理解并使用 multi-target exporters 模式

本指南将向您介绍 multi-target exporters 模式。为此，我们将:

  • 描述 multi-target exporters 模式及其使用原因。
  • 运行 blackbox exporter 作为一个模式示例
  • 为 blackbox exporter 配置自定义查询模块
  • 让 blackbox exporter 针对 Prometheus 网站运行基本指标查询
  • 研究配置 Prometheus 的流行模式以使用重新标记来采集 exporter 数据.

什么是 multi-target exporters 模式?

通过多目标导出器模式，我们引用了一种特定的设计，其中：

  • 导出器将通过网络协议获取目标的指标
  • 导出器不必在获取数据指标的计算机上运行
  • 导出器将获取目标和查询配置字符串作为 Prometheus 的 GET 请求的参数
  • 导出器在收到 Prometheus 的 GET 请求后开始采集，并且在完成采集后开始。
  • 导出器可以查询多个目标

此模式仅用于某些导出器，例如 blackbox 和 SNMP exporter.

原因是我们要么无法在目标上运行导出器，例如 网络设备使用 SNMP，或者我们对距离明确感兴趣，如来自我们网络之外的特定点网站的延迟和可访问性，这是 blackbox exporter 的常见用例。

运行 multi-target exporters

多目标出口商在运行环境方面具有灵活性，并且可以通过多种方式运行。作为常规程序，在容器中，作为后台服务，在裸机上，在虚拟机上等。因为要查询它们并通过网络进行查询，所以它们需要适当的开放端口。否则，它们是无用的。

现在让我们自己尝试一下

通过在终端中运行如下命令使用 Docker 启动 blackbox exporter 容器。根据您的系统配置，您可能需要在命令前加上sudo:

  1. docker run -p 9115:9115 prom/blackbox-exporter

如果一切顺利，您应该看到一些日志行，最后一行应该包含 msg="Listening on address"，如下所示:

  1. level=info ts=2018-10-17T15:41:35.4997596Z caller=main.go:324 msg="Listening on address" address=:9115

multi-target exporters 的基本查询

有两种查询方式

  1. exporter 本身查询。它有自己的指标，通常可以在 /metrics 进行访问.
  2. 以采集另一个目标查询 exporter. 通常在 “配置的” 端点上可用, e.g. /probe。使用 multi-target exporters 时，这可能是您最感兴趣的

您可以在另一个终端中使用 curl 手动尝试第一种查询类型，或使用如下链接

  1. curl 'localhost:9115/metrics'

响应应该类似如下所示:

  1. # HELP blackbox_exporter_build_info A metric with a constant '1' value labeled by version, revision, branch, and goversion from which blackbox_exporter was built.
  2. # TYPE blackbox_exporter_build_info gauge
  3. blackbox_exporter_build_info{branch="HEAD",goversion="go1.10",revision="4a22506cf0cf139d9b2f9cde099f0012d9fcabde",version="0.12.0"} 1
  4. # HELP go_gc_duration_seconds A summary of the GC invocation durations.
  5. # TYPE go_gc_duration_seconds summary
  6. go_gc_duration_seconds{quantile="0"} 0
  7. go_gc_duration_seconds{quantile="0.25"} 0
  8. go_gc_duration_seconds{quantile="0.5"} 0
  9. go_gc_duration_seconds{quantile="0.75"} 0
  10. go_gc_duration_seconds{quantile="1"} 0
  11. go_gc_duration_seconds_sum 0
  12. go_gc_duration_seconds_count 0
  13. # HELP go_goroutines Number of goroutines that currently exist.
  14. # TYPE go_goroutines gauge
  15. go_goroutines 9
  17. […]
  19. # HELP process_cpu_seconds_total Total user and system CPU time spent in seconds.
  20. # TYPE process_cpu_seconds_total counter
  21. process_cpu_seconds_total 0.05
  22. # HELP process_max_fds Maximum number of open file descriptors.
  23. # TYPE process_max_fds gauge
  24. process_max_fds 1.048576e+06
  25. # HELP process_open_fds Number of open file descriptors.
  26. # TYPE process_open_fds gauge
  27. process_open_fds 7
  28. # HELP process_resident_memory_bytes Resident memory size in bytes.
  29. # TYPE process_resident_memory_bytes gauge
  30. process_resident_memory_bytes 7.8848e+06
  31. # HELP process_start_time_seconds Start time of the process since unix epoch in seconds.
  32. # TYPE process_start_time_seconds gauge
  33. process_start_time_seconds 1.54115492874e+09
  34. # HELP process_virtual_memory_bytes Virtual memory size in bytes.
  35. # TYPE process_virtual_memory_bytes gauge
  36. process_virtual_memory_bytes 1.5609856e+07

这些数据指标遵循 Prometheus 格式. 他们来源于 exporter 的 instrumentation,并告诉我们 exporter 运行时的状态。如果您感到好奇，请尝试一下我们的指南，以了解如何安装自己的应用程序.

对于第二种查询，我们需要在 HTTP GET Request 中提供 target 和 module 作为参数。target 是一个 URL 或 IP，而 module 必须定义在 exporter 的配置中。blackbox exporter 容器带有一个有用的示例配置。

我们将使用 prometheus.io target 和 预定义的 http_2xx module。它告诉 exporter 像浏览器一样发出 GET 请求，如果您访问到 prometheus.io 并期望 200 OK 响应。

现在，您可以在终端中使用 curl 告诉您的黑盒导出器访问 prometheus.io：

  1. curl 'localhost:9115/probe?target=prometheus.io&module=http_2xx'

这将返回很多数据指标:

  1. # HELP probe_dns_lookup_time_seconds Returns the time taken for probe dns lookup in seconds
  2. # TYPE probe_dns_lookup_time_seconds gauge
  3. probe_dns_lookup_time_seconds 0.061087943
  4. # HELP probe_duration_seconds Returns how long the probe took to complete in seconds
  5. # TYPE probe_duration_seconds gauge
  6. probe_duration_seconds 0.065580871
  7. # HELP probe_failed_due_to_regex Indicates if probe failed due to regex
  8. # TYPE probe_failed_due_to_regex gauge
  9. probe_failed_due_to_regex 0
  10. # HELP probe_http_content_length Length of http content response
  11. # TYPE probe_http_content_length gauge
  12. probe_http_content_length 0
  13. # HELP probe_http_duration_seconds Duration of http request by phase, summed over all redirects
  14. # TYPE probe_http_duration_seconds gauge
  15. probe_http_duration_seconds{phase="connect"} 0
  16. probe_http_duration_seconds{phase="processing"} 0
  17. probe_http_duration_seconds{phase="resolve"} 0.061087943
  18. probe_http_duration_seconds{phase="tls"} 0
  19. probe_http_duration_seconds{phase="transfer"} 0
  20. # HELP probe_http_redirects The number of redirects
  21. # TYPE probe_http_redirects gauge
  22. probe_http_redirects 0
  23. # HELP probe_http_ssl Indicates if SSL was used for the final redirect
  24. # TYPE probe_http_ssl gauge
  25. probe_http_ssl 0
  26. # HELP probe_http_status_code Response HTTP status code
  27. # TYPE probe_http_status_code gauge
  28. probe_http_status_code 0
  29. # HELP probe_http_version Returns the version of HTTP of the probe response
  30. # TYPE probe_http_version gauge
  31. probe_http_version 0
  32. # HELP probe_ip_protocol Specifies whether probe ip protocol is IP4 or IP6
  33. # TYPE probe_ip_protocol gauge
  34. probe_ip_protocol 6
  35. # HELP probe_success Displays whether or not the probe was a success
  36. # TYPE probe_success gauge
  37. probe_success 0

请注意，几乎所有数据指标的值都为 0。最后一个记录为 probe_success 0。这意味着探针无法到达 prometheus.io。原因隐藏在值为 6 的 probe_ip_protocol 中。默认情况下，探针使用 IPv6 除非另行设置。但是 Docker 守护程序会阻止 IPv6。因此，我们在 Docker 中运行的 blackbox exporter 容器无法通过IPv6连接。

我们可以设置 Docker 允许 IPv6 或 blackbox exporter 使用IPv4。实际上，这两者都是有意义的。因此，”该怎么办的”回答一般是”视情况而定”。因为这是 exporter 指南，我们将更换 exporter，并借此机会配置自定义模块(module)。

配置 modules

modules 是在 docker 容器内名为 config.yml 的文件中预定义的 config.yml，该文件是 github 代码库中 blackbox.yml 的副本。ch is a copy of blackbox.yml in the github repo.

我们将复制此文件，配置 为我们想要的配置，并让 exporter 使用我们的配置文件，而不是容器中默认包含的配置文件。

首先使用 curl 或浏览器下载文件：

  1. curl -o blackbox.yml https://raw.githubusercontent.com/prometheus/blackbox_exporter/master/blackbox.yml

在编辑器中打开它。前几行如下所示

  1. modules:
  2.   http_2xx:
  3.     prober: http
  4.   http_post_2xx:
  5.     prober: http
  6.     http:
  7.       method: POST

YAML 使用空格缩进来表示层次结构，您可以看到定义了名为 http_2xx 和 http_post_2xx 的模块。且它们都具有 http 探测器，并且其中一个 method 的值专门设置为 POST。

现在，您可以通过将 http 探针的 preferred_ip_protocol 字段显式设置为字符串 ip4 来更改 http_2xx module。

  1. modules:
  2.   http_2xx:
  3.     prober: http
  4.     http:
  5.       preferred_ip_protocol: "ip4"
  6.   http_post_2xx:
  7.     prober: http
  8.     http:
  9.       method: POST

如果您想进一步了解可用的探测器和选项，请查看 文档.

现在，我们需要告诉 blackbox exporter 使用我们新更改的文件。您可以使用标志 --config.file="blackbox.yml" 实现。但是由于我们使用的是 Docker，因此我们首先必须使用--mount 命令在容器内将此文件设置为可用

NOTE: 如果您使用的是 macOS，则首先需要允许 Docker 守护程序访问 blackbox.yml 所在的目录。您可以通过单击菜单栏中的 Docker 小鲸鱼 logo ，然后单击 Preferences-> File Sharing-> + 来实现。然后点击 Apply & Restart。

首先，通过切换到旧容器终端按ctrl+c 停止旧容器。 确保您位于包含 blackbox.yml 的目录中。然后，您运行此命令。虽然很长，但我们会解释:

{#run-exporter}

  1. docker \
  2.   run -p 9115:9115 \
  3.   --mount type=bind,source="$(pwd)"/blackbox.yml,target=/blackbox.yml,readonly \
  4.   prom/blackbox-exporter \
  5.   --config.file="/blackbox.yml"

使用此命令，您告诉 docker 执行以下操作：

  1. run(运行)一个容器，并将容器外部的 9115 端口映射到容器内部的 9115 端口.
  2. 以 readonly 模式 mount(挂载)您当前目录下的($(pwd) 表示当前工作目录) blackbox.yml 文件到 /blackbox.yml
  3. 使用 Docker hub 上的 prom/blackbox-exporter 镜像 .
  4. 运行带有 --config.file 的 blackbox-exporter，并告诉它使用 /blackbox.yml 作为配置文件

如果一切正常，您应该看到类似如下内容的输出:

  1. level=info ts=2018-10-19T12:40:51.650462756Z caller=main.go:213 msg="Starting blackbox_exporter" version="(version=0.12.0, branch=HEAD, revision=4a22506cf0cf139d9b2f9cde099f0012d9fcabde)"
  2. level=info ts=2018-10-19T12:40:51.653357722Z caller=main.go:220 msg="Loaded config file"
  3. level=info ts=2018-10-19T12:40:51.65349635Z caller=main.go:324 msg="Listening on address" address=:9115

现在，您可以在终端中尝试使用支持 IPv4 的新的 http_2xx module:

  1. curl 'localhost:9115/probe?target=prometheus.io&module=http_2xx'

返回的 Prometheus 指标应如下所示:

  1. # HELP probe_dns_lookup_time_seconds Returns the time taken for probe dns lookup in seconds
  2. # TYPE probe_dns_lookup_time_seconds gauge
  3. probe_dns_lookup_time_seconds 0.02679421
  4. # HELP probe_duration_seconds Returns how long the probe took to complete in seconds
  5. # TYPE probe_duration_seconds gauge
  6. probe_duration_seconds 0.461619124
  7. # HELP probe_failed_due_to_regex Indicates if probe failed due to regex
  8. # TYPE probe_failed_due_to_regex gauge
  9. probe_failed_due_to_regex 0
  10. # HELP probe_http_content_length Length of http content response
  11. # TYPE probe_http_content_length gauge
  12. probe_http_content_length -1
  13. # HELP probe_http_duration_seconds Duration of http request by phase, summed over all redirects
  14. # TYPE probe_http_duration_seconds gauge
  15. probe_http_duration_seconds{phase="connect"} 0.062076202999999996
  16. probe_http_duration_seconds{phase="processing"} 0.23481845699999998
  17. probe_http_duration_seconds{phase="resolve"} 0.029594103
  18. probe_http_duration_seconds{phase="tls"} 0.163420078
  19. probe_http_duration_seconds{phase="transfer"} 0.002243199
  20. # HELP probe_http_redirects The number of redirects
  21. # TYPE probe_http_redirects gauge
  22. probe_http_redirects 1
  23. # HELP probe_http_ssl Indicates if SSL was used for the final redirect
  24. # TYPE probe_http_ssl gauge
  25. probe_http_ssl 1
  26. # HELP probe_http_status_code Response HTTP status code
  27. # TYPE probe_http_status_code gauge
  28. probe_http_status_code 200
  29. # HELP probe_http_uncompressed_body_length Length of uncompressed response body
  30. # TYPE probe_http_uncompressed_body_length gauge
  31. probe_http_uncompressed_body_length 14516
  32. # HELP probe_http_version Returns the version of HTTP of the probe response
  33. # TYPE probe_http_version gauge
  34. probe_http_version 1.1
  35. # HELP probe_ip_protocol Specifies whether probe ip protocol is IP4 or IP6
  36. # TYPE probe_ip_protocol gauge
  37. probe_ip_protocol 4
  38. # HELP probe_ssl_earliest_cert_expiry Returns earliest SSL cert expiry in unixtime
  39. # TYPE probe_ssl_earliest_cert_expiry gauge
  40. probe_ssl_earliest_cert_expiry 1.581897599e+09
  41. # HELP probe_success Displays whether or not the probe was a success
  42. # TYPE probe_success gauge
  43. probe_success 1
  44. # HELP probe_tls_version_info Contains the TLS version used
  45. # TYPE probe_tls_version_info gauge
  46. probe_tls_version_info{version="TLS 1.3"} 1

你可以看到成功探测并获取到很多有用的数据指标，例如用 Unix 时间 表示的延迟，状态码，ssl 状态或证书的过期时间

Blackbox exporter 还在 localhost:9115 提供了一个小型 Web 界面，供您检查最后几个探针、已加载的配置和调试信息。它甚至提供了到探针 prometheus.io 直接链接，如果您想知道为什么某些功能不起作用，则非常方便。

使用 Prometheus 查询多目标 exporters

到现在为止还好，恭喜您，Blackbox exporter 可以工作，您可以手动告诉它远程查询的目标。现在，您需要告诉 Prometheus 为我们进行查询。

下面，您可以看到一个最小的 Prometheus 配置。它设置 Prometheus 像我们之前使用 curl 'localhost:9115/metrics' 采集 exporter 本身:

NOTE: 如果您在 Mac 或 Windows 中使用 Docker，则最后一步不能使用 localhost:9115，而必须使用 host.docker.internal:9115。这与在这些操作系统上实现的虚拟机相关，您不应该在生产环境使用使用它。

prometheus.yml for Linux

  1. global:
  2.   scrape_interval: 5s
  4. scrape_configs:
  5. - job_name: blackbox # To get metrics about the exporter itself
  6.   metrics_path: /metrics
  7.   static_configs:
  8.     - targets:
  9.       - localhost:9115

prometheus.yml for macOS and Windows:

  1. global:
  2.   scrape_interval: 5s
  4. scrape_configs:
  5. - job_name: blackbox # To get metrics about the exporter itself
  6.   metrics_path: /metrics
  7.   static_configs:
  8.     - targets:
  9.       - host.docker.internal:9115

现在运行 Prometheus 容器，并告诉他挂载我们上述配置文件。由于可以通过主机寻址容器网络，因此您需要在 Linux 与 MacOS 和 Windows 上使用稍有不同的指令

{#run-prometheus}

在 Linux 上运行 Prometheus(不要在生产环境中使用 --network="host" 选项):

  1. docker \
  2.   run --network="host"\
  3.   --mount type=bind,source="$(pwd)"/prometheus.yml,target=/prometheus.yml,readonly \
  4.   prom/prometheus \
  5.   --config.file="/prometheus.yml"

在 MacOS 和 Windows 中运行 Prometheus:

  1. docker \
  2.   run -p 9090:9090 \
  3.   --mount type=bind,source="$(pwd)"/prometheus.yml,target=/prometheus.yml,readonly \
  4.   prom/prometheus \
  5.   --config.file="/prometheus.yml"

该命令的运行方式类似于使用指定配置文件运行 blackbox exporter.

如果一切正常，您应该可以访问 localhost:9090/targets 并看到在 blackbox 下端点为绿色的 UP 。如果你看到一个红色的 DOWN 请确保您上面启动的 blackbox exporter 仍在运行 。如果您什么也没有看到，或者看到黄色的 UNKNOWN，则表示您需要等几秒钟的时间再刷新您浏览器的页面。

为了设置 Prometheus 查询 "localhost:9115/probe?target=prometheus.io&module=http_2xx" 您再添加另一个名为 blackbox-http 的采集作业，并在 Prometheus 配置文件 prometheus.yml 设置 metrics_path 为 /probe, params 为如下参数:

{#prometheus-config}

  1. global:
  2.   scrape_interval: 5s
  4. scrape_configs:
  5. - job_name: blackbox # To get metrics about the exporter itself
  6.   metrics_path: /metrics
  7.   static_configs:
  8.     - targets:
  9.       - localhost:9115   # For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115
  11. - job_name: blackbox-http # To get metrics about the exporter’s targets
  12.   metrics_path: /probe
  13.   params:
  14.     module: [http_2xx]
  15.     target: [prometheus.io]
  16.   static_configs:
  17.     - targets:
  18.       - localhost:9115   # For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115

保存配置文件后，切换到运行 Prometheus docker 容器的终端并使用 ctrl+C 停止它 ctrl+C 然后使用之前的命令再次启动它以便重新加载配置。

终端应返回 "Server is ready to receive web requests." 消息且几秒钟后，您可以在 Prometheus 中看到彩色图表。

这可以工作，但有一些缺点

  1. 实际目标位于参数配置中，这是非常不寻常的，以后很难理解.
  2. instance 标签具有 blackbox exporter 地址的值，从技术上讲是真实的，但不是我们感兴趣的内容
  3. 我们看不到我们探测的 URL。这是不切实际的，并且如果我们探查多个URL，也会将不同的指标混合为一个指标。

为了解决这个问题，我们将使用重新标记. 重新标记在这里很有用，因为在幕后，Prometheus 中的许多东西都配置了内部标签。 详细信息很复杂，超出了本指南的范围。我们将说明限于必要的范围。如果您想了解更多信息，请查看此演讲。现在，只要您了解以下内容即可:

  • 采集后，所有以 __ 开头的标签都将被丢弃，大多数内部标签均以 __ 开头
  • 您可以设置名为 __param_<name> 的内部标签，那些使用 键 <name>为采集请求设置 URL 参数。
  • 有一个内部标签 __address__，由 static_configs 下的 target 设置，其值是采集请求的主机名。默认情况下它稍后y用于设置 instance 标签的值，该值附加到每个指标，并告诉您指标来自哪里

这是您将用于执行此操作的配置。 不必担心一次过多，我们将逐步进行操作：

  1. global:
  2.   scrape_interval: 5s
  4. scrape_configs:
  5. - job_name: blackbox # To get metrics about the exporter itself
  6.   metrics_path: /metrics
  7.   static_configs:
  8.     - targets:
  9.       - localhost:9115   # For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115
  11. - job_name: blackbox-http # To get metrics about the exporter’s targets
  12.   metrics_path: /probe
  13.   params:
  14.     module: [http_2xx]
  15.   static_configs:
  16.     - targets:
  17.       - http://prometheus.io    # Target to probe with http
  18.       - https://prometheus.io   # Target to probe with https
  19.       - http://example.com:8080 # Target to probe with http on port 8080
  20.   relabel_configs:
  21.     - source_labels: [__address__]
  22.       target_label: __param_target
  23.     - source_labels: [__param_target]
  24.       target_label: instance
  25.     - target_label: __address__
  26.       replacement: localhost:9115  # The blackbox exporter’s real hostname:port. For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115

那么与上一个配置相比有什么新变化?

params 不在包含 target。相反，我们将实际目标添加到 static configs: targets 下。我们可以设置几个，因为我们现在可以这样做：

  1.   params:
  2.     module: [http_2xx]
  3.   static_configs:
  4.     - targets:
  5.       - http://prometheus.io    # Target to probe with http
  6.       - https://prometheus.io   # Target to probe with https
  7.       - http://example.com:8080 # Target to probe with http on port 8080

relabel_configs 包含重新标记的规则:

  1.   relabel_configs:
  2.     - source_labels: [__address__]
  3.       target_label: __param_target
  4.     - source_labels: [__param_target]
  5.       target_label: instance
  6.     - target_label: __address__
  7.       replacement: localhost:9115  # The blackbox exporter’s real hostname:port. For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115

在应用重新标记规则之前，Prometheus 发出的请求 URI 如下所示： "http://prometheus.io/probe?module=http_2xx". 重新标记之后，它看起来像是这样的: "http://localhost:9115/probe?target=http://prometheus.io&module=http_2xx".

现在让我们研究每个规则是如何工作的:

首先，我们从标签 __address__ (其中包含 targets 中的值) 中获取值，并将它们写入新标签 __param_target，这将为 Prometheus 采集请求添加 target 参数:

  1.   relabel_configs:
  2.     - source_labels: [__address__]
  3.       target_label: __param_target

此后，我们想象中的 Prometheus 请求 URI 现在具有 target 参数: "http://prometheus.io/probe?target=http://prometheus.io&module=http_2xx".

然后，我们从标签 __param_target 中获取值，并使用这些值创建 instance 标签。

  1.   relabel_configs:
  2.     - source_labels: [__param_target]
  3.       target_label: instance

我们的请求不会更改，但从我们的请求返回的数据指标将带有标签 instance="http://prometheus.io".

之后，我们将 __address__ 标签的值设置为 localhost:9115(exporter 的 URI)。这将用于 Prometheus 采集请求的主机名和端口，这样它就查询 exporter，而不是直接查询目标 URI。

  1.   relabel_configs:
  2.     - target_label: __address__
  3.       replacement: localhost:9115  # The blackbox exporter’s real hostname:port. For Windows and macOS replace with - host.docker.internal:9115

现在，我们的请求是 "localhost:9115/probe?target=http://prometheus.io&module=http_2xx"。这样，我们就可以在其中拥有实际的 target，并将它们作为 instance 标签值获取，同时让 Prometheus 向 blackbox exporter 发送请求

人们通常将这些与特定的服务发现结合在一起。查看相关配置文档获取更多信息。使用它们是没有问题的，因为写入 __address__ 标签就像在 static_config 下定义 target 一样

这就对了，重新启动 Prometheus docker 容器并查看您的数据指标.请注意，您选择了实际收集指标的时间段。

小结

在本指南中，您学习了多目标 exporter 模式是如何工作的，如何使用自定义模块运行 blackbox exporter，以及如何使用重新标记配置 Prometheus 来使用探针标签采集数据指标。