پرومتئوس چیست؟ ابزاری برای مانیتورینگ سیستم ها

نسرین شریفی
۱۱ بهمن ۱۴۰۳

تصور کنید سرور های یک فروشگاه آنلاین ناگهان کند می‌شوند و کاربران با تاخیر در بارگذاری صفحات مواجه می‌شوند. چه چیزی باعث این مشکل شده است؟ آیا پردازنده بیش از حد اشغال شده یا حافظه سرور پر است؟ پرومتئوس ابزاری است که به این سوالات پاسخ می‌دهد.

این سیستم مانیتورینگ متن باز، داده های سری زمانی را جمع آوری کرده و با زبان کوئری نویسی PromQL امکان تحلیل آن ها را فراهم می‌کند. با استفاده از پرومتئوس، می‌توان تغییرات در مصرف منابع را به دقت رصد کرد، هشدار های لازم را تنظیم نمود و در نهایت، از عملکرد بهینه سرور ها اطمینان حاصل کرد. با لیارا همراه باشید تا با این سیستم مانیتورینگ بهتر آشنا شوید.

پرومتئوس یا Prometheus چیست؟

نظارت به معنای درک وضعیت داخلی سیستم ها از طریق داده هایی است که این سیستم ها تولید می‌کنند. این داده ها به مدیران سیستم و توسعه دهندگان کمک می‌کند تا عملکرد سیستم ها را بررسی کرده و مشکلات را شناسایی کنند. Prometheus یکی از ابزار های اصلی در حوزه نظارت بر سیستم ها است که با جمع آوری داده های و ذخیره آن ها در یک پایگاه داده زمان سری، امکان نظارت دقیق و به موقع را فراهم می‌آورد.

اصطلاح Prometheus در زمینه های مختلفی استفاده می‌شود، بنابراین آشنایی با این ابزار و نحوه عملکرد آن می‌تواند به شما کمک کند تا درک بهتری از سایر ابزار های مرتبط مانند گرافانا نیز داشته باشید.

پرومتئوس در سال 2012 توسط شرکت SoundCloud برای رفع کمبود های فناوری های موجود در سیستم ها ساخته شد. این ابزار به وسیله مدل داده قوی و زبان پرس‌وجو خود، امکان جمع آوری، دخیره سازی و تحلیل داده ها را به صورت موثر فراهم کرده است.

در سال 2018، پرومتئوس از مرحله آزمایشی بنیاد Cloud Native Computing Foundation (CNCF) فارغ‌التحصیل شد و امروز به یکی از محبوب‌ترین و فعال‌ترین ابزارهای نظارتی در جهان تبدیل شده است.

همچنین بخوانید: ساخت ایمیل info بدون نیاز به سایت

پرومتئوس به عنوان منبع داده

پرومتئوس داده ها را به صورت سری های زمانی جمع آوری کرده و ذخیره می‌کند که این نوع ذخیره سازی، برای نظارت و مانیتورینگ سیستم ها بسیار مفید است.

سری های زمانی چیست؟

یک سری زمانی شامل مجموعه ای از داده ها است که در زمان های مختلف ثبت می‌شوند. برای مثال، این داده ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند.

• نمودار دمای فصلی
• قیمیت سهام در طول زمان
• میزان داده های خوانده شده از دیسک در هر ثانیه

مدل داده های در پرومتئوس به شیوه زیر است.

• متریک ها (Metrics): مقدار عددی و مرتبط با یک زمان مشخص (مانند تعداد بایت های خوانده شده از دیسک)
• برچسب ها (Labels): ابعاد داده که به تفکیک آن کمک می‌کند.

چرا از پرومتئوس برای ذخیره سازی داده های سری زمانی استفاده کنیم؟

پایگاه داده معمولی برای مدیریت حجم بالای داده های سری زمانی بهینه نیستند. در مقابل، Prometheus با فشرده سازی و بهنه سازی داده ها، امکان ذخیره سازی و پردازش داده های سری زمانی با حجم بالا را فراهم می‌آورد. این ویژگی ها باعث می‌شود که Prometheus یک انتخاب مناسب برای نظارت و مانیتورینگ سیستم ها و زیر ساخت های پیچیده باشد.

PromQL و استفاده از داشبوردهای گرافانا

PromQL (Prometheus Query Language) زبان پرس‌وجوی مخصوص پرومتئوس است که برای فیلتر و پردازش داده های سری زمانی استفاده می‌شود. این زبان بعه کاربران این امکان را می‌دهد تا به راحتی داده ها را از داخل سیستم Prometheus استخراج و تحلیل کنند.

مثال: یک کوئری در PromQL:

node_disk_written_bytes_total{job=”integrations/macos-node”, device!=””}

این کوئری برای چه چیزی استفاده می‌شود؟

• متریک node_disk_written_bytes_total را انتخاب می‌کند که مجموع بایت‌های نوشته‌شده روی دیسک را نشان می‌دهد.
• بر اساس برچسب job=”integrations/macos-node” داده‌ها را محدود می‌کند.
• تعیین می‌کند که مقدار device نباید خالی باشد.

نتیجه کوئری بالا، یک جریانه خام از اعداد است که در نهایت در یک نمودار در گرافانا نمایش داده می‌شود.

اما مشکلی که دارد این است که روند تغییرات را نشان نمیدهد.

راه حل این مشکل این است که برای مشاهده نرخ تغییر داده ها در بازه های زمانی 5 دقیقه ای، می‌توانم از تابع rate() در PromQL استفاده کرد. این تابع به شما کمک می‌کند تا تغییرات را به دقت بیشتری درک کنید و عملکرد سیستم را بهتر پایش کنید.

انواع متریک‌ها در Prometheus

پرومتئوس از سه نوع اصلی متریک پشتیبانی می‌کند که هر کدام برای نظارت بر جنبه های مختلف سیستم ها کاربرد دارند. این متریک ها به شما کمک می‌کنند تا داده های سری زمانی را به شیوه‌ای موثر جمع آوری و تجزیه و تحلیل کنید.

• Counter: شمارنده ای که فقط افزایش می‌یابد و برای پیگیری اتفاقاتی که تنها می‌توانند افزایش یابند، مانند تعداد بایت های نوشته شده یا تعداد درخواست های دریافتی مفید است.
• Gauge: مقدار متغیری که می‌تواند هم افزایش و هم کاهش یابد. این نوع متریک برای نطارت بر مقادیری مانند مصرف RAM یا استفاده از CPU که ممکن است بالا و پایین برود مناسب است.
• Histogram: توزیع داده ها را در بازه های مختلف گروه بندی می‌کند. این متریک به شما کمک می‌کند تا رفتار سیستم را بر اساس فراوانی و توزیع داده ها تحلیل کنید.

چرا پرومتئوس مهم است و کاربرد آن در DevOps چیست؟

مشکلات در سیستم ها اجتناب ناپذیر هستند و یکی از مهم‌ترین نکات در مدیریت سیستم ها، شناسایی و سریع مشکلات و رفع آن ها است. نظارت موثر یکی از ابزار های اصلی برای شناسایی و حل مشکلات در سیستم ها است و به شما کمک می‌کند تا به سرعت از وضعیت و عملکرد سیستم خود آگاه شوید. در این راستا، پرومتئوس به عنوان یک ابزار قدرتمند برای جمع آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل داده های سری زمانی وارد عمل می‌شود.

سه ستون اصلی نظارت عبارت هستند از مورادی که در ادامه معرفی شده اند.

• متریک ها (Metrics): پرومتئوس پشتیبانی قوی از متریک ها دارد که می‌تواند داده های مختلفی از سیستم ها جمع آوری کند.
• لاگ ها (Logs): داده های لاک برای تشخیص مشکلات و تحلیل وضعیت سیستم ها به کار می‌روند.
• تریس ها (Traces): به شما کمک می‌کند تا فرآیند های پیچیده و زنجیره‌ای در سیستم ها توزیع شده را پیگیری کند.

با استفاده از پرومتئوس، اگر سیستم شما کند شود یا عملکرد آن دچار مشکل گردد، می‌توانید بلافاصله تشخیص دهید که آیا پردازنده بیش از حد اشغال شده است، حافظه پر شده یا دیسک در حال پردازش سنگین است. این ابزار به ویژه در فرآیند های DevOps اهمیت زیادی دارد. زیرا به تیم ها این امکان را می‎‌دهد که به صورت مداوم سیستم ها را مانیتور کرده و در صورت بروز مشکل، به سرعت اقدام کنند تا از کاهش عملکرد و خرابی های احتمالی جلوگیری شود.

Prometheus با ارائه یک مدل موثر و یک زبان پرس‌وجوی قدرتمند به نام PromQL، نظارت دقیق بر عملکرد سیستم ها و زیر ساخت ها را تسهیل می‌کند و نقش کلیدی در استقرار و نگهداری سیستم های پیچیده و مقیاس پذیر دارد.

پرومتئوس و گرافانا چگونه با هم کار می‌کنند؟

برای نظارت دقیق بر سیستم ها، ترکیب گرافانا، پرومتئوس و ابزار های مکمل نقش کلیدی دارند. پرومتئوس به عنوان یک سیستم جمع آوری متریک ها، اطلاعاتی مانند مصرف CPU، استفاده از حافظه و ترافیک شبکه را از سیستم های مختلف به صورت پیوسته جمع آوری می‌کند. این داده ها می‌توانند به عنوان معیار هایی برای ارزیابی عملکرد سیستم و شناسایی مشکلات بالقوه مورد استفاده قرار گیرند.

پس از جمع آوری داده ها، گرافانا وارد می‌ود و داده های خام پرومتئوس را به صورت داشبورد های مصور و قابل فهم نمایش می‌دهد. این مصور سازی به کاربران کمک می‌کنند تا روند تغییرات سیستم و عملکرد آن را در طول زمان رصد کنند.

برای تحلیل دقیق تر داده ها، PromQL، زبان پرس‌وجوی پرومتئوس، امکان فیلتر کردن و تجزیه و تحلیل داده ها را فراهم می‌کند. با استفاده از این زبان، می‌توانید به سادگی متریک های خاص را جستجو کنید و داده ها را مطابق نیاز خود تنظیم و بررسی کنید.

در نهایت، برا مقیاس های بزرگ و مدیریت داده های عظیم، Grafana Mimir به کمک می‌آید. این ابزار می‌تواند داده های پرومتئوس را در مقیاس های بزرگ مدیریت کند و مشکلات ذخیره سازی و پردازش داده ها را برطرف کند. با این ترکیب از ابزار ها، شما قادر خواهید بود نظارت دقیق تر و کارآمد تری بر سیستم های پیچیده و مقیاس پذیر خود داشته باشید.

همچنین بخوانید: گرافانا چیست؟

سوالات متداول

در ادامه برخی از سوالات شما در رابطه با Prometheus پاسخ داده شده است.

Prometheus چیست؟

Prometheus یک سیستم نظارت و جمع‌آوری داده است که برای مدیریت و ذخیره‌سازی سری‌های زمانی (Time Series) استفاده می‌شود. این ابزار به‌ویژه برای جمع‌آوری متریک‌ها و تجزیه‌وتحلیل آن‌ها در سیستم‌های توزیع‌شده مفید است.

چرا پرومتئوس در DevOpas محبوب است؟

Prometheus به دلیل قابلیت مقیاس‌پذیری، سادگی در استفاده و توانایی جمع‌آوری داده‌ها از منابع مختلف، ابزاری بسیار محبوب در محیط‌های DevOps است. این سیستم کمک می‌کند تا مشکلات عملکردی سریع شناسایی و حل شوند.

گرافانا و پرومتئوس چگونه با یکدیگر کار می‌کنند؟

داده‌ها را جمع‌آوری و ذخیره می‌کند، در حالی که Grafana این داده‌ها را پردازش و به صورت گرافیکی نمایش می‌دهد. این ترکیب به مدیران سیستم کمک می‌کند تا روندها و عملکرد سیستم‌ها را به‌صورت بصری مشاهده کنند.

محدودیت ها در استفاده از Prometheus چیست؟

Prometheus این است که به‌طور پیش‌فرض تنها داده‌های سری زمانی را ذخیره می‌کند و برای مقیاس‌های بسیار بزرگ ممکن است به منابع بیشتری نیاز داشته باشد. همچنین، مدیریت داده‌های طولانی‌مدت در Prometheus پیچیده است و نیاز به تنظیمات اضافی دارد.

جمع بندی

Prometheus یک ابزار قدرتمند برای نظارت و جمع‌آوری داده‌های سری زمانی است که به ویژه در محیط‌های DevOps کاربرد فراوانی دارد. با استفاده از این ابزار، می‌توان متریک‌ها را جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کرد و در کنار Grafana، داده‌ها را به‌صورت بصری مشاهده کرد. اگرچه Prometheus مزایای زیادی دارد، محدودیت‌هایی مانند مدیریت داده‌های طولانی‌مدت و نیاز به منابع بیشتر در مقیاس‌های بزرگ نیز وجود دارد.

به‌طور کلی، ترکیب Prometheus و Grafana برای نظارت مؤثر و شناسایی سریع مشکلات سیستم‌ها بسیار مفید است. شما می‌توانید برای استفاده از گرافانا به برنامه های آماده سایت لیار مراجعه کنید تا با استفاده از آن بهترین تجربه را در مانیتورینگ داشته باشید.