ELK+Filebeat+Kafka+ZooKeeper 构建海量日志分析平台

什么要做日志分析平台？

随着业务量的增长，每天业务服务器将会产生上亿条的日志，单个日志文件达几个GB，这时我们发现用Linux自带工具，cat grep awk 分析越来越力不从心了，而且除了服务器日志，还有程序报错日志，分布在不同的服务器，查阅繁琐。 

待解决的痛点:

1、大量不同种类的日志成为了运维人员的负担，不方便管理;

2、单个日志文件巨大，无法使用常用的文本工具分析，检索困难;

3、日志分布在多台不同的服务器上，业务一旦出现故障，需要一台台查看日志。

为了解决以上困扰:

接下来我们要一步步构建这个日志分析平台，架构图如下:

架构解读 : （整个架构从左到右，总共分为5层）

第一层、数据采集层

最左边的是业务服务器集群，上面安装了filebeat做日志采集，同时把采集的日志分别发送给两个logstash服务。

第二层、数据处理层，数据缓存层

logstash服务把接受到的日志经过格式处理，转存到本地的kafka broker+zookeeper 集群中。

第三层、数据转发层

这个单独的Logstash节点会实时去kafka broker集群拉数据，转发至ES DataNode。

第四层、数据持久化存储

ES DataNode 会把收到的数据，写磁盘，建索引库。

第五层、数据检索，数据展示

ES Master + Kibana 主要 协调 ES集群，处理数据检索请求，数据展示。

笔者为了节约宝贵的服务器资源，把一些可拆分的服务合并在同一台主机。大家可以根据自己的实际业务环境自由拆分，延伸架构。

开 工 !

操作系统环境 :  CentOS release 6.5 

各服务器角色分配 :

IP	角色	所属集群
10.10.1.2	业务服务器+filebeat	业务服务器集群
10.10.1.30	Logstash+Kafka+ZooKeeper	Kafka Broker 集群
10.10.1.31	Logstash+Kafka+ZooKeeper
10.10.1.32	Kafka+ZooKeeper
10.10.1.50	Logstash	数据转发
10.10.1.60	ES DataNode	Elasticsearch 集群
10.10.1.90	ES DataNode
10.10.1.244	ES Master+Kibana

软件包版本:

jdk-8u101-linux-x64.rpm

logstash-2.3.2.tar.gz 

filebeat-1.2.3-x86_64.rpm

kafka_2.11-0.10.0.1.tgz

zookeeper-3.4.9.tar.gz

elasticsearch-2.3.4.rpm 

kibana-4.5.3-linux-x64.tar.gz

一、安装部署Elasticsearch集群

布置ES Master节点 10.10.1.244

1、安装jdk1.8，elasticsearch-2.3.4

oracle官网 jdk 下载地址:  http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

elasticsearch 官网:  https://www.elastic.co/

# 安装命令
yum install jdk-8u101-linux-x64.rpm elasticsearch-2.3.4.rpm -y

# ES 会被默认安装在 /usr/share/elasticsearch/

2、系统调优，JVM调优

# 配置系统最大打开文件描述符数
vim /etc/sysctl.conf
fs.file-max=65535

# 配置进程最大打开文件描述符
vim /etc/security/limits.conf # End of file * soft nofile 65535 * hard nofile 65535 # 配置 JVM内存 vim /etc/sysconfig/elasticsearch ES_HEAP_SIZE=4g # 这台机器的可用内存为8G

3、编写ES Master节点配置文件

# /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

# ---------------------------------- Cluster -----------------------------------
# Use a descriptive name for your cluster:

cluster.name: bigdata

# ------------------------------------ Node ------------------------------------
node.name: server1
node.master: true
node.data: false

# ----------------------------------- Index ------------------------------------
index.number_of_shards: 5 index.number_of_replicas: 0 index.refresh_interval: 120s # ----------------------------------- Paths ------------------------------------ path.data: /home/elk/data path.logs: /var/log/elasticsearch/elasticsearch.log # ----------------------------------- Memory ----------------------------------- bootstrap.mlockall: true indices.fielddata.cache.size: 50mb #------------------------------------ Network And HTTP -------------------------- network.host: 0.0.0.0 http.port: 9200 # ------------------------------------ Translog ---------------------------------- index.translog.flush_threshold_ops: 50000 # --------------------------------- Discovery ------------------------------------ discovery.zen.minimum_master_nodes: 1 discovery.zen.ping.timeout: 200s discovery.zen.fd.ping_timeout: 200s discovery.zen.fd.ping.interval: 30s discovery.zen.fd.ping.retries: 6 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["10.10.1.60:9300","10.10.1.90:9300","10.10.1.244:9300",] discovery.zen.ping.multicast.enabled: false # --------------------------------- merge ------------------------------------------ indices.store.throttle.max_bytes_per_sec: 100mb

注: path.data、path.logs 这两个参数指定的路径，如果没有需要自己创建，还要赋予权限给elasticsearch用户。（后面的ES DataNode也同样）

4、安装head、kopf、bigdesk 开源插件

安装方法有两种 :

1、使用ES自带的命令plugin

# head
/usr/share/elasticsearch/bin/plugin install mobz/elasticsearch-head
# kopf
/usr/share/elasticsearch/bin/plugin install lmenezes/elasticsearch-kopf # bigdesk /usr/share/elasticsearch/bin/plugin install hlstudio/bigdesk

2、自行下载插件的源码包安装

我们通过plugin命令安装的插件，其实是安装到了这个路径:/usr/share/elasticsearch/plugins

而plugin install 命令后面跟的这一串 mobz/elasticsearch-head 其实是github上的一个地址。

前面加上github的官网地址就是  https://github.com/mobz/elasticsearch-head  可以复制到浏览器中打开，找到该插件的源码仓库。

现在知道了，想要找插件自己可以去github上搜一下出来一大堆。随便选一个然后取后面那串路径，用ES自带的命令安装。

如果安装失败了，那么就手动下载该插件的源码包。 解压后直接整个目录mv到 ES 的插件安装路径下。 

也就是这里: /usr/share/elasticsearch/plugins/

那如何访问安装好的插件呢？

http://ES_server_ip:port/_plugin/plugin_name

Example:

http://127.0.0.1:9200/_plugin/head/

http://127.0.0.1:9200/_plugin/kopf/

这时，ES Master已经配置好了。

布置ES DataNode节点  10.10.1.90

安装和系统调优方法同上，插件不用安装，只是配置文件不同。

编写配置文件

# ---------------------------------- Cluster -----------------------------------
# Use a descriptive name for your cluster:

cluster.name: bigdata

# ------------------------------------ Node ------------------------------------
node.name: server2
node.master: false
node.data: true

# ----------------------------------- Index ------------------------------------
index.number_of_shards: 5 index.number_of_replicas: 0 index.refresh_interval: 120s # ----------------------------------- Paths ------------------------------------ path.data: /home/elk/data,/disk2/elk/data2 path.logs: /var/log/elasticsearch/elasticsearch.log # ----------------------------------- Memory ----------------------------------- bootstrap.mlockall: true indices.fielddata.cache.size: 50mb #------------------------------------ Network And HTTP -------------------------- network.host: 0.0.0.0 http.port: 9200 # ------------------------------------ Translog ---------------------------------- index.translog.flush_threshold_ops: 50000 # --------------------------------- Discovery ------------------------------------ discovery.zen.minimum_master_nodes: 1 discovery.zen.ping.timeout: 200s discovery.zen.fd.ping_timeout: 200s discovery.zen.fd.ping.interval: 30s discovery.zen.fd.ping.retries: 6 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["10.10.1.244:9300",] discovery.zen.ping.multicast.enabled: false # --------------------------------- merge ------------------------------------------ indices.store.throttle.max_bytes_per_sec: 100mb

10.10.1.60 也准备好了。

布置另一台ES DataNode节点 10.10.1.90

编写配置文件

# ---------------------------------- Cluster -----------------------------------
# Use a descriptive name for your cluster:

cluster.name: bigdata

# ------------------------------------ Node ------------------------------------
node.name: server3
node.master: false
node.data: true

# ----------------------------------- Index ------------------------------------
index.number_of_shards: 5 index.number_of_replicas: 0 index.refresh_interval: 120s # ----------------------------------- Paths ------------------------------------ path.data: /home/elk/single path.logs: /var/log/elasticsearch/elasticsearch.log # ----------------------------------- Memory ----------------------------------- bootstrap.mlockall: true indices.fielddata.cache.size: 50mb #------------------------------------ Network And HTTP -------------------------- network.host: 0.0.0.0 http.port: 9200 # ------------------------------------ Translog ---------------------------------- index.translog.flush_threshold_ops: 50000 # --------------------------------- Discovery ------------------------------------ discovery.zen.minimum_master_nodes: 1 discovery.zen.ping.timeout: 200s discovery.zen.fd.ping_timeout: 200s discovery.zen.fd.ping.interval: 30s discovery.zen.fd.ping.retries: 6 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["10.10.1.244:9300",] discovery.zen.ping.multicast.enabled: false # --------------------------------- merge ------------------------------------------ indices.store.throttle.max_bytes_per_sec: 100mb

5、现在三台ES节点已经准备就绪，分别启动服务

# 10.10.1.244
/etc/init.d/elasticsearch start
# 10.10.1.60
/etc/init.d/elasticsearch start
# 10.10.1.90
/etc/init.d/elasticsearch start

6、访问head插件，查看集群状态

此时 Elasticsearch 集群已经准备完成

二、配置位于架构图中第二层的ZooKeeper集群

配置 10.10.1.30 节点

1、安装，配置 zookeeper

zookeeper官网:  http://zookeeper.apache.org/

# zookeeper 依赖 java，如果之前没安装过JDK，则需要安装.
rpm -ivh jdk-8u101-linux-x64.rpm # 解压程序 tar xf zookeeper-3.4.9.tar.gz

编写配置文件

# conf/zoo.cfg

# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial 
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between 
# sending a request and getting an acknowledgement syncLimit=5 # the directory where the snapshot is stored. # do not use /tmp for storage, /tmp here is just # example sakes. dataDir=/u01/zookeeper/zookeeper-3.4.9/data # the port at which the clients will connect clientPort=2181 # the maximum number of client connections. # increase this if you need to handle more clients #maxClientCnxns=60 server.11=10.10.1.30:2888:3888 server.12=10.10.1.31:2888:3888 server.13=10.10.1.32:2888:3888 # Be sure to read the maintenance section of the # administrator guide before turning on autopurge. # # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance # # The number of snapshots to retain in dataDir # autopurge.snapRetainCount=3 # Purge task interval in hours # Set to "0" to disable auto purge feature # autopurge.purgeInterval=1

同步配置文件到其他两台节点

注: zookeeper 集群，每个节点的配置文件都是一样的。所以直接同步过去，不需要做任何修改。

不熟悉zookeeper的朋友，可以参考这里:  http://tchuairen.blog.51cto.com/3848118/1859494

scp zoo.cfg 10.10.1.31:/usr/local/zookeeper-3.4.9/conf/
scp zoo.cfg 10.10.1.32:/usr/local/zookeeper-3.4.9/conf/

2、创建myid文件

# 10.10.1.30
echo 11 >/usr/local/zookeeper-3.4.9/data/myid

# 10.10.1.31
echo 12 >/usr/local/zookeeper-3.4.9/data/myid # 10.10.1.32 echo 13 >/usr/local/zookeeper-3.4.9/data/myid

3、启动服务 &  查看节点状态

# 10.10.1.30
bin/zkServer.sh start
bin/zkServer.sh status

ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg Mode: leader # 10.10.1.31 bin/zkServer.sh start bin/zkServer.sh status ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg Mode: follower # 10.10.1.32 bin/zkServer.sh start bin/zkServer.sh status ZooKeeper JMX enabled by default Using config: /usr/local/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg Mode: follower

此时zookeeper集群配置完成

三、配置位于架构图中第二层的Kafka Broker集群

Kafka官网:  http://kafka.apache.org/

不熟悉Kafka的朋友可以参考: http://tchuairen.blog.51cto.com/3848118/1855090

配置 10.10.1.30 节点

1、安装，配置 kafka

# 解压程序
tar xf kafka_2.11-0.10.0.1.tgz

编写配置文件

############################# Server Basics ############################# broker.id=1 ############################# Socket Server Settings ############################# num.network.threads=3 # The number of threads doing disk I/O num.io.threads=8 # The send buffer (SO_SNDBUF) used by the socket server socket.send.buffer.bytes=102400 # The receive buffer (SO_RCVBUF) used by the socket server socket.receive.buffer.bytes=102400 # The maximum size of a request that the socket server will accept (protection against OOM) socket.request.max.bytes=104857600 ############################# Log Basics ############################# log.dirs=/usr/local/kafka/kafka_2.11-0.10.0.1/data num.partitions=6 num.recovery.threads.per.data.dir=1 ############################# Log Flush Policy ############################# # The number of messages to accept before forcing a flush of data to disk #log.flush.interval.messages=10000 # The maximum amount of time a message can sit in a log before we force a flush #log.flush.interval.ms=1000 ############################# Log Retention Policy ############################# log.retention.hours=60 log.segment.bytes=1073741824 log.retention.check.interval.ms=300000 ############################# Zookeeper ############################# zookeeper.connect=10.10.1.30:2181,10.10.1.31:2181,10.10.1.32:2181 zookeeper.connection.timeout.ms=6000

注: 其他两个节点的配置文件也基本相同，只有一个参数需要修改 broker.id 。 它用于唯一标识节点，所以绝对不能相同，不然会节点冲突。

同步配置文件到其他两台节点

scp server.properties 10.10.1.31:/usr/local/kafka/kafka_2.11-0.10.0.1/config/ scp server.properties 10.10.1.32:/usr/local/kafka/kafka_2.11-0.10.0.1/config/ # 修改 broker.id # 10.10.1.31 broker.id=2 # 10.10.1.32 broker.id=3

2、配置主机名对应IP的解析

vim /etc/hosts

10.10.1.30 server1
10.10.1.31 server2
10.10.1.32 server3

# 记得同步到其他两台节点

3、启动服务 

bin/kafka-server-start.sh config/server.properties
# 其他两台节点启动方式相同

Kafka+ZooKeeper集群配置完成

四、配置位于架构图中第二层的Logstash服务

配置 10.10.1.30 节点

1、安装，配置 logstash

# 解压程序
tar xf logstash-2.3.2.tar.gz

配置 GeoLiteCity ， 用于地图显示IP访问的城市

官网地址:  http://dev.maxmind.com/geoip/legacy/geolite/

下载地址: http://geolite.maxmind.com/download/geoip/database/GeoLiteCity.dat.gz

解压

gunzip GeoLiteCity.dat.gz

编写配置文件

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



filter {
    if [type] == "nginxacclog" {

    geoip {
        source => "clientip" # 与日志中访问地址的key要对应 target => "geoip" database => "/usr/local/logstash/GeoLiteCity.dat" add_field => [ "[geoip][coordinates]","%{[geoip][longitude]}" ] add_field => [ "[geoip][coordinates]","%{[geoip][latitude]}" ] } mutate { convert => [ "[geoip][coordinates]","float" ] } } } output { kafka { workers => 2 bootstrap_servers => "10.10.1.30:9092,10.10.1.31:9092,10.10.1.32:9092" topic_id => "peiyinlog" } }

2、启动服务

/usr/local/logstash/bin/logstash agent -f logstash_in_kafka.conf &

10.10.1.31 节点的这块配置，与上述完全相同。（略）

位于第二层、数据处理层的 Logstash 配置完成

五、配置数据采集层，业务服务器+Filebeat

1、定制Nginx日志格式

log_format json '{"@timestamp":"$time_iso8601",'
                 '"slbip":"$remote_addr",' '"clientip":"$http_x_forwarded_for",' '"serverip":"$server_addr",' '"size":$body_bytes_sent,' '"responsetime":$request_time,' '"domain":"$host",' '"method":"$request_method",' '"requesturi":"$request_uri",' '"url":"$uri",' '"appversion":"$HTTP_APP_VERSION",' '"referer":"$http_referer",' '"agent":"$http_user_agent",' '"status":"$status",' '"devicecode":"$HTTP_HA"}'; # 在虚拟主机配置中调用 access_log /alidata/log/nginx/access/access.log json;

2、安装 Filebeat

Filebeat 也是 Elasticsearch 公司的产品，在官网可以下载。

# rpm 包安装
yum install filebeat-1.2.3-x86_64.rpm -y

3、编写 Filebeat 配置文件

################### Filebeat Configuration Example #########################

############################# Filebeat ###################################### filebeat: prospectors: - paths: - /var/log/messages input_type: log document_type: messages - paths: - /alidata/log/nginx/access/access.log input_type: log document_type: nginxacclog - paths: - /alidata/www/logs/laravel.log input_type: log document_type: larlog - paths: - /alidata/www/logs/500_error.log input_type: log document_type: peiyinlar_500error - paths: - /alidata/www/logs/deposit.log input_type: log document_type: lar_deposit - paths: - /alidata/www/logs/call_error.log input_type: log document_type: call_error - paths: - /alidata/log/php/php-fpm.log.slow input_type: log document_type: phpslowlog multiline: pattern: '^[[:space:]]' negate: true match: after registry_file: /var/lib/filebeat/registry ############################# Output ########################################## output: logstash: hosts: ["10.26.95.215:5044"] ############################# Shipper ######################################### shipper: name: "host_6" ############################# Logging ######################################### logging: files: rotateeverybytes: 10485760 # = 10MB

4、启动服务

/etc/init.d/filebeat start

数据采集层，Filebeat配置完成。

现在业务服务器上的日志数据已经在源源不断的写入缓存了。

六、配置位于架构图中的第三层，数据转发层

Logstash安装上面已经讲过（略）

编写Logstash配置文件

# kafka_to_es.conf

input{
    kafka {
        zk_connect => "10.10.1.30:2181,10.10.1.31:2181,10.10.1.32:2181"
        group_id => "logstash"
        topic_id => "peiyinlog"
        reset_beginning => false
        consumer_threads => 50
        decorate_events => true } } # 删除一些不需要的字段 filter { if [type] == "nginxacclog" { mutate { remove_field => ["slbip","kafka","domain","serverip","url","@version","offset","input_type","count","source","fields","beat.hostname","host","tags"] } } } output { if [type] == "nginxacclog" { # stdout {codec => rubydebug } elasticsearch { hosts => ["10.10.1.90:9200","10.10.1.60:9200"] index => "logstash-nginxacclog-%{+YYYY.MM.dd}" manage_template => true flush_size => 50000 idle_flush_time => 10 workers => 2 } } if [type] == "messages" { elasticsearch { hosts => ["10.10.1.90:9200","10.10.1.60:9200"] index => "logstash-messages-%{+YYYY.MM.dd}" manage_template => true flush_size => 50000 idle_flush_time => 30 workers => 1 } } if [type] == "larlog" { elasticsearch { hosts => ["10.10.1.90:9200","10.10.1.60:9200"] index => "logstash-larlog-%{+YYYY.MM.dd}" manage_template => true flush_size => 2000 idle_flush_time => 10 } } if [type] == "deposit" { elasticsearch { hosts => ["10.10.1.90:9200","10.10.1.60:9200"] index => "logstash-deposit-%{+YYYY.MM.dd}" manage_template => true flush_size => 2000 idle_flush_time => 10 } } if [type] == "phpslowlog" { elasticsearch { hosts => ["10.10.1.90:9200","10.10.1.60:9200"] index => "logstash-phpslowlog-%{+YYYY.MM.dd}" manage_template => true flush_size => 2000 idle_flush_time => 10 } } }

启动服务

/usr/local/logstash/bin/logstash agent -f kafka_to_es.conf &

数据转发层已经配置完成

这时数据已经陆陆续续的从kafka取出，转存到ES DataNode。

我们登陆到任意一台kafka主机，查看数据的缓存和消费情况

七、修改ES的索引模版配置

为什么要做这一步呢？ 因为logstash写入数据到ES时，会自动选用一个索引模版。 我们可以看一下 

这个模版其实也挺好，不过有一个参数，我标记出来了。 "refresh_interval":"5s"  这个参数用于控制，索引的刷新频率。 索引的刷新频率越快，你搜索到的数据就实时。  这里是5秒。 一般我们日志场景不需要这么高的实时性。 可以适当降低该参数，提高ES 索引库的写入速度。  

上传自定义模版

curl -XPUT http://10.10.1.244:9200/_template/logstash2 -d '
{
        "order":1,
        "template":"logstash-*", "settings":{ "index":{ "refresh_interval":"120s" } }, "mappings":{ "_default_":{ "_all":{ "enabled":false } } } }'

由于这个自定义模版，我把优先级 order 定义的比logstash模版高，而模版的匹配规则又一样，所以这个自定义模版的配置会覆盖原logstash模版。

我这里只是简单描述。 如果要详细理解其中道理，请查看我的 ES 调优篇。

八、配置 Kibana 数据展示层

10.10.1.244 节点

Kibana是ELK套件中的一员，也属于elasticsearch 公司，在官网提供下载。

安装

tar xf kibana-4.5.3-linux-x64.tar.gz # 很简单，只要解压就可以用。

修改配置文件

# vim kibana-4.5.3-linux-x64/config/kibana.yml

# Kibana is served by a back end server. This controls which port to use. server.port: 5601 # The host to bind the server to. server.host: "0.0.0.0" # The Elasticsearch instance to use for all your queries. elasticsearch.url: " # 修改这三个参数就好了

启动服务

打开浏览器访问: http://10.10.1.244:5601/

定制 Elasticsearch 索引的 Index pattern 

默认情况下，Kibana认为你要访问的是通过Logstash导入Elasticsearch的数据，这时候你可以用默认的 logstash-* 作为你的 index pattern。 通配符（*）匹配索引名中任意字符任意个数。 

选择一个包含了时间戳的索引字段（字段类型为 date 的字段），可以用来做基于时间的处理。Kibana 会读取索引的 

映射，然后列出所有包含了时间戳的字段。如果你的索引没有基于时间的数据.

关闭 Index contains time-based events 参数。

如果一个新索引是定期生成，而且索引名中带有时间戳，选择 Use event times to  create index names 选项，

然后再选择 Index pattern interval 。这可以提高搜索性能，Kibana 会至搜索你指定的时间范围内的索引。在你用 Logstash 输出数据给Elasticsearch 的情况下尤其有效。

由于我们的索引是用日期命名，按照每天分割的。 index pattern 如下

数据展示

本文转自：https://www.tuicool.com/articles/R77fieA