Giám sát hệ thống với Grafana và Prometheus

Grafana và Prometheus là hai công cụ phổ biến trong hệ sinh thái giám sát và quản lý hệ thống, thường được sử dụng cùng nhau để giám sát hiệu năng, thu thập và phân tích dữ liệu trong các ứng dụng và hệ thống phân tán.

1. Prometheus là gì?

Prometheus là một hệ thống giám sát và cảnh báo mã nguồn mở, tập trung vào việc thu thập, lưu trữ và xử lý các số liệu (metrics).

Đặc điểm chính

Pull-based: Prometheus thu thập số liệu từ các endpoint của ứng dụng bằng cách gọi HTTP (thường là /metrics).
Thời gian thực: Hỗ trợ lưu trữ chuỗi thời gian (time-series database – TSDB) để phân tích dữ liệu thời gian thực.
Ngôn ngữ truy vấn PromQL: Cho phép viết các truy vấn phức tạp để phân tích số liệu.
Cảnh báo (Alert): Có thể tích hợp với Alertmanager để gửi cảnh báo qua Email, Slack, PagerDuty, v.v.
Exporter: Dùng để chuyển đổi các số liệu từ hệ thống hoặc dịch vụ khác (MySQL, Kafka, JVM, Docker, v.v.) sang định dạng mà Prometheus hiểu được.

Ứng dụng

Theo dõi hiệu năng ứng dụng, CPU, RAM, I/O.
Giám sát hệ thống phân tán như Kubernetes, Docker Swarm.
Tích hợp với các dịch vụ microservices.

2. Grafana là gì?

Grafana là một nền tảng mã nguồn mở để trực quan hóa và phân tích dữ liệu, thường được sử dụng để xây dựng dashboard.

Đặc điểm chính

Đa dạng nguồn dữ liệu: Grafana hỗ trợ tích hợp không chỉ Prometheus mà còn nhiều nguồn khác như Elasticsearch, InfluxDB, MySQL, Graphite, v.v.
Dashboard mạnh mẽ: Cung cấp các biểu đồ, bảng, đồ thị thời gian và nhiều loại trực quan hóa khác.
Cảnh báo (Alerting): Cho phép cấu hình cảnh báo trực tiếp từ dashboard.
Tùy chỉnh: Có thể thêm plugin, thiết kế giao diện dashboard theo ý muốn.
User management: Hỗ trợ phân quyền cho từng người dùng (viewer/editor/admin).

Ứng dụng

Hiển thị và theo dõi số liệu từ Prometheus.
Tạo các dashboard cho các hệ thống giám sát.
Theo dõi lịch sử, phân tích hiệu năng hệ thống.

3. Sự kết hợp Prometheus và Grafana

Prometheus sẽ đóng vai trò thu thập và lưu trữ số liệu từ hệ thống (CPU, bộ nhớ, trạng thái container, API call, v.v.).
Grafana sẽ kết nối với Prometheus để truy xuất dữ liệu và hiển thị trên dashboard dưới dạng các biểu đồ, giúp dễ dàng theo dõi.

Ví dụ về flow:

Ứng dụng Spring Boot xuất số liệu metrics tại endpoint /actuator/prometheus.
Prometheus thu thập số liệu từ endpoint này.
Grafana kết nối với Prometheus để hiển thị số liệu thông qua dashboard.

4. Lợi ích khi sử dụng cùng nhau

Theo dõi real-time: Nhanh chóng phát hiện các vấn đề về hiệu năng.
Cảnh báo: Chủ động xử lý sự cố qua các thông báo cảnh báo.
Tối ưu hóa hệ thống: Phân tích lịch sử dữ liệu để cải thiện hiệu suất.

5. Cấu hình Grafana + Prometheus vào Spring Boot

1. Cấu hình Spring Boot

– pom.xml

<!-- Health check -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<!-- Monitoring -->
<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

– application.yml

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'
        # include: health,prometheus,metrics

2. Cài đặt và Cấu hình Prometheus

2.1 Cài đặt Prometheus với HomeBrew

– Update HomeBrew

$ brew update

– Cài đặt Prometheus

$ brew install prometheus

– Tạo Job: tạo file prometheus.yml trong thư mục /opt/homebrew/etc với nội dung như mô tả phía dưới

$ cd /opt/homebrew/etc
$ vim prometheus.yml

# prometheus.yml
global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: "prometheus"
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]
  - job_name: 'backend-service'
    metrics_path: '/actuator/prometheus'
    static_configs:
      - targets: [ 'backend-service:8080' ]
        labels:
          application: 'Backend Service'

– Khởi động Prometheus

$ brew services start prometheus

– Dừng Prometheus

$ brew services stop prometheus

– Gỡ cài đặt Prometheus

$ brew uninstall prometheus

2.2 Cài đặt Prometheus với Docker compose

– Tạo file prometheus.yml nằm trong backend-service

# prometheus.yml
global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: "prometheus"
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]
  - job_name: 'backend-service'
    metrics_path: '/actuator/prometheus'
    static_configs:
      - targets: [ 'backend-service:8080' ]
        labels:
          application: 'Backend Service'

# docker-compose.yml
services:

  prometheus:
    image: prom/prometheus
    container_name: prometheus
    restart: unless-stopped
    command:
      - --config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
    ports:
      - '9090:9090'

networks:
  default:
    name: api-network

➡ Xem thông tin Backend Service tại Prometheus

3. Cài đặt và Cấu hình Grafana

3.1 Cài đăt Grafana với HomeBrew

– Cập nhật HomeBrew

$ brew update

– Cài đặt Grafana

$ brew install grafana

– Khởi động Grafana

$ brew services start grafana

– Dừng Grafana

$ brew services stop grafana

– Gỡ cài đặt Grafana

$ brew uninstall grafana

3.2 Cài đăt Grafana với Docker compose

services:

  grafana:
    image: grafana/grafana
    container_name: grafana
    restart: unless-stopped
    environment: # account: grafana/password
      - GF_SECURITY_ADMIN_USER=grafana
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=password
    ports:
      - '3000:3000'
    links:
      - prometheus
    volumes:
      - grafana:/var/lib/grafana

networks:
  default:
    name: api-network

volumes:
  grafana: