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ELFK日志采集实战

news 2025/7/13 20:23:15

一、日志分析概述

日志分析是运维工程师解决系统故障，发现问题的主要手段
日志主要包括系统日志、应用程序日志和安全日志
系统运维和开发人员可以通过日志了解服务器软硬件信息、检查配置过程中的错误及错误发生的原因
经常分析日志可以了解服务器的负荷，性能安全性，从而及时采取措施纠正错误

二、日志分析的作用

分析日志时刻监控系统运行的状态
分析日志来定位程序的bug
分析日志监控网站的访问流量
分析日志可以知道哪些sql语句需要优化

三、ELK概述

ELFK 已经成为目前最流行的集中式日志解决方案，它主要是由 filebeat、Logstash、Elasticsearch、Kibana 等组件组成，来共同完成实时日志的收集，存储，展示等一站式的解决方案。本文将会介绍 ELK 常见的架构以及相关问题解决。

Filebeat：Filebeat 是一款轻量级，占用服务资源非常少的数据收集引擎，它是 ELK 家族的新成员，可以代替 Logstash 作为在应用服务器端的日志收集引擎，支持将收集到的数据输出到 Kafka，Redis 等队列。
Logstash：数据收集引擎，相较于 Filebeat 比较重量级，但它集成了大量的插件，支持丰富的数据源收集，对收集的数据可以过滤，分析，格式化日志格式。
Elasticsearch：分布式数据搜索引擎，基于 Apache Lucene 实现，可集群，提供数据的集中式存储，分析，以及强大的数据搜索和聚合功能。
Kibana：数据的可视化平台，通过该 web 平台可以实时的查看 Elasticsearch 中的相关数据，并提供了丰富的图表统计功能

四、日志采集常见部署架构

filebeat作为日志收集器

使用 Filebeat 作为日志采集器，通常可以将其直接作为日志收集的前端组件，负责读取日志文件并发送到后续Elasticsearch 中。之后kabana做出图展示。

引入缓存队列的部署架构

该架构在第二种架构的基础上引入了 Kafka 消息队列（还可以是其他消息队列），将 Filebeat 收集到的数据发送至 Kafka，然后在通过 Logstasth 读取 Kafka 中的数据，这种架构主要是解决大数据量下的日志收集方案，使用缓存队列主要是解决数据安全与均衡 Logstash 与 Elasticsearch 负载压力。

本次我们部署efk架构。filebeat作为日志采集器，Elasticsearch存储数据，kibana展示采集的数据。

部署 Elasticsearch

1.下载软件包
[root@node1.local ~]# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-7.17.22-amd64.deb2.安装
[root@node1.local ~]# dpkg -i elasticsearch-7.17.22-amd64.deb3.修改配置文件
[root@node1.local ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml 
cluster.name: cherry
path.data: /var/lib/elasticsearch
path.logs: /var/log/elasticsearch
network.host: 0.0.0.0
http.port: 9200
transport.port: 9300
discovery.type: "single-node"4.启动服务
[root@node1.local ~]# systemctl enable --now elasticsearch.service
Synchronizing state of elasticsearch.service with SysV service script with /usr/lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /usr/lib/systemd/systemd-sysv-install enable elasticsearch
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/elasticsearch.service → /usr/lib/systemd/system/elasticsearch.service.5.查看端口验证服务是否启动成功
[root@node1.local ~]# ss -ntl | grep "9[2|3]00"
LISTEN 0      65535              *:9300             *:*          
LISTEN 0      65535              *:9200             *:*  6.访问
[root@node1.local ~]# curl http://192.1.7.244:9200/
{"name" : "node1.local","cluster_name" : "cherry","cluster_uuid" : "1-AfkL1DRXKIMuhaQuoFLQ","version" : {"number" : "7.17.22","build_flavor" : "default","build_type" : "deb","build_hash" : "38e9ca2e81304a821c50862dafab089ca863944b","build_date" : "2024-06-06T07:35:17.876121680Z","build_snapshot" : false,"lucene_version" : "8.11.3","minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0","minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"},"tagline" : "You Know, for Search"
}7.查看节点信息
[root@node1.local ~]# curl 192.1.7.244:9200/_cat/nodes
192.1.7.244 18 99 2 0.05 0.15 0.07 cdfhilmrstw * node1.local
[root@node1.local ~]#
[root@node1.local ~]# curl 192.1.7.244:9200/_cat/nodes?v
ip          heap.percent ram.percent cpu load_1m load_5m load_15m node.role   master name
192.1.7.244           18          99   0    0.04    0.14     0.07 cdfhilmrstw *      node1.local

部署kibana

1.下载kibana
[root@node1.local ~]# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-7.17.22-amd64.deb2.安装
[root@node1.local ~]# dpkg -i kibana-7.17.22-amd64.deb3.修改配置文件
[root@node1.local ~]# vim /etc/kibana/kibana.yml
...
# 监听的端口
server.port: 5601
# 监听的地址
server.host: "0.0.0.0"
# 指定ES集群地址
elasticsearch.hosts: ["http://10.0.0.91:9200","http://10.0.0.92:9200","http://10.0.0.93:9200"]
# 国际化语言
i18n.locale: "zh-CN"4.启动
[root@node1.local ~]# systemctl enable --now kibana.service
[root@node1.local ~]# ss -ntl | grep 5601
LISTEN 0      511          0.0.0.0:5601      0.0.0.0:* 5.访问
[root@node1.local ~]# curl -I http://192.1.7.244:5601
HTTP/1.1 302 Found
location: /spaces/enter
x-content-type-options: nosniff
referrer-policy: no-referrer-when-downgrade
content-security-policy: script-src 'unsafe-eval' 'self'; worker-src blob: 'self'; style-src 'unsafe-inline' 'self'
kbn-name: node1.local
kbn-license-sig: f4384e4807b75451c2f4feacc4d54e13f9397d4b4f115c922f956f9017453f91
cache-control: private, no-cache, no-store, must-revalidate
content-length: 0
Date: Thu, 09 Jan 2025 05:51:05 GMT
Connection: keep-alive
Keep-Alive: timeout=120

部署filebeat

1.下载
[root@node1.local ~]# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-7.17.22-amd64.deb2.安装
[root@node1.local ~]# dpkg -i filebeat-7.17.22-amd64.deb3.验证是否安装成功
[root@node1.local ~]# filebeat -h

filebeat组成部分

input:数据从哪里来？
output：数据去哪里？

filebeat结构

- input: 数据从哪来？
   - stdin
   - tcp
   - log

- output: 数据到哪去？
   - console
   - elasticsearch

五、测试

定义filebeat采集的日志索引模板

[root@node1.local filebeat]# vim systemlog.yaml 
filebeat.inputs:
- type: logpaths:- /var/log/*.logoutput.elasticsearch:hosts:- "http://192.1.7.244:9200"index: "system-log"# 禁用索引的生命周期(Index Lifecycle Management,简称"ilm")，如果不禁用则忽略自定义索引名称
setup.ilm.enabled: false
# ES的索引模板名称
setup.template.name: "system"
# ES索引模板的匹配模式
setup.template.pattern: "system-log*"
# 如果索引模板已经存在，是否覆盖，推荐设置为false
setup.template.overwrite: false
# 设置索引模板
setup.template.settings:# 设置索引的分片数量index.number_of_shards: 5# 设置索引的副本数量index.number_of_replicas: 0

执行filebeat采集日志

[root@node1.local filebeat]# filebeat -e -c /root/filebeat/systemlog.yaml

查看索引

添加索引

查看日志

六、logstash

filebeat是基于logstash再次开发的，logstash可以对自己公司自研产品进行自定义日志，选择要截取的日志。

Logstash 是一个具有实时管道功能的开源数据收集引擎。Logstash可以动态统一来自不同来源的数据，并将数据规范化到您选择的目标中。为了多样化的高级下游分析和可视化用例，清理和使所有数据平等化。

虽然 Logstash 最初在日志收集方面推动了创新，但它的能力远远超出了该用例。任何类型的事件都可以通过广泛的输入、过滤和输出插件进行增强和转换，许多本地编解码器进一步简化了摄入过程。Logstash 通过利用更多的数据量和种类加速您的洞察力。

工作原理

Logstash 事件处理管道有三个阶段：输入 → 过滤器 → 输出。

inputs 模块负责收集数据，filters 模块可以对收集到的数据进行格式化、过滤、简单的数据处理，outputs 模块负责将数据同步到目的地，Logstash的处理流程，就像管道一样，数据从管道的一端，流向另外一端。

inputs 和 outputs 支持编解码器，使您能够在数据进入或离开管道时对数据进行编码或解码，而无需使用单独的过滤器。

部署logstash

1.下载logstash
[root@node1.local ~]#  wget https://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-7.17.22-amd64.deb2.安装logstash
[root@node1.local ~]#  dpkg -i logstash-7.17.22-amd64.deb3.配置环境变量
[root@node1.local ~]#  ln -svf /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/sbin/
'/usr/local/sbin/logstash' -> '/usr/share/logstash/bin/logstash'

logstash结构

- pipeline
   - input
   - stdin
   - file
- filter
   - mutate
- output
   - stdout
   - elasticsearch

fileter插件

grok：logstash 中最常用的日志解释和结构化插件。

grok ：是一种采用组合多个预定义的正则表达式，用来匹配分割文本并映射到关键字的工具。
mutate ：支持事件的变换，例如重命名、移除、替换、修改等

drop ：完全丢弃事件

clone ：克隆事件

geoip：添加关于 IP 地址的地理位置信息

date：专门用于处理日志的日期模块，将其作为时间戳可以替换"@timestamp"字段。

案例编写

[root@node1.local conf.d]# vim 03-file-filter-elasticsearch.conf 
input {# 输入类型是一个file，代表的是文本文件file {# 指定的文件的路径，可以指定多个path => ["/var/log/*.log"]# 指定从源文件采集的位置，有效值为: beginning, end(默认值)。# 该参数仅在首次采集(没有在".sincedb*"文件中记录)新文件时生效，第二次采集则无视此参数。start_position => "beginning"}
}filter {mutate {# 对指定字段进行切分，本案例是将message字段按照"|"进行切分split => { "message" => "|" }# 添加字段add_field => { "other" => "%{[message][0]}""userId" => "%{[message][1]}" "action" => "%{[message][2]}""svip" => "%{[message][3]}""price" => "%{[message][4]}" }}mutate {split => { "other" => " "}add_field => {datetime => "%{[other][1]} %{[other][2]}"}# 移除字段remove_field => [ "message" , "other", "@version"]}mutate {# 对字段进行数据转换convert => {"price" => "float""userId" => "integer"}}# 处理时间相关的模块date {# 匹配日期字段，将"datetime" 转换为日期格式#    源数据： "datetime" => "2024-07-16 10:34:39"match => [ "datetime", "yyyy-MM-dd HH:mm:ss" ]# 使用match匹配到的时间数据类型存储在哪个字段中，若不指定，则默认使用覆盖"@timestamp"# target => "datetime"}}output {stdout {}elasticsearch {# 指定ES集群地址hosts => ["http://192.1.7.244:9200"]# 指定ES自定义索引的名称index => "system-%{+yyyy.MM.dd}"}
}

启动logstash实例

[root@node1.local ~]#  logstash -rf /etc/logstash/conf.d/03-file-filter-elasticsearch.conf

kibana查看索引

创建索引

查看日志数据

很明显，相对于filebeat来说。logstash这时候已经精准过滤出我们需要的字段了

七、常见问题及解决方案

问题：如何实现日志的多行合并功能？

系统应用中的日志一般都是以特定格式进行打印的，属于同一条日志的数据可能分多行进行打印，那么在使用 ELK 收集日志的时候就需要将属于同一条日志的多行数据进行合并。

解决方案：使用 Filebeat 或 Logstash 中的 multiline 多行合并插件来实现

在使用 multiline 多行合并插件的时候需要注意，不同的 ELK 部署架构可能 multiline 的使用方式也不同，如果是本文的第一种部署架构，那么 multiline 需要在 Logstash 中配置使用，如果是第二种部署架构，那么 multiline 需要在 Filebeat 中配置使用，无需再在 Logstash 中配置 multiline。

1、multiline 在 Filebeat 中的配置方式：

pattern：正则表达式

negate：默认为 false，表示匹配 pattern 的行合并到上一行；true 表示不匹配 pattern 的行合并到上一行

match：after 表示合并到上一行的末尾，before 表示合并到上一行的行首

如：该配置表示将不匹配 pattern 模式的行合并到上一行的末尾

pattern: '\['
negate: true
match: after

2、multiline 在 Logstash 中的配置方式

（1）Logstash 中配置的 what 属性值为 previous，相当于 Filebeat 中的 after，Logstash 中配置的 what 属性值为 next，相当于 Filebeat 中的 before。
（2）pattern => "%{LOGLEVEL}\s*\]" 中的 LOGLEVEL 是 Logstash 预制的正则匹配模式，预制的还有好多常用的正则匹配模式，详细请看：https://github.com/logstash-plugins/logstash-patterns-core/tree/master/patterns

问题：如何将 Kibana 中显示日志的时间字段替换为日志信息中的时间？

默认情况下，我们在 Kibana 中查看的时间字段与日志信息中的时间不一致，因为默认的时间字段值是日志收集时的当前时间，所以需要将该字段的时间替换为日志信息中的时间。

解决方案：使用 grok 分词插件与 date 时间格式化插件来实现

在 Logstash 的配置文件的过滤器中配置 grok 分词插件与 date 时间格式化插件，如：

如要匹配的日志格式为：“[DEBUG][20170811 10:07:31,359][DefaultBeanDefinitionDocumentReader:106] Loading bean definitions”，解析出该日志的时间字段的方式有：

① 通过引入写好的表达式文件，如表达式文件为 customer_patterns，内容为：
CUSTOMER_TIME %{YEAR}%{MONTHNUM}%{MONTHDAY}\s+%{TIME}
注：内容格式为：[自定义表达式名称] [正则表达式]
然后 logstash 中就可以这样引用：

② 以配置项的方式，规则为：(?< 自定义表达式名称> 正则匹配规则)，如：

filter {  grok {    match => [ "message" , "(?<customer_time>%{YEAR}%{MONTHNUM}%{MONTHDAY}\s+%{TIME})" ]  }
}

问题：如何在 Kibana 中通过选择不同的系统日志模块来查看数据

一般在 Kibana 中显示的日志数据混合了来自不同系统模块的数据，那么如何来选择或者过滤只查看指定的系统模块的日志数据？

解决方案：新增标识不同系统模块的字段或根据不同系统模块建 ES 索引

1、新增标识不同系统模块的字段，然后在 Kibana 中可以根据该字段来过滤查询不同模块的数据

这里以第二种部署架构讲解，在 Filebeat 中的配置内容为：

通过新增：log_from 字段来标识不同的系统模块日志

2、根据不同的系统模块配置对应的 ES 索引，然后在 Kibana 中创建对应的索引模式匹配，即可在页面通过索引模式下拉框选择不同的系统模块数据。
这里以第二种部署架构讲解，分为两步：

① 在 Filebeat 中的配置内容为：

通过 document_type 来标识不同系统模块

② 修改 Logstash 中 output 的配置内容为：

在 output 中增加 index 属性，%{type} 表示按不同的 document_type 值建 ES 索引