深入理解Prometheus監(jiān)控系統(tǒng)

第 1章　Prometheus技術(shù)演進(jìn)史 1
1.1　Prometheus 0.1.0（首個(gè)版本） 1
1.2　Prometheus 1.0 3
1.3　Prometheus 2.0 4
1.4　Prometheus 2.37（LTS版本） 5
第 2章　YAML文本與配置文件 7
2.1　YAML文本解析過程 7
2.1.1　記號(hào)類型 8
2.1.2　詞法分析過程 12
2.1.3　句法分析過程 17
2.1.4　將語(yǔ)法樹轉(zhuǎn)換為目標(biāo)對(duì)象 24
2.2　配置文件的加載與刷新 26
第3章　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的來(lái)源——Exporter 28
3.1　Exporter的典型工作架構(gòu) 28
3.2　采集器 30
3.2.1　采集器的工作機(jī)制 30
3.2.2　監(jiān)控項(xiàng)描述符 32
3.2.3　Gauge樣本狀態(tài)結(jié)構(gòu)體 33
3.2.4　Counter樣本狀態(tài)結(jié)構(gòu)體 34
3.2.5　Histogram樣本狀態(tài)結(jié)構(gòu)體 35
3.2.6　Summary樣本狀態(tài)結(jié)構(gòu)體 36
3.3　匯集器 37
3.4　編碼器 39
3.5　推送模式 41
第4章　監(jiān)控目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)——Discovery 42
4.1　Discovery管理器 42
4.2　數(shù)據(jù)供應(yīng)者 43
4.3　目標(biāo)數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu) 45
4.4　數(shù)據(jù)供應(yīng)過程 47
4.4.1　目標(biāo)探測(cè)與處理 47
4.4.2　Kubernetes供應(yīng)者 48
4.4.3　Consul供應(yīng)者 51
4.4.4　PuppetDB供應(yīng)者 52
4.4.5　ZooKeeper供應(yīng)者 53
4.4.6　文件目標(biāo)供應(yīng)者 53
4.4.7　HTTP供應(yīng)者 54
4.4.8　DNS供應(yīng)者 54
4.4.9　其他供應(yīng)者 55
第５章　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集與加工 56
5.1　采樣管理器概述 56
5.2　監(jiān)控目標(biāo)數(shù)據(jù)加工過程 59
5.2.1　目標(biāo)數(shù)據(jù)加載協(xié)程 59
5.2.2　采樣池的目標(biāo)數(shù)據(jù)同步 60
5.2.3　采樣協(xié)程的創(chuàng)建 63
5.2.4　采樣時(shí)間偏置 63
5.3　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)加工過程 64
5.3.1　HTTP請(qǐng)求與響應(yīng)消息 65
5.3.2　響應(yīng)消息的解析 66
5.3.3　寫入數(shù)據(jù)庫(kù) 75
5.3.4　生成報(bào)告 76
5.4　配置信息加載過程 77
5.5　采集過程自身監(jiān)控指標(biāo) 78
第6章　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)與讀寫 ——TSDB 81
6.1　頭部塊 81
6.1.1 頭部追加器 81
6.1.2　追加樣本 83
6.1.3　寫入WAL文件 84
6.1.4　寫入頭部子塊 86
6.1.5　頭部子塊的持久化 87
6.2　壓縮器 88
6.2.1 將頭部塊轉(zhuǎn)換為主體塊的1級(jí)壓縮 88
6.2.2 主體塊的逐級(jí)壓縮 92
6.3　WAL文件與快照文件 94
6.3.1 WAL文件的加載 94
6.3.2 快照文件的生成與加載 95
6.4　事務(wù)及其隔離性 97
第7章　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的查詢語(yǔ)言——PromQL 100
7.1　PromQL解析器 100
7.1.1　解析器的工作過程 101
7.1.2 句法分析 103
7.1.3 詞法分析 104
7.2　PromQL語(yǔ)法樹的結(jié)構(gòu) 105
7.2.1 語(yǔ)法樹的節(jié)點(diǎn)類型 105
7.2.2 向量選擇器 108
7.2.3 矩陣選擇器 109
7.2.4 子查詢表達(dá)式 110
7.2.5 二元表達(dá)式 111
7.2.6 函數(shù)調(diào)用表達(dá)式 113
7.2.7 聚合表達(dá)式 115
7.2.8 步調(diào)恒定表達(dá)式 115
7.3　PromQL語(yǔ)法樹的執(zhí)行 116
7.3.1 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)查詢模型 116
7.3.2 向量選擇器的執(zhí)行 119
7.3.3 時(shí)間參數(shù)及其處理 121
7.3.4 矩陣選擇器的執(zhí)行 124
7.3.5 子查詢節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行 125
7.3.6 聚合表達(dá)式的執(zhí)行 127
7.3.7 函數(shù)調(diào)用節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行 128
7.3.8 二元表達(dá)式的執(zhí)行 130
7.3.9 查詢?nèi)蝿?wù)的調(diào)度與監(jiān)控 131
第8章　監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的計(jì)算與告警觸發(fā) 133
8.1　轉(zhuǎn)錄規(guī)則 133
8.2　告警規(guī)則 135
8.2.1　告警規(guī)則的定義與執(zhí)行 135
8.2.2　警報(bào)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 136
8.2.3　警報(bào)外發(fā)及其生命延續(xù)方法 137
8.2.4　警報(bào)樣本寫入數(shù)據(jù)庫(kù) 138
8.3　規(guī)則組及其評(píng)價(jià)任務(wù)調(diào)度 140
8.4　通知器 143
第９章　HTTP API與PromQL編輯器 146
9.1　路由選擇器 146
9.2　Web API與聯(lián)邦 150
9.2.1　遠(yuǎn)程寫請(qǐng)求及其處理 150
9.2.2　遠(yuǎn)程讀請(qǐng)求及其處理 151
9.2.3　本地查詢請(qǐng)求及其處理 154
9.2.4　本地TSDB管理 155
9.2.5　聯(lián)邦 155
9.3　PromQL編輯器 157
9.3.1　自動(dòng)補(bǔ)全 157
9.3.2　語(yǔ)法高亮 160
9.3.3　語(yǔ)法檢查 161
9.4　PromQL前端解析器 162
9.4.1　解析器的棧結(jié)構(gòu) 162
9.4.2　分析表的編碼及其加載 162
9.4.3　詞法分析器 163
9.4.4　句法分析器 165
第 10章　Prometheus的構(gòu)建與部署 171
10.1　Makefile文件 171
10.2　代碼靜態(tài)檢查 173
10.3　構(gòu)建過程 175
10.3.1　Web用戶界面靜態(tài)資源文件的構(gòu)建 176
10.3.2 Go代碼的構(gòu)建 178
10.3.3 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)插件的構(gòu)建 179
10.4　代碼測(cè)試 180
10.4.1　Go代碼測(cè)試 180
10.4.2　Web用戶界面代碼測(cè)試 181
10.5　部署 181
第 11章　警報(bào)管理系統(tǒng)——Alertmanager 183
11.1　警報(bào)管理系統(tǒng)的分布式集群 183
11.1.1　集群成員間傳輸?shù)南㈩愋?183
11.1.2　節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)表示與新節(jié)點(diǎn)的加入 185
11.1.3　節(jié)點(diǎn)間的探測(cè) 187
11.1.4　全量數(shù)據(jù)交換 189
11.1.5　消息的散播 192
11.2　警報(bào)存儲(chǔ)池與警報(bào)狀態(tài)總賬 198
11.2.1　警報(bào)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 198
11.2.2　警報(bào)的寫入 200
11.2.3　警報(bào)的訂閱 201
11.2.4　警報(bào)的清理 202
11.3　警報(bào)的分組與組內(nèi)處理流程 202
11.3.1　封閉式分組（路由樹及其匹配） 203
11.3.2　開放式分組（自我聚類） 204
11.3.3　組內(nèi)警報(bào)處理流程 206
11.4　警報(bào)的濾除 207
11.4.1　抑制器 208
11.4.2　時(shí)鐘過濾 209
11.4.3　消聲器 210
11.5　警報(bào)的派發(fā) 212
11.5.1　收件人的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示 212
11.5.2　派發(fā)等待與去重 213
11.5.3　警報(bào)的試投 213
11.6　警報(bào)的登記 216
11.6.1　通知日志的存儲(chǔ)與讀寫 216
11.6.2　通知日志的廣播 218
11.6.3　通知日志的作用 218