从ELK到EFK演进 (2)

这是最简单的一种ELK架构方式,Logstash 实例直接与 Elasticsearch 实例连接。优点是搭建简单,易于上手。建议供初学者学习与参考,不能用于线上的环境。

集群版架构

这种架构下我们采用多个 Elasticsearch 节点组成 Elasticsearch 集群,由于 Logstash 与 Elasticsearch 采用集群模式运行,集群模式可以避免单实例压力过重的问题,同时在线上各个服务器上部署 Logstash Agent,来满足数据量不大且可靠性不强的场景。

数据收集端:每台服务器上面部署 Logstash Shipper Agent 来收集当前服务器上日志,日志经过 Logstash Shipper 中 Input插件、Filter插件、Output 插件传输到 Elasticsearch 集群

数据存储与搜索:Elasticsearch 配置默认即可满足,同时我们看数据重要性来决定是否添加副本,如果需要的话,最多一个副本即可

数据展示:Kibana 可以根据 Elasticsearch 的数据来做各种各样的图表来直观的展示业务实时状况

这种架构使用场景非常有限,主要存在以下两个问题

消耗服务器资源:Logstash 的收集、过滤都在服务器上完成,这就造成服务器上占用系统资源较高、性能方面不是很好,调试、跟踪困难,异常处理困难

数据丢失:大并发情况下,由于日志传输峰值比较大,没有消息队列来做缓冲,就会导致 Elasticsearch 集群丢失数据

这个架构相对上个版本略微复杂,不过维护起来同样比较方便,同时可以满足数据量不大且可靠性不强的业务使用。

引入消息队列

该场景下面,多个数据首先通过 Lostash Shipper Agent 来收集数据,然后经过 Output 插件将数据投递到 Kafka 集群中,这样当遇到 Logstash 接收数据的能力超过 Elasticsearch 集群处理能力的时候,就可以通过队列就能起到削峰填谷的作用, Elasticsearch 集群就不存在丢失数据的问题。

目前业界在日志服务场景中,使用比较多的两种消息队列为 :Kafka VS Redis。尽管 ELK Stack 官网建议使用 Redis 来做消息队列,但是我们建议采用 Kafka 。主要从下面两个方面考虑:

数据丢失:Redis 队列多用于实时性较高的消息推送,并不保证可靠。Kafka保证可靠但有点延时

数据堆积:Redis 队列容量取决于机器内存大小,如果超过设置的Max memory,数据就会抛弃。Kafka 的堆积能力取决于机器硬盘大小。

综合上述的理由,我们决定采用 Kafka 来缓冲队列。不过在这种架构下仍然存在一系列问题

Logstash shipper 收集数据同样会消耗 CPU 和内存资源

不支持多机房部署

这种架构适合较大集群的应用部署,通过消息队列解决了消息丢失、网络堵塞的问题。

多机房部署

随着沪江业务的飞速增长,单机房的架构已经不能满足需求。不可避免的,沪江的业务需要分布到不同机房中,对于日志服务来说也是不小的挑战。当然业界也有不少成熟的方法,比如阿里的单元化、腾讯的 SET 方案等等。单元化在这边不详细展开,大家可以参考微博的【单元化架构】

最终我们决定采用单元化部署的方式来解决 ELK 多机房中遇到的问题(延时、专线流量过大等),从日志的产生、收集、传输、存储、展示都是在同机房里面闭环消化,不存在跨机房传输与调用的问题。因为交互紧密的应用尽量部署在同机房,所以这种方案并不会给业务查询造成困扰。

Logstash、Elasticsearch、Kafka、Kibana 四个集群都部署到同一机房中,每个机房都要每个机房自己的日志服务集群,比如A机房业务的日志只能传输给本机房 Kafka ,而A机房 Indexer 集群消费并写入到A机房 Elasticsearch 集群中,并由A机房 Kibana 集群展示,中间任何一个步骤不依赖B机房任何服务。

引入Filebeat

Filebeat 是基于原先 logstash-forwarder 的源码改造出来的,无需依赖 Java 环境就能运行,安装包10M不到。

如果日志的量很大,Logstash 会遇到资源占用高的问题,为解决这个问题,我们引入了Filebeat。Filebeat 是基于 logstash-forwarder 的源码改造而成,用 Golang 编写,无需依赖 Java 环境,效率高,占用内存和 CPU 比较少,非常适合作为 Agent 跑在服务器上。

下面看看Filebeat的基本用法。编写配置文件,从 Nginx access.log 中解析日志数据

# filebeat.yml filebeat.prospectors: - input_type: log paths: /var/log/nginx/access.log json.message_key: output.elasticsearch: hosts: ["localhost"] index: "filebeat-nginx-%{+yyyy.MM.dd}"

我们来看看压测数据

压测环境

虚拟机 8 cores 64G内存 540G SATA盘

Logstash 版本 2.3.1

Filebeat 版本 5.5.0

压测方案

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