大点干！早点散----------ELK企业日志分析系统理论+实战！

一、ELK理论详解

1、ELK日志分析系统简介

ELK日志分析系统是Logstash、Elasticsearch、Kibana开源软件的集合，对外是作为一个日志管理系统的开源方案，它可以从任何来源、任何格式进行日志搜索、分析与可视化展示

2、ELK日志分析系统产生背景

• 日志分析是运维工程师解决系统故障，发现问题的主要手段。日志主要包括系统日志、应用程序日志和安全日志。
• 系统运维和开发人员可以通过日志了解服务器软硬件信息、检查配置过程中的错误及错误发生的原因。经常分析日志 可以了解服务器的负荷，性能安全性，从而及时采取措施纠正错误。
• 通常，日志被分散的储存在不同的设备上。如果你管理数十上百台服务器，你还在使用依次登录每台机器的传统方法查阅日志，即繁琐又效率低下。为此，我们可以使用集中化的日志管理，例如：开源的syslog，将所有服务器上的日志收集汇总。集中化管理日志后，日志的统计和检索又成为一件比较麻烦的事情，一般我们使用grep、awk和wc等Linux命令能实现检索和统计，但是对于更高要求的查询、排序和统计等，再加上庞大的机器数量，使用这样的方法依然难免有点力不从心。
• 开源实时日志分析ELK平台能够完美的解决我们上述的问题，ELK由ElasticSearch、Logstash和Kiabana三个开源工具组成。

3、ELK日志分析系统的开源工具解析

ELK由Logstash、ElasticSearch和Kiabana三个开源工具组成。

Elasticsearch必须是群集模式

• 功能1 存储日志数据高可用
• 功能2 索引日志数据 快速定位到日志数据

Logstash 只做搜集日志 装在想要监控的web服务器 将日志数据传给es存储起来 可以替换成Beats在是一个轻量级日志采集器 ,其实Beats家族有6个成员， 早期的EL K架构中使用Logstash收集、解析日志，但是L ogstash对内存、cpu、 io等 资源消耗比较高。相比L ogstash, Beats所占系统的CPU和内存几乎可以忽略不计。 后期要搞它

Kibana 会以视图将日志展现 统计出来 更容易看 柱状图 条形图 提供的是一个网站的页面

ELK日志分析系统是Logstash、Elasticsearch、Kibana开源软件的集合，对外是作为一个日志管理系统的开源方案，它可以从任何来源、任何格式进行日志搜索、分析与可视化展示
Beats架构图

4、ElasticSearch介绍

Elasticsearch：是基于Lucene的搜索服务器，它稳定、可靠、快速，而且具有比较好的水平扩展能力，为分布式环境设计，在云计算应用很广泛。

Elasticsearch的基础核心概念如下

（1）接近实时(NRT)

Elasticsearch是一个搜索速度接近实时的搜索平台，响应速度非常的快，从索引一个文档直到能够被搜索到只有一个轻微的延迟(通常是1s)

（2）群集(cluster)

群集就是由一个或多个节点组织在一起，在所有的节点上存放用户数据，并一起提供索引和搜索功能。通过选举产生节点，并提供跨节点的联合索引和搜索的功能。每个群集都有一个唯一的表示名称，默认是Elasticsearch，每个节点是基于群集名字加入到其群集中的。一个群集可以只有一台节点，为了具备更好的容错性，通常配置多个节点，在配置群集时，建议配置成群集模式。

（3）节点(node)

是指一台单一的服务器，多个节点组织为一个群集，每个节点都存储数据并参与群集的索引和搜索功能。和群集一样，节点也是通过名字来标识的。默认情况下，节点名字是随机的，也可以自定义。

（4）索引(index)

类似于关系型数据库中的“库”，当索引一个文档后，就可以使用elasticsearch搜索到该文档，也可以简单地将索引理解为存储数据库的地方，可以方便地进行全文索引。

（5）分片和副本(shards&replicas)

集群索引中可能由多个分片构成，并且每个分片可以拥有多个副本，将一个单独的索引分为多个分片，可以处理不能在单一服务器上运行的
大型索引.
由于每个分片有多个副本，通过副本分配到多个服务器，可以提高查询的负载能力.
为了进行分片和副本操作，需要确定将这些分片和副本放到集群节点的哪个位置，需要确定把每个分片和副本分配到哪台服务器/节点上.

• 分片的两个最主要原因：a. 水平分割扩展，增大存储量 b. 分布式并行跨分片操作，提高性能和吞吐量
• 增大吞吐量，搜索可以并行在所有副本上执行。

5个分片是数据分5个分片du存储，

一个副本是每一个分片都有一个副本

5、Kiabana介绍

Kibana是一个针对Elasticsearch的开源分析及可视化平台，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。Kibana让海量数据更容易理解。它操作简单，基于浏览器的用户界面可以快速创建仪表板（dashboard）实时显示Elasticsearch查询动态。设置Kibana非常简单。无需编写代码，几分钟内就可以完成Kibana安装并启动Elasticsearch索引监测。

主要功能如下

（1）可以随意为elasticsearch任意加索引

Elasticsearch无缝之集成。Kibana架构为Elasticsearch定制，可以将任何结构化和非结构化数据加入Elasticsearch索引。Kibana还充分利用了Elasticsearch强大的搜索和分析功能。

（2）提供图形化统计

整合你的数据。Kibana能够更好地处理海量数据，并据此创建柱形图、折线图、散点图、直方图、饼图和地图。

（3）复杂数据分析

Kibana提升了Elasticsearch分析能力，能够更加智能地分析数据，执行数学转换并且根据要求对数据切割分块。

（4）数据共享

让更多团队成员受益。强大的数据库可视化接口让各业务岗位都能够从数据集合受益。

（5）接口灵活

接口灵活，分享更容易。使用Kibana可以更加方便地创建、保存、分享数据，并将可视化数据快速交流。

（6）配置简单

配置简单。Kibana的配置和启用非常简单，用户体验非常友好。Kibana自带Web服务器，可以快速启动运行。

（7）整合配合lagstash

可视化多数据源。Kibana可以非常方便地把来自Logstash、ES-Hadoop、Beats或第三方技术的数据整合到Elasticsearch，支持的第三方技术包括Apache Flume、Fluentd等。

（8）简单数据导出

Kibana可以方便地导出感兴趣的数据，与其它数据集合并融合后快速建模分析，发现新结果。

6、Logstash介绍

Logstash是一个完全开源的工具，它可以对你的日志进行收集、过滤、格式处理、格式化输出，并将其存储，供以后使用（如，搜索）。

Logstash由JRuby语言编写，基于消息（message-based）的简单架构，并运行在Java虚拟机（JVM）上。不同于分离的代理端（agent）或主机端（server），LogStash可配置单一的代理端（agent）与其它开源软件结合，以实现不同的功能。

Logstash的理念很简单，它只做3件事情：

• Collect：数据输入
• Enrich：数据加工，如过滤，改写等
• Transport：数据输出

（1）LogStash的主要组件

• Shipper：日志收集者 。负责监控本地日志文件的变化，及时把日志文件的最新内容收集起来。通常，远程代理端（agent）只需要运行这个组件即可；

• Indexer：日志存储者。负责接收日志并写入到本地文件。

• Broker：日志Hub。负责连接多个Shipper和多个Indexer

• Search and Storage：允许对事件进行搜索和存储；

• Web Interface：基于Web的展示界面

正是由于以上组件在LogStash架构中可独立部署，才提供了更好的集群扩展性

（2）LogStash主机分类：

• 代理主机（agent host）：作为事件的传递者（shipper），将各种日志数据发送至中心主机；只需运行Logstash 代理（agent）程序；

• 中心主机（central host）：可运行包括中间转发器（Broker）、索引器（Indexer）、搜索和存储器（Search and Storage）、Web界面端（Web Interface）在内的各个组件，以实现对日志数据的接收、处理和存储

（3）logstash的工作原理

7、ELK日志处理流程

工作流程：
Logstash收集AppServer产生的Log，并存放到ElasticSearch集群中，而Kibana则从ES集群中查询数据生成图表，再返回给Browser。简单来说，进行日志处理分析，一般需要经过以下几个步骤：

• 将日志进行集中化管理（beats）
• 将日志格式化（logstash）并输出到ElasticSearch
• 对格式化后的数据进行索引和存储（elasticsearch）
• 前端数据的展示（kibana）

一、ELK部署实战

1、实验环境如下

软件版本如下 有需要的可以私信我

2、三台centos7.6环境准备

修改各节点主机名，三台主机都要修改，此处仅展示apache主机的操作

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname apache
[root@localhost ~]# su
[root@apache ~]# 

设置本地主机映射文件，node1和node2节点操作

[root@node1 ~]# vi /etc/hosts
192.168.110.132 node1
192.168.110.133 node2

关闭防火墙与核心防护，三台主机都要做

[root@node1 ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@node1 ~]# systemctl disable firewalld.service 
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@node1 ~]# setenforce 0
[root@node1 ~]# vi /etc/sysconfig/selinux
SELINUX=disabled	'//修改为disabled'

三台主机都安装Java环境

[root@node1 ~]# yum install -y java-1.8.0	'//检查Java环境，jdk不低于1.8'
[root@node1 ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_242"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_242-b08)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.242-b08, mixed mode)
[root@node1 ~]# yum install gcc gcc-c++ make glibc-devel zlib-devel openssl-devel libidn-devel pcre-devel -y

3、配置两台elasticsearch服务器

1、安装elasticsearch—rpm包

[root@node1 ~]# cd /opt
[root@node1 opt]# ls
elasticsearch-5.5.0.rpm    kibana-5.5.1-x86_64.rpm  node-v8.2.1.tar.gz                    rh
elasticsearch-head.tar.gz  logstash-5.5.1.rpm       phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
[root@node1 opt]# rpm -ivh elasticsearch-5.5.0.rpm 

2、更改elasticsearch主配置文件

[root@node1 opt]# cp /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml.bak
[root@node1 opt]# vi /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
cluster.name: my-elk-cluster                   '//集群名字'
node.name: node1                                  '//节点名字，在node2节点上修改为node2'
path.data: /data/elk_data                       '//数据存放路径'
path.logs: /var/log/elasticsearch/           '//数据存放路径'
bootstrap.memory_lock: false                '//不在启动的时候锁定内存'
network.host: 0.0.0.0                       '//提供服务绑定的IP地址，0.0.0.0代表所有地址'
http.port: 9200                             '//侦听端口为9200'
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node1", "node2"]      '//集群发现通过单播实现'

3、创建数据存放路径并授权

[root@node1 opt]# mkdir -p /data/elk_data	'//创建存放路径'
[root@node1 opt]# chown elasticsearch:elasticsearch /data/elk_data/	'//设置数组和属主'

4、启动elasticsearch

[root@node1 opt]# systemctl daemon-reload  	'//加载系统服务,刷新systemctl管理的服务'
[root@node1 opt]# systemctl enable elasticsearch.service	'//设置开机自启'
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/elasticsearch.service to /usr/lib/systemd/system/elasticsearch.service.
[root@node1 opt]# systemctl start elasticsearch.service	'//启动elasticsearch'
[root@node1 opt]# netstat -antp |grep 9200	'//检测是否开启成功，此处会有一些延时，如果没有可多刷新几次查看'
tcp6       0      0 :::9200                 :::*                    LISTEN      76161/java    

使用宿主机浏览器访问：node1和node2地址

192.168.110.133:9200/_cluster/health?pretty 查看集群详细健康状态
192.168.110.132:9200/_cluster/state?pretty 查看集群详细状态信息

4、node1和node2安装elasticsearch-head插件

上述安装成功后查看非常不直观，所以我们通过安装elasticsearch-head插件的方式来更加直观的查看集群情况，方便管理，以下仅展示node1的操作

1、编译安装node组件依赖包

[root@node1 opt]# tar zxf node-v8.2.1.tar.gz 	'//软件包刚刚已经上传了'
[root@node1 opt]# cd node-v8.2.1/
[root@node1 node-v8.2.1]# ./configure 
[root@node1 node-v8.2.1]# make -j3	'//编译，指定4个线程数（根据自己CPU情况来），加快速度'
全程大概半小时左右
[root@node1 node-v8.2.1]# make install

2、安装phantomjs

[root@node1 node-v8.2.1]# cd ..
[root@node1 opt]# ls
elasticsearch-5.5.0.rpm    logstash-5.5.1.rpm  phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
elasticsearch-head.tar.gz  node-v8.2.1         rh
kibana-5.5.1-x86_64.rpm    node-v8.2.1.tar.gz
[root@node1 opt]# cp phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 /usr/local/src	'//将软件包复制到指定目录'
[root@node1 opt]# cd /usr/local/src
[root@node1 src]# ls
phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
[root@node1 src]# tar jxf phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2 	'//解压'
[root@node1 src]# cd phantomjs-2.1.1-linux-x86_64/
[root@node1 phantomjs-2.1.1-linux-x86_64]# cd bin/
[root@node1 bin]# cp phantomjs /usr/local/bin	'//将phantomjs命令让系统可以识别'

3、安装elasticsearch-head

[root@node1 bin]# cd ../..
[root@node1 src]# cp /opt/elasticsearch-head.tar.gz ./	'//将刚刚上传到/opt目录下的tar包辅助到本目录'
[root@node1 src]# ls
elasticsearch-head.tar.gz  phantomjs-2.1.1-linux-x86_64  phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
[root@node1 src]# tar zxf elasticsearch-head.tar.gz 	'//解压'
[root@node1 src]# cd elasticsearch-head/
[root@node1 elasticsearch-head]# npm install	'//初始化项目'

4、重新修改主配置文件然后重启服务

[root@node1 elasticsearch-head]# vi /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml
http.cors.enabled: true		'//开启跨域访问支持，默认为false'
http.cors.allow-origin: "*"		'//跨域访问允许的域名地址，支持使用正则'
[root@node1 elasticsearch-head]# systemctl restart elasticsearch

5、启动elasticsearch-head并检测端口是否开启

[root@node1 elasticsearch-head]# npm run start &	'//启动项目，切换到后台运行'
[1] 109368
[root@node1 elasticsearch-head]# 
> 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
[root@node1 elasticsearch-head]# netstat -ntap |grep 9100	'//检测端口是否开启'
tcp        0      0 0.0.0.0:9100            0.0.0.0:*               LISTEN      88880/grunt         
[root@node1 elasticsearch-head]# netstat -ntap |grep 9200	'//检测端口是否开启'
tcp6       0      0 :::9200                 :::*                    LISTEN      108283/java         

6、宿主机浏览器打开验证

7、回到node节点创建索引，登陆网页测试

[root@node1 ~]# curl -XPUT 'localhost:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H 'content-Type: application/json' -d '{"user":"zhangsan","mesg":"hello world"}'	'//创建索引'
{
    
    
  "_index" : "index-demo",
  "_type" : "test",
  "_id" : "1",
  "_version" : 1,
  "result" : "created",
  "_shards" : {
    
    
    "total" : 2,
    "successful" : 2,
    "failed" : 0
  },
  "created" : true
}

5、apache服务器部署logstash相关

1、安装httpd服务并启动

[root@apache ~]# yum -y install httpd
[root@apache ~]# systemctl start httpd
[root@apache ~]# netstat -ntap |grep httpd
tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      11709/httpd   

2、安装logstash服务并启动

[root@apache ~]# cd /opt
[root@apache opt]# ls
elasticsearch-5.5.0.rpm    kibana-5.5.1-x86_64.rpm  node-v8.2.1.tar.gz                    rh
elasticsearch-head.tar.gz  logstash-5.5.1.rpm       phantomjs-2.1.1-linux-x86_64.tar.bz2
[root@apache opt]# rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm 	'//因为软件包之前上传过了，此处直接安装即可'
[root@apache opt]# systemctl start logstash.service 
[root@apache opt]# systemctl status logstash.service 
[root@apache opt]# systemctl enable logstash.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/logstash.service to /etc/systemd/system/logstash.service.
[root@apache opt]# ln -s /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/bin/	'//创建命令软连接'

3、与elasticsearch（node）做对接测试

Logstash这个命令测试
字段描述解释：
● -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
● -e 后面跟着字符串 该字符串可以被当做logstash的配置（如果是” ”,则默认使用stdin做为输入、stdout作为输出）
● -t 测试配置文件是否正确，然后退出

'//输入采用标准输入 输出采用标准输出，进行测试'
[root@apache opt]# logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }'
...省略内容
08:13:58.036 [Api Webserver] INFO  logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {
    
    :port=>9600}	'//等待出现此API接口端口号'
www.baidu.com	'//输入网址'
2020-03-26T00:14:22.175Z apache www.baidu.com
www.sina.com.cn	'//输入网址'
2020-03-26T00:14:34.494Z apache www.sina.com.cn
www.taobao.com	'//输入网址'
2020-03-26T00:15:02.934Z apache www.taobao.com
'//都没问题，可以Ctrl + c取消了'

'//测试：使用rubydebug显示详细输出，codec为一种编解码器'
[root@apache opt]# logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{ codec=>rubydebug } }'
...省略内容
08:18:02.693 [Api Webserver] INFO  logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {
    
    :port=>9600}	'//等待出现此API接口端口号'
www.baidu.com	'//输入网址'
{
    
    
    "@timestamp" => 2020-03-26T00:18:36.377Z,
      "@version" => "1",
          "host" => "apache",
       "message" => "www.baidu.com"
}
'//没问题，可以Ctrl + c取消了'

'//使用logstash将信息写入elasticsearch中'
[root@apache opt]# logstash -e 'input { stdin{} } output { elasticsearch { hosts=>["192.168.233.129:9200"] } }'
...省略内容
08:20:49.817 [Api Webserver] INFO  logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {
    
    :port=>9600}	'//等待出现此API接口端口号'
www.baidu.com 	'//输入网址'
www.sina.com.cn 	'//输入网址'
www.google.com.cn	'//输入网址'
'//没问题，可以Ctrl + c取消了'

宿主机浏览器访问node1节点，查看索引信息

5、做对接配置

Logstash配置文件主要由三部分组成：input、output、filter（根据需要来处理）

[root@apache opt]# chmod o+r /var/log/messages	'//给其他用户读的权限'
[root@apache opt]# ll /var/log/messages
-rw----r--. 1 root root 937039 3月  26 08:36 /var/log/messages
[root@apache opt]# vi /etc/logstash/conf.d/system.conf	'//编辑配置文件'
input {
    
    
       file{
    
    
        path => "/var/log/messages"
        type => "system"
        start_position => "beginning"
        }
      }
output {
    
    
        elasticsearch {
    
    
          hosts => ["192.168.110.132:9200"]   '节点1'
          index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
[root@apache opt]# systemctl restart logstash.service

6、node1主机安装kibana

1、安装kibana

[root@node1 ~]# cd /usr/local/src/
[root@node1 src]# cp /opt/kibana-5.5.1-x86_64.rpm ./
[root@node1 src]# rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm 
[root@node1 src]# cd /etc/kibana/
[root@node1 kibana]# cp kibana.yml kibana.yml.bak	'//备份配置文件'
[root@node1 kibana]# vi kibana.yml	'//编辑配置文件'
server.port: 5601                '//kibana打开的端口'
server.host: "0.0.0.0"           '//kibana侦听的地址'
elasticsearch.url: "http://192.168.110.132:9200"     '//和elasticsearch建立联系'
kibana.index: ".kibana"             '//在elasticsearch中添加.kibana索引'
[root@node1 kibana]# systemctl start kibana.service
[root@node1 kibana]# systemctl enable kibana.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kibana.service to /etc/systemd/system/k

2、宿主机登陆测试



3、对接Apache主机的Apache 日志文件（访问的日志、错误的日志）

[root@apache opt]# cd /etc/logstash/conf.d/
[root@apache conf.d]# vi apache_log.conf
input {
    
    
       file{
    
    
        path => "/etc/httpd/logs/access_log"
        type => "access"
        start_position => "beginning"
        }
       file{
    
    
        path => "/etc/httpd/logs/error_log"
        type => "error"
        start_position => "beginning"
        }
        
      }
output {
    
    
        if [type] == "access" {
    
    
        elasticsearch {
    
    
          hosts => ["192.168.110.132:9200"]    '节点1'
          index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        if [type] == "error" {
    
    
        elasticsearch {
    
    
          hosts => ["192.168.110.132:9200"]
          index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
          }
        }
        }
[root@apache conf.d]# /usr/share/logstash/bin/logstash -f apache_log.conf	'//指定配置文件做测试'

7、测试ELK对接apache

创建Apache日志的索引