineAction::Create<main>] pipeline - Starting pipeline {:pipeline_id=>"main", "pipeline.workers"=>2, "pipeline.batch.size"=>125, "pipeline.batch.delay"=>50}
[INFO ] 2024-07-16 00:42:10.147 [Converge PipelineAction::Create<main>] pipeline - Pipeline started successfully {:pipeline_id=>"main", :thread=>"#<Thread:0x6a4c4acf sleep>"}
The stdin plugin is now waiting for input:
[INFO ] 2024-07-16 00:42:10.244 [Ruby-0-Thread-1: /usr/share/logstash/lib/bootstrap/environment.rb:6] agent - Pipelines running {:count=>1, :running_pipelines=>[:main], :non_running_pipelines=>[]}
[INFO ] 2024-07-16 00:42:10.635 [Api Webserver] agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
 
# 此处输入需要的信息
hello world
#############
/usr/share/logstash/vendor/bundle/jruby/2.5.0/gems/awesome_print-1.7.0/lib/awesome_print/formatters/base_formatter.rb:31: warning: constant ::Fixnum is deprecated
{
       "message" => "hello world",
          "host" => "localhost.localdomain",
      "@version" => "1",
    "@timestamp" => 2024-07-15T16:42:54.195Z
}

5.3.5 使用 Logstash 将信息写入 Elasticsearch 中

[root@localhost opt]#logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.10.20:9200"] } }'
                                        对接
                                        
//结果不在标准输出显示，而是发送至 Elasticsearch 中，可浏览器访问 http://192.168.10.20:9100/ 查看索引信息和数据浏览。
 
 
logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.10.20:9200","192.168.10.30:9200"]} }'
............................
[INFO ] 2024-07-16 00:50:12.096 [Api Webserver] agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
# 输入信息
www.kgc.com
hello world

5.3.6 使用配置文件

Logstash 配置文件基本由三部分组成：input、output 以及 filter（可选，根据需要选择使用）

• input：表示从数据源采集数据，常见的数据源如Kafka、日志文件等 file beats kafka redis stdin

• filter：表示数据处理层，包括对数据进行格式化处理、数据类型转换、数据过滤等，支持正则表达式 grok 对若干个大文本字段进行再分割成一些小字段 (?<字段名>正则表达式) 字段名: 正则表达式匹配到的内容 date 对数据中的时间格式进行统一和格式化 mutate 对一些无用的字段进行剔除，或增加字段 mutiline 对多行数据进行统一编排，多行合并或拆分

• output：表示将Logstash收集的数据经由过滤器处理之后输出到Elasticsearch。 elasticsearch stdout

#格式如下：
input {...}
filter {...}
output {...}
 
#在每个部分中，也可以指定多个访问方式。例如，若要指定两个日志来源文件，则格式如下：
input {
	file { path =>"/var/log/messages" type =>"syslog"}
	file { path =>"/var/log/httpd/access.log" type =>"apache"}
	
vim system.conf
input {
    file{
        path =>"/var/log/messages"
        type =>"system"
        start_position =>"beginning"
		# ignore_older => 604800
        sincedb_path => "/etc/logstash/sincedb_path/log_progress"
        add_field => {"log_hostname"=>"${HOSTNAME}"}
    }
}
#path表示要收集的日志的文件位置
#type是输入ES时给结果增加一个叫type的属性字段
#start_position可以设置为beginning或者end，beginning表示从头开始读取文件，end表示读取最新的，这个要和ignore_older一起使用
#ignore_older表示了针对多久的文件进行监控，默认一天，单位为秒，可以自己定制，比如默认只读取一天内被修改的文件
#sincedb_path表示文件读取进度的记录，每行表示一个文件，每行有两个数字，第一个表示文件的inode，第二个表示文件读取到的位置（byteoffset）。默认为$HOME/.sincedb*
#add_field增加属性。这里使用了${HOSTNAME}，即本机的环境变量，如果要使用本机的环境变量，那么需要在启动命令上加--alow-env
 
output {
    elasticsearch {												#输出到 elasticsearch
        hosts => ["192.168.91.100:9200","192.168.91.101:9200"]	#指定 elasticsearch 服务器的地址和端口
        index =>"system-%{+YYYY.MM.dd}"							#指定输出到 elasticsearch 的索引格式
    }
}

实际例子：

[root@localhost log]# vim /etc/logstash/conf.d/system-log.conf 
 
input {
    file {
      path => "/var/log/messages"
      type => "system"
      start_position => "beginning"
    }
 
 
}
 
 
output {
  elasticsearch {
  hosts => [ "192.168.10.20:9200","192.168.10.30:9200" ]
  index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
  }
 
}
 
 
 
[root@localhost conf.d]# chmod +r /var/log/messages 
#添加权限
 
[root@localhost conf.d]# logstash   -f  system-log.conf 
#启动logstash
........................................................................
[INFO ] 2024-07-16 01:02:41.716 [Api Webserver] agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9601}

刷新页面

5.3.7 配置nginx日志

在/etc/logstash/conf.d下配置一个nginx_log.conf
[root@localhost conf.d]# vim /etc/logstash/conf.d/nginx_log.conf
 
 
input {
    file{
        path => "/var/log/nginx/access_log"
        type => "access"
        start_position => "beginning"
    }
    }
output {
        elasticsearch {
            hosts => ["192.168.10.20:9200","192.168.10.30:9200"]
            index => "nginx_access-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
    }
 

在nginx配置文件中将日志文件格式修改为json格式
[root@localhost nginx]# vim /etc/nginx/nginx.conf
...
 
 
http {
    log_format  log_json  '{ "@timestamp": "$time_local",  
        "remote_addr": "$remote_addr",  
        "remote_user": "$remote_user",  
        "server_addr": "$server_addr",  
        "request": "$request",  
        "status": "$status",  
        "body_bytes_sent": "$body_bytes_sent",  
        "http_referer": "$http_referer",  
        "http_user_agent": "$http_user_agent",  
        "request_time": "$request_time" }';
 
    access_log  /var/log/nginx/access.log  log_json;

5.4 安装 kibana 在client服务器

5.4.1 安装

root@localhost opt]# rpm -ivh kibana-6.7.2-x86_64.rpm 

5.4.2 修改配置

[root@localhost opt]# cd  /etc/kibana/
[root@localhost kibana]# cp kibana.yml  kibana.yml.bak -a
 
[root@localhost kibana]# vim kibana.yml
 
2   		 server.port: 5601          		#打开端口
7    server.host: "0.0.0.0"      	#监听端口
28   elasticsearch.hosts: ["http://192.168.10.20:9200", "http://192.168.10.30:9200"]  #el服务器地址
37   kibana.index: ".kibana"         #打开索引
96   logging.dest: /var/log/k.log      #指定日志文件， 需要手动建立文件
114  i18n.locale: "zh-CN"              #中文设置
 
[root@localhost kibana]# chown kibana:kibana /var/log/k.log

5.4.3 启动 kibana

[root@localhost kibana]# systemctl enable --now kibana.service
[root@localhost kibana]# ss -nap |grep 5601
tcp    LISTEN     0      128       *:5601                  *:*                   users:(("node",pid=42235,fd=19))

5.4.4 访问测试

192.168.10.40:5601

5.4.5 建立索引