使用Prometheus组件node_exporter采集linux系统的指标数据（包括cpu/内存/磁盘/网络）

一、背景

Linux系统的基本指标包括cpu、内存、磁盘、网络等，其中网络可以细分为带宽进出口流量、连接数和tcp监控等。

本文使用Prometheus组件node_exporter采集，存储在promethues，展示在grafana面板。

二、安装node_exporter

1、下载至本地

wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.3.1/node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gz

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2、运行node-exporter

默认运行的端口号是9100

tar xvfz node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gzmv node_exporter-1.3.1.linux-amd64 node-exportercd node-exporternohup ./node_exporter >/dev/null 2>&1 &

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至此，node_exporter进程启动完成，其进程号是15479。见上图。

  • 指定端口号为9102

如果端口9100已被占用，可以另外指定运行端口。

nohup ./node_exporter --web.listen-address=":9102" >/dev/null 2>&1 &
  • 查看进程

进程号是15479，与启动进程时输出的一致。

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  • 查看端口号

我们没有在运行的时候指定端口号，所以它默认运行的端口号是9100。从下图也可以看到，它的进程号是154709

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三、prometheus配置

prometheus采集指标，是采用pull拉取的方式，必须知晓被抓取指标的地址。

对于node_exporter，它的指标地址是http://{ip}:9100/metrics （如果你是默认端口启动）
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在prometheus.yml配置

scrape_configs:# The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config.- job_name: 'file_sd'metrics_path: '/metrics'file_sd_configs:- files:- linux-targets.json

修改配置文件linux-targets.json

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实时生效，无需重启

配置实时生效，因为我们在启动prometheus进程的时候，是采用热加载的方式。

# 保存10天的数据
./prometheus --web.enable-lifecycle --web.enable-admin-api --storage.tsdb.retention=10d

四、grafana展示

使用grafana官方面板，https://grafana.com/dashboards/8919

Node Exporter Dashboard
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可以看到，这台机器的磁盘空间已使用86.9%了，标红提醒我们注意磁盘清理或扩容。

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最后，我们看一看这台机器的网络情况。

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TCP_tw， 是指TCP连接处于TIME_WAIT状态的数量，说明了有多少是主动关闭的连接。

附： 网络socket连接指标之TIME_WAIT

TIME_WAIT 是「主动关闭方」断开连接时的最后一个状态，该状态会持续 2MSL(Maximum Segment Lifetime) 时长，之后进入CLOSED 状态。

1、TCP_TW状态的设计初衷

TCP_TW状态的主要原因是防止由于网络原因，FIN包或者ACK包没有到达对方。如果没有进入TCP_TW状态，那么就会立即回收socket和相关资源，这个时候FIN包到了接收方，接收方返回一个ACK包，但是由于sender已经释放了相关资源，这个时候ACK就无处可去，接收方无法获取到这个ACK，这就不只是一个连接的问题了，可能会导致链接资源耗尽等问题。

2、TCP_TW是如何回收的

TCP_TW状态的回收是通过定时器来完成的。每当一个socket进入TCP_TW状态时，系统就会开启一个定时器，并等待固定时间，比如2分钟。在这个时间内，如果接收到对方的ACK包，那么这个定时器就会被立即销毁，并进入CLOSE状态。

然而，在TCP_TW状态下，如果由于ACK漏接或者其他原因，这个时间到了之后还没有收到对方的ACK包，那么这个socket就需要被回收。如果这个socket处于端口共享状态，那么socket实际上不会被立即回收，而是进入假CLOSE状态。这个时候，TCP协议会重新分配一个随机数seq，同时重置计时器，如果在一段时间之内，没有收到对方发来的重复的ACK包，那么socket就会被彻底关闭。

3、关注TCP_tw指标

  • 系统中同时存在大量TCP_TW状态的socket就会导致系统资源的压力，可能会引导奔溃。为了避免这种情况，可以通过修改内核参数来限制TCP_TW状态的数量。一般来说，建议将内核参数设置为6000左右。

  • 防止SYN等IP攻击。攻击者可以通过大量的SYN包来伪造TCP协议中的一个socket，从而放置于TCP_TW状态。如果这种攻击成功，系统的队列资源将被占满，无法被其他请求使用，系统就会崩溃。为了防止这个问题，可以在系统中添加过滤规则，阻止来自可疑IP地址的请求。

  • 在协议栈中，应用程序和内核之间的性能问题。每进入一个TCP_TW状态，都意味着会在内核中创建一个资源对象，这个资源对象的使用可能会带来一些性能问题。如果TCP_TW状态对象过多，就有可能导致内存使用过高，而且更加影响网络系统的性能。

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