ELK Stack权威指南

ELK是Elasticsearch、Logstash、Kibana三个开源软件的组合，是目前开源界流行的实时数据分析方案，成为实时日志处理领域开源界的第壹选择。然而，ELK也并不是实时数据分析界的灵丹妙药，使用不恰当，反而会事倍功半。本书对ELK的原理进行了解剖，不仅分享了大量实战案例和实现效果，而且分析了部分源代码，使读者不仅知其然还知其所以然。读者可通过本书的学习，快速掌握实时日志处理方法，并搭建符合自己需要的大数据分析系统。本书分为三大部分，第壹部分“Logstash”介绍Logstash的安装与配置、场景示例、性能与测试、扩展方案、源码解析、插件开发等，第二部分“Elasticsearch”介绍Elasticsearch的架构原理、数据接口用例、性能优化、测试和扩展方案、映射与模板的定制、监控方案等，第三部分“Kibana”介绍Kibana3和Kibana5的特点对比，Kibana的配置、案例与源代码解析。

前言
第一部分Logstash
第1章入门示例
1.1下载安装
1.2HelloWorld
1.3配置语法
1.3.1语法
1.3.2命令行参数
1.3.3设置文件示例
1.4插件安装
1.5长期运行方式
第2章插件配置
2.1输入插件
2.1.1标准输入
2.1.2文件输入
2.1.3TCP输入
2.1.4syslog输入
2.1.5http_poller抓取
2.2编解码配置
2.2.1JSON编解码
2.2.2多行事件编码
2.2.3网络流编码
2.2.4collectd输入
2.3过滤器配置
2.3.1date时间处理
2.3.2grok正则捕获
2.3.3dissect解析
2.3.4GeoIP地址查询
2.3.5JSON编解码
2.3.6key-value切分
2.3.7metrics数值统计
2.3.8mutate数据修改
2.3.9随心所欲的Ruby处理
2.3.10split拆分事件
2.3.11交叉日志合并
2.4输出插件
2.4.1输出到Elasticsearch
2.4.2发送email
2.4.3调用系统命令执行
2.4.4保存成文件
2.4.5报警发送到Nagios
2.4.6statsd
2.4.7标准输出stdout
2.4.8TCP发送数据
2.4.9输出到HDFS
第3章场景示例
3.1Nginx访问日志
3.1.1grok处理方式
3.1.2split处理方式
3.1.3JSON格式
3.1.4syslog方式发送
3.2Nginx错误日志
3.3Postfix日志
3.4Ossec日志
3.4.1配置所有Ossecagent采用syslog输出
3.4.2配置Logstash
3.4.3推荐Kibana仪表盘
3.5Windows系统日志
3.5.1采集端配置
3.5.2接收解析端配置
3.6Java日志
3.6.1Log4J配置
3.6.2Logstash配置
3.6.3异常堆栈测试验证
3.6.4JSONEventlayout
3.7MySQL慢查询日志
3.8Docker日志
3.8.1记录到主机磁盘
3.8.2通过logspout收集
第4章性能与监控
4.1性能测试
4.1.1配置示例
4.1.2使用方式
4.1.3额外的话
4.2监控方案
4.2.1logstash-input-heartbeat心跳检测方式
4.2.2JMX启动参数方式
4.2.3API方式
第5章扩展方案
5.1通过Redis队列扩展
5.1.1读取Redis数据
5.1.2采用list类型扩展Logstash
5.1.3输出到Redis
5.2通过Kafka队列扩展
5.2.1Kafka基础概念
5.2.2Input配置
5.2.3Output配置
5.2.4性能
5.3logstash-forwarder
5.3.1Indexer端配置
5.3.2Shipper端配置
5.3.3AIX上的logstash-forwarder-java
5.4Rsyslog
5.4.1常用模块介绍
5.4.2与Logstash合作
5.4.3Mmexternal模块
5.5Nxlog
5.6Heka
5.7Fluentd
5.7.1配置示例
5.7.2Fluentd插件
5.8Message::Passing
第6章Logstash源码解析
6.1Pipeline
6.2Plugins
第7章插件开发
7.1插件格式
7.2插件的关键方法
7.3插件打包
7.4Filter插件开发示例
7.4.1mmdb数据库的生成方法
7.4.2LogStash::Filters::Mmdb实现
7.4.3logstash-filter-mmdb打包
7.5Input插件开发示例
7.5.1FileWatch模块原理
7.5.2LogStash::Inputs::Utmp实现
7.6Output插件开发示例
第8章Beats
8.1libbeat的通用配置
8.1.1过滤器配置
8.1.2输出配置
8.1.3shipper网络配置
8.1.4日志配置
8.1.5运行配置
8.2Filebeat
8.2.1安装部署
8.2.2配置
8.2.3生成的可用字段
8.3packetbeat抓包分析
8.3.1安装部署
8.3.2配置示例
8.3.3dashboard效果
8.3.4Kibana3拓扑图
8.4metricbeat
8.4.1配置示例
8.4.2各模块输出指标示例
8.4.3采集Docker中的指标
8.5winlogbeat
第二部分Elasticsearch
第9章架构原理
9.1准实时索引的实现
9.1.1动态更新的Lucene索引
9.1.2利用磁盘缓存实现的准实时检索
9.1.3translog提供的磁盘同步控制
9.2segmentmerge的影响
9.2.1归并线程配置
9.2.2归并策略
9.2.3forcemerge接口
9.3routing和replica的读写过程
9.3.1路由计算
……
第10章数据接口用例
第11章性能优化
第12章测试和扩展方案
第13章映射与模板的定制
第14章监控方案
第15章Elasticsearch在运维监控领域的其他应用
第三部分Kibana
第16章Kibana的产品对比
第17章Kibana5
第18章Kibana5源码解析
第19章Kibana插件开发示例

Preface前    言《ELK Stack权威指南》第1版面世之后的这一年多时间里，ELK Stack在Elastic.co公司以及社区的共同努力下飞速发展。国内外都出现了不少基于ELK Stack实现的日志分析产品和创业公司。ELK Stack已经成为DevOps技术栈中必不可缺少的一个部分，较大型的互联网公司甚至已经配备有专职的ELK Stack管理团队。    对于并不精通ELK Stack技术及其发展历史的人来说，过去复杂的版本对应是新手的第一道门槛。最近全新更新的ELK Stack各组件，统一使用5.x系列版本号，大大方便了新手入门。而5.x系列同样携带了大量崭新的特性，在日志分析、监控告警等场景，带来性能提升、管理简化、功能丰富等诸多好处。推荐广大读者积极尝试和升级。    IT运维模式正在向数据驱动、精细化、智能化发展。这个过程中，ELK Stack恰好是运维人员达成这个目的最方便的工具和平台。基于ELK Stack平台，越来越多的周边开源项目在涌现。这次再版，也进一步丰富了这些周边项目的介绍。    与第1版相比，第2版修订、删补了180多页内容，接近全书的一半。修改期间，怀孕的妻子一直默默陪伴左右，时不时叮嘱我注意保存。谨以此书献给她和刚出生的启舟宝贝，我爱你们！    本书章节内容本书包括三大部分共19章，各部分可以独立阅读。但对于还没有大规模应用经验的新手，建议按顺序阅读全文。    第一部分  Logstash第1章：入门示例。该章介绍Logstash及其插件的配置安装方法，自定义配置语言的设计用途，并为不熟悉Linux系统管理的开发人员介绍了多种后台运行方式。    第2章：插件配置。该章列举Logstash最常用的几十种插件，通过实际示例和效果，讲解各插件的配置细节和用途。    第3章：场景示例。该章以最常见的运维、网络、开发和数据库场景，介绍Logstash处理Nginx、Postfix、Ossec、Log4J、MySQL、Docker等日志的最佳实践。    第4章：性能与监控。了解Logstash的性能情况一直是个难题，该章从Logstash设计原理和JVM平台本质出发，介绍几种行之有效的检测和监控方案。    第5章：扩展方案。该章介绍采用Redis和Kafka完成Logstash水平扩展的方案，同时也介绍其他几种日志收集系统与Logstash的配合方式。    第6章：Logstash源码解析。该章解析Logstash源码中最重要的Pipeline设计，以及Logstash::Event的来龙去脉。    第7章：插件开发。该章以最常见的用户登录记录和地址库解析、Consul数据更新等需求，实际演示Logstash 的自定义Filter、Input和Output插件的编写，同时还涉及了插件打包的RubyGems规范共有HttpClient功能项等细节。    第8章：Beats。该章讲述ELK Stack家族新成员Beats生态圈各组件的使用，包括Filebeat、packetbeat、metricbeat、winlogbeat等内容。    第二部分  Elasticsearch第9章：架构原理。该章从更高级的架构层面，介绍Elasticsearch分布式设计中涉及稳定性和高性能的部分原理，并由此引发相关的优化配置介绍。另外，还提供了一种针对时序数据索引的读写分离方案，适用于拥有少部分SSD设备的用户。    第10章：数据接口用例。该章介绍Elasticsearch的RESTful接口的基础知识，并针对常见的重建索引需求提供两种快速实现方案，为有Spark经验的读者介绍通过Spark Streaming 接口读写Elasticsearch的方法。    第11章：性能优化。该章介绍Elasticsearch在日志处理场景下的读写优化知识和官方推荐的curator工具，其中重点介绍了Elasticsearch中几种不同cache的区别和有效场景。    第12章：测试和扩展方案。该章介绍Elasticsearch在生产环境中需要的一些周边工具，比如Puppet配置管理、Shield权限管理、版本升级操作、别名切换流程设计等。新增了快照与恢复功能。    第13章：映射与模板的定制。该章详细介绍Elasticsearch中的核心类型及其对应的常见映射设置，以及如何通过动态模板简化映射定制操作的复杂度。    第14章：监控方案。Elasticsearch作为一个分布式系统，也是有一定的运维难度的，因此其本身的监控也相当重要。该章介绍Elasticsearch自带的一系列监控接口，以及由此衍生的多种实时或长期的监控方案。    第15章：Elasticsearch在运维监控领域的其他应用。该章介绍Elasticsearch在运维方面的其他运用方式，包括实时过滤接口、定时报警系统设计、时序数据存储和相关性排序等。    第三部分  Kibana第16章：Kibana的产品对比。该章介绍Kibana 3与Kibana 5之间，以及它们与Hadoop、Splunk之间的差异，方便读者在不同场景需求下选择更正确的工具。    第17章：Kibana 5。该章介绍Kibana 5的安装部署和界面操作方式，重点介绍Kibana 5提供的几种可视化图表的配置细节和效果，并以几种场景的日志分析需求演示了Kibana 5全新的子聚合功能的效果。最后还介绍了一种采用phantom.js截图方式记录长期报表数据的方案。    第18章：Kibana 5源码解析。该章介绍Kibana 4的界面实现，重点包括其内部ORM实现的Counrier类、可视化绘图的Vislib类等。    第19章：Kibana插件开发示例。该章讲述Kibana最常用的插件类型二次开发实例，包括可视化效果、服务器段进程、完整App演示等内容。    致谢我本人虽然接触ELK较早，但本身专于Web和App应用数据方面，动笔以来得到诸多朋友的帮助，在此深表感谢。此外，还要特别感谢Elastic.co公司的曾勇（medcl）和吴晓刚（Wood），曾勇完成Elasticsearch在国内的启蒙式分享，并主办Elasticsearch中国用户大会，吴晓刚积极帮助新用户，并最早分享了携程的ELK日亿级规模的实例。