ELK 日志分析系统

• 了解 ELK 日志分析系统
• 安装和配置 elasticsearch 集群
• 安装和配置 logstash 进行日志收集
• 安装和配置 kibana 进行日志查看 

介绍：（Elasticsearch Logstash Kibana）

Elasticsearch介绍：

Elasticsearch 是个开源分布式搜索引擎，它的特点有：分布式，零配置，自动发现，索引自 动分片，索引副本机制，restful 风格接口，多数据源，自动搜索负载等

Elasticsearch是一个基于Lucene的搜索服务器。它提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎， 基于 RESTful web 接口。Elasticsearch 是用 Java 开发的，并作为 Apache 许可条款下的开放源码发布， 是第二流行的企业搜索引擎。设计用于云计算中，能够达到实时搜索，稳定，可靠，快速，安装使 用方便。

Elasticsearch 的基础核心概念： 

接近实时（NRT）：

elasticsearch 是一个接近实时的搜索平台，这意味着，从索引一个文档直到这个文档能够被搜索 到有一个轻微的延迟（通常是 1 秒

集群（cluster）：

一个集群就是由一个或多个节点组织在一起，它们共同持有你整个的数据，并一起提供索引和 搜索功能。其中一个节点为主节点，这个主节点是可以通过选举产生的，并提供跨节点的联合索引 和搜索的功能。集群有一个唯一性标示的名字，默认是 elasticsearch，集群名字很重要，每个节点是 基于集群名字加入到其集群中的。因此，确保在不同环境中使用不同的集群名字。一个集群可以只 有一个节点。强烈建议在配置 elasticsearch 时，配置成集群模式。 

节点（node）：

节点就是一台单一的服务器，是集群的一部分，存储数据并参与集群的索引和搜索功能。像集 群一样，节点也是通过名字来标识，默认是在节点启动时随机分配的字符名。当然，你可以自己定 义。该名字也很重要，在集群中用于识别服务器对应的节点。  节点可以通过指定集群名字来加入到集群中。默认情况，每个节点被设置成加入到 elasticsearch 集群。如果启动了多个节点，假设能自动发现对方，他们将会自动组建一个名为 elasticsearch 的集群。
 索引（index）：

一个索引就是一个拥有几分相似特征的文档的集合。比如说，你可以有一个客户数据的索引， 另一个产品目录的索引，还有一个订单数据的索引。一个索引由一个名字来标识（必须全部是小写 字母的），并且当我们要对对应于这个索引中的文档进行索引、搜索、更新和删除的时候，都要使 用到这个名字。在一个集群中，如果你想，可以定义任意多的索引。 索引相对于关系型数据库的库

类型（type） ：

在一个索引中，你可以定义一种或多种类型。一个类型是你的索引的一个逻辑上的分类/分区， 其语义完全由你来定。通常，会为具有一组共同字段的文档定义一个类型。比如说，我们假设你运 营一个博客平台并且将你所有的数据存储到一个索引中。在这个索引中，你可以为用户数据定义一 个类型，为博客数据定义另一个类型，当然，也可以为评论数据定义另一个类型。  类型相对于关系型数据库的表

文档（document） ：

一个文档是一个可被索引的基础信息单元。比如，你可以拥有某一个客户的文档，某一个产品 的一个文档，当然，也可以拥有某个订单的一个文档。文档以 JSON（Javascript Object Notation）格 式来表示，而 JSON 是一个到处存在的互联网数据交互格式。     在一个 index/type 里面，只要你想，你可以存储任意多的文档。注意，虽然一个文档在物理上 位于一个索引中，实际上一个文档必须在一个索引内被索引和分配一个类型。  文档相对于关系型数据库的列

分片和副本（shards & replicas）：

在实际情况下，索引存储的数据可能超过单个节点的硬件限制。如一个 10 亿文档需 1TB 空间 可能不适合存储在单个节点的磁盘上，或者从单个节点搜索请求太慢了。为了解决这个问题， elasticsearch 提供将索引分成多个分片的功能。当在创建索引时，可以定义想要分片的数量。每一个 分片就是一个全功能的独立的索引，可以位于集群中任何节点上

      分片的两个最主要原因：

1. 水平分割扩展，增大存储量 
2. 分布式并行跨分片操作，提高性能和吞吐量        

      副本也有两个最主要原因：

1. 高可用性，以应对分片或者节点故障。出于这个原因，分片副本要在不同的节点上
2. 提供性能，增大吞吐量，搜索可以并行在所有副本上执行。  

总之，每个索引可以被分成多个分片。

logstash介绍

Logstash 由 JRuby 语言编写，基于消息（message-based）的简单架构，并运行在 Java 虚拟 机（JVM）上。不同于分离的代理端（agent）或主机端（server），LogStash 可配置单一的代理 端（agent）与其它开源软件结合，以实现不同的功能

       Logstash 的理念很简单，它只做 3 件事情： 

1. Collect：数据输入 
2. Enrich：数据加工，如过滤，改写等 
3. Transport：数据输出 

logStash 的主要组件: 

• Indexer：日志存储者。 负责接收日志并写入到本地文件
• Broker：日志 Hub。 负责连接多个 Shipper 和多个 Indexer 
• Search and Storage：允许对事件进行搜索和存储； 
• Web Interface：基于 Web 的展示界面  正是由于以上组件在 LogStash 架构中可独立部署，才提供了更好的集群扩展性

LogStash 主机分类： 

• 代理主机（agent host）：作为事件的传递者（shipper），将各种日志数据发送至中心主机； 只需运行 Logstash 代理（agent）程序
• 中心主机（central host）：可运行包括中间转发器（Broker）、索引器（Indexer）、搜索和 存储器（Search and Storage）、Web 界面端（Web Interface）在内的各个组件，以实现对日 志数据的接收、处理和存储

Kibana 介绍

Kibana 是一个针对 Elasticsearch 的开源分析及可视化平台，用来搜索、查看交互存储在 Elasticsearch 索引中的数据

使用 Kibana，可以通过各种图表进行高级数据分析及展示。Kibana 让海量数据更容易理解。它操作简单，基于浏览器的用户界面可以快速创建仪表板（dashboard） 实时显示 Elasticsearch 查询动态。设置 Kibana 非常简单。无需编写代码，几分钟内就可以完成 Kibana 安装并启动 Elasticsearch 索引监测。 

主要功能：

• Elasticsearch 无缝之集成
• 整合你的数据
• 复杂数据分析
• 让更多团队成员受益
• 接口灵活，分享更容易
• 配置简单
• 可视化多数据源
• 简单数据导出

配置 ELK 日志分析系统 ：

环境准备：

ELK-node1	192.168.1.10
ELK-node2	192.168.1.20
apache	192.168.1.30

操作步骤：

配置主机名，并配置名称解析：

elk-node1配置：

[[email protected] ~]# hostnamectl  set-hostname  elk-node1
[[email protected] ~]# bash

[[email protected] ~]# vim  /etc/hosts
[[email protected] ~]# cat  /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.10  elk-node1
192.168.1.20  elk-node2

elk-node2配置：

[[email protected] ~]# hostnamectl  set-hostname  elk-node2
[[email protected] ~]# bash

[[email protected] ~]# vim  /etc/hosts
[[email protected] ~]# cat  /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.10  elk-node1
192.168.1.20  elk-node2

需要java环境:

[[email protected] ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_102"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_102-b14)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.102-b14, mixed mode)

[[email protected] ~]# java  -version
openjdk version "1.8.0_102"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_102-b14)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.102-b14, mixed mode)

安装 elasticsearch ，两个节点操作一样：

通过rpm方式进行安装：

[[email protected] ~]# rpm  -ivh  elasticsearch-5.5.3.rpm

配置成系统服务并设置自动开机启动：

[[email protected] ~]# systemctl daemon-reload
[[email protected] ~]# systemctl enable elasticsearch.service

更改配置文件：

[[email protected] ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml 

[[email protected] ~]# grep  -v  ^#  /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml  |  grep  -v  ^$
cluster.name: my-elk-cluster  //群集名称
node.name: elk-node1           //节点名称
path.data: /data/elk_data      //数据存放路径
path.logs:  /var/log/elasticsearch/     //日志存放路径
bootstrap.memory_lock: false      //在启动时不锁定内存
network.host: 192.168.1.10     //提供服务绑定的IP
http.port: 9200           //侦听端口
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["elk-node1", "elk-node2"]    //声名群集中的节点，集群发现通过单播实现 

[[email protected] ~]# grep  -v  ^#  /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml  |  grep  -v  ^$

cluster.name: my-elk-cluster
node.name: node-2
path.data: /data/elk_data
path.logs: /var/log/elasticsearch/ 
bootstrap.memory_lock: false
network.host: 192.168.1.20
http.port: 9200
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["elk-node1", "elk-node2"]

创建数据存放路径并授权：
[[email protected] ~]# mkdir  -p  /data/elk_data
[[email protected] ~]# mkdir  -p   /var/log/elasticsearch/ 
[[email protected] ~]# chown  -R  elasticsearch:elasticsearch  /data/elk_data/
[[email protected] ~]# chown  -R  elasticsearch:elasticsearch   /var/log/elasticsearch/ 
[[email protected] ~]# /etc/init.d/elasticsearch  start    //启动的时候比较慢，请耐心等待

查看是否开启：

[[email protected] ~]# netstat  -anput  |  grep  9200

tcp6       0      0 192.168.1.10:9200       :::*                    LISTEN      3137/java 

[[email protected] ~]# netstat  -anput  |  grep  9200

tcp6       0      0 192.168.1.20:9200       :::*                    LISTEN      3209/java 

查看节点信息：

[[email protected] ~]# curl  192.168.1.10:9200

 

[[email protected] ~]# curl  192.168.1.20:9200

查看群集的健康状态：

可以看到status为green绿色

[[email protected] ~]# curl  192.168.1.10:9200/_cluster/health?pretty

以上方式查看集群状态都不是很直观，可以安装 elasticsearch-head 插件，以方便管理集群

安装elasticsearch-head 插件：

首先安装nodejs：

[[email protected] ~]# tar  -xf  node-v12.13.0-linux-x64.tar.xz 
[[email protected] ~]# mv  node-v12.13.0-linux-x64  /usr/local/nodejs
[[email protected] ~]# vim  /etc/profile

添加：

VERSION=v10.15.0
DISTRO=linux-x64
export PATH=/usr/local/nodejs/bin:$PATH
[[email protected] ~]# source  /etc/profile

安装es-head：

[[email protected] ~]# git  clone https://github.com/mobz/elasticsearch-head.git

[[email protected] ~]# cd  elasticsearch-head/
[[email protected] elasticsearch-head]# npm  config  set  registry  https://registry.npm.taobao.org
[[email protected] elasticsearch-head]# npm  config  get  registry
https://registry.npm.taobao.org/
[[email protected] elasticsearch-head]# npm   install

[[email protected] elasticsearch-head]# npm  install  [email protected]  --ignore-scripts

[[email protected] elasticsearch-head]# npm  run  start  &    //在后台运行

[[email protected] elasticsearch-head]# netstat  -anput  |  grep  9100

tcp        0      0 0.0.0.0:9100            0.0.0.0:*               LISTEN      4236/grunt

修改 elasticsearch 主配置文件，添加如下内容，然后重启 elasticsearch 服务 ：

[[email protected] ~]# vim  /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml

在最后添加：

http.cors.enabled: true           //开启跨域访问支持，默认为 false 
http.cors.allow-origin: "*"        //跨域访问允许的域名地址 

[[email protected] ~]# /etc/init.d/elasticsearch  restart

浏览器访问：

http://192.168.1.10:9100

插入一个测试索引，索引为 index-demo,类型为 test,可以看到成功创建:

[[email protected] ~]# curl -XPUT '192.168.1.20:9200/index-demo/test/1?pretty&pretty' -H  'Content-Type: application/json' -d '{ "user": "zhangsan","mesg":"hello world" }' 

刷新浏览器就可以看到：

这里可以看到默认被分片 5 个，且副本为 1 个 

安装logstash：

[[email protected] ~]# rpm  -ivh  logstash-5.5.3.rpm

[[email protected] ~]# systemctl   start  logstash.service 
[[email protected] ~]# ln  -s  /usr/share/logstash/bin/logstash  /usr/local/bin/

logstash 基本使用 ：
Logstash 使用管道方式进行日志的搜集处理和输出。有点类似 linux 系统的管道命令 xxx | ccc 
| ddd，xxx 执行完了会执行 ccc，然后执行 ddd

在 logstash 中，包括了三个阶段: 

输入 input --> 处理 filter（不是必须的） --> 输出 output 

logstash 命令行中常用的命令: 

-f：通过这个命令可以指定 Logstash 的配置文件，根据配置文件配置 logstash 

-e：后面跟着字符串，该字符串可以被当做 logstash 的配置（如果是“” 则默认使用 stdin作为输入，stdout 作为输出） 

-t：测试配置文件是否正确，然后退出 

启动一个 logstash,-e：在命令行执行；input 输入，stdin 标准输入，是一个插件；output 输出，stdout：标准输出 

[[email protected] ~]#  logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{} }' 

16:14:44.840 [Api Webserver] INFO  logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
www.baidu.com   //输入
2019-11-06T08:14:55.581Z elk-node1 www.baidu.com  //输出
www.taobao.com  //输入
2019-11-06T08:15:03.454Z elk-node1 www.taobao.com  //输出

使用 rubydebug 显示详细输出，codec 为一种编解码：

[[email protected] ~]# logstash -e 'input { stdin{} } output { stdout{ codec =>rubydebug} }' 

www.souhu.com  //输入
{
    "@timestamp" => 2019-11-06T08:18:05.367Z,
      "@version" => "1",
          "host" => "elk-node1",
       "message" => "www.souhu.com"
}
wwww.goole.com  //输入
{
    "@timestamp" => 2019-11-06T08:18:16.675Z,
      "@version" => "1",
          "host" => "elk-node1",
       "message" => "wwww.goole.com

使用 logstash 将信息写入到 elasticsearch 中：

[[email protected] ~]# logstash -e 'input { stdin{} } output {  elasticsearch { hosts=>  ["192.168.1.10:9200"]} }'

16:19:40.646 [[main]-pipeline-manager] INFO  logstash.pipeline - Pipeline main started
The stdin plugin is now waiting for input:
16:19:40.682 [Api Webserver] INFO  logstash.agent - Successfully started Logstash API endpoint {:port=>9600}
www.baidu.com
www.goole.com
www.souhu.com
www.taobao.com

刷新浏览器就能看到logstash 新加的索引 ：

logstash 配置文件使用 ：

logstash 配置文件基本上由三部分组成，input、output 以及用户需要才添加的 filter

格式如下：

input {...}  
filter {...}  
output {...} 

在每个部分中，也可以指定多个访问方式，例如我想要指定两个日志来源文件，则可以这样写：
 input {  
 file { path =>"/var/log/messages" type =>"syslog"}  
 file { path =>"/var/log/apache/access.log" type =>"apache"}  
}

收集系统日志，将将其放到/etc/logstash/conf.d/目录中：

[[email protected] ~]# chmod  o+r  /var/log/messages 
[[email protected] ~]# cd  /etc/logstash/conf.d/
[[email protected] conf.d]# vim  system.conf

input { 
    file {                            //从文件中读取 
        path => "/var/log/messages"    //文件路径 
        type => "system" 
        start_position => "beginning"  //是否从头开始读取 
    } 
} 
output { 
    elasticsearch {                        //输出到 elasticsearch 中 
        hosts => ["192.168.1.10:9200"]   //elasticsearch 主机地址和端口 
        index => "system-%{+YYYY.MM.dd}"   //索引名称 
    } 
}

再刷新浏览器就能看到：

安装kibana：

在 elk-node1 服务器上安装：

[[email protected] conf.d]# rpm  -ivh  kibana-5.5.3-x86_64.rpm 

[[email protected] conf.d]# systemctl  enable   kibana.service 

[[email protected] conf.d]# vim  /etc/kibana/kibana.yml 

[[email protected] conf.d]# grep -v "^#" /etc/kibana/kibana.yml | grep -v "^$"

server.port: 5601
server.host: "0.0.0.0"
elasticsearch.url: "http://192.168.1.10:9200"
kibana.index: ".kibana"

[[email protected] conf.d]# systemctl  start  kibana.service 

使用浏览器访问：

http://192.168.1.10:5601

第一次登录需要先加一个elasticsearch 索引

将 apache 服务器的日志添加到 elasticsearch 并通过 kibana 显示 

在 apache 服务器上安装 logstash，以便将日志搜集到 elasticsearch :

[[email protected] ~]# yum  -y  install  httpd

[[email protected] ~]# vim  /var/www/html/index.html     //随便写点东西

[[email protected] ~]# systemctl   start  httpd

[[email protected] ~]# rpm  -ivh  logstash-5.5.3.rpm 

[[email protected] ~]# systemctl  enable  logstash.service

编写 logstash 配置文件 apache_log.conf 搜集 apache 日志并执行：

[[email protected] ~]# cd  /etc/logstash/conf.d/

[[email protected] conf.d]# vim  apache_log.conf

input {
        file {
                path => "/etc/httpd/logs/access_log"
                type => "access"
                start_position => "beginning"
}
        file {
                path => "/etc/httpd/logs/error_log"
                type => "error"
                start_position => "beginning"
        }
}
        output {
                if [type] == "access" {
                elasticsearch {
                hosts => ["192.168.1.10:9200"]
                index => "apache_access-%{+YYYY.MM.dd}"
        }
}
        if [type] == "error" {
                elasticsearch {
                hosts => ["192.168.1.10:9200"]
                index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
                }
        }
}

[[email protected] conf.d]# /usr/share/logstash/bin/logstash  -f  apache_log.config

再刷新浏览器查看：

登录 kibana 添加索引：

选择 discover 进行查看：