云计算管理三利器：Nagios、Ganglia和Splunk

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　　概述
　　我们在搭建趋势云计算平台时，遇到了很多的问题和挑战。开始搭建时，第一次来了那么多性能强劲的机器，我们在感到兴奋的同时，也不免有些顾虑。大家坐在一起讨论，问题就列了满满一白板。
　　出了问题怎么办，有没有预警机制？有没有可视化的管理界面？管理平台需要自己开发吗？开发难度有多大？有没有开源的管理工具？那么多日志分布在各个机器上，有没有更有效的方法管理？能否生成好的报表？机器宕机，管理员能否收到短信通知？如何做性能调优？扩容升级时，能否给出依据？
　　带着这些问题，我们开始了自己的云计算平台管理和运营之旅，一路走来，收获颇丰。现在基本上形成了如图1所示的一整套云计算平台监控体系。

　　图1 云计算平台监控架构
　　在这个系统中，我们综合利用了Nagios、Ganglia和Splunk，搭建起云计算平台监控体系，使其具备错误报警、性能调优、问题追踪和自动生成运维报表的功能。有了这套系统，我们终于能够轻松管理Hadoop/HBase云计算平台了。接下来将简单介绍它们的特点和功能。
　　Nagios：云计算平台的智能报警器
　　总不能天天盯着机器看吧，因此我们首先关心的是机器的监控与报警。最理想的境界是：如果机器出故障了，我能第一时间处理；如果机器没有问题（最好永远没有问题），我能去喝茶、钓鱼和睡大觉。
　　发现机器有没有问题，对我们而言不是什么难事。写个脚本，Ping一下IP，Telnet每台机器的Service端口，如果增加了新机器就改改配置即可。但这样也太原始了吧，可视化效果差，不好维护，没有层次，不好管理，出不来报表，总不能老是用Excel人工写报表吧。有没有更好的方法呢？
　　有，你可以用Nagios。
　　Nagios是一个可运行在Linux/Unix平台之上的开源监视系统，可以用来监视系统运行状态和网络信息。Nagios可以监视所指定的本地或远程主机以及服务，同时提供异常通知功能。
　　Nagios可以提供以下几种监控功能。
　　监控网络服务（SMTP、POP3、HTTP、NNTP、Ping等）。监控主机资源（处理器负荷、磁盘利用率等）。简单的插件设计使得用户可以方便地扩展自己服务的检测方法。并行服务检查机制。具备定义网络分层结构的能力，并使用“parent”主机定义来表达网络主机间的关系，这种关系可被用来发现和明晰主机宕机或不可达状态。当服务或主机问题产生与解决时将告警发送给联系人（通过电子邮件、短信、用户定义方式）。具备定义事件处理功能，可以在主机或服务的事件发生时获取更多问题定位。自动的日志回滚。可以支持并实现对主机的冗余监控。可选的Web界面用于查看当前的网络状态、通知和故障历史、日志文件等。
　　Nagios最好用的地方就是它将这些每天管理员做的工作自动化，你只需设定好要监听的端口即可，它会默默地工作，帮忙定时地去检测服务端口的状态，一旦发现问题，会及时发出报警。报警可以是电子邮件也可以是手机，从而使得管理员第一时间就能收到系统的状况。
　　Nagios的报表功能也很强大。管理员可以很容易地得到每天、每周和每月的Service运行状况。

　　图2 SPN 后台运行的所有Service的当前状态
　　如图2所示，红色部分清楚地标注有问题的机器，点开链接，就可以得到有问题机器的情况。虽然在HBase中，几台Region Server宕机不会对整体服务产生大的影响，但多少会影响到系统的Performance。而且，如果某几台Region Server频繁宕机，对整个系统的稳定性也会产生不好的影响。有了Nagios，我们可以快速定位有问题的机器，及时地将一些机器移除出HBase系统，待调整好了再上线运行，以保证系统的稳定性。
　　现在，Nagios已经成为了很多公司必备的监控工具。只需要简单地配置，就可以实现强大的功能，将管理员从日常烦琐的工作中解放出来。
　　有了Nagios，哪怕就是管理上千台机器，也不会手忙脚乱，而是有一种统领千军、运筹帷幄的感觉。
　　
　　Ganglia：看到云计算平台的方方面面
　　Nagios的确不错，但你是不是真的可以喝茶、钓鱼、睡大觉呢？显然还不行。有了Nagios，你基本上可以做个优秀的救火队员，能在事发第一时间到达现场、处理事故。但如何防患于未然，真正做到运筹帷幄、游刃有余呢？
　　我们需要更加精确的数据，能够看到云计算平台的方方面面，能根据这些数据，做出性能调整、升级、扩容等的决策，从而保证Service能够满足不断增长的业务需求。
　　这时候，你需要Ganglia。
　　Ganglia是UC Berkeley发起的一个开源实时监视项目，用于测量数以千计的节点，为云计算系统提供系统静态数据以及重要的性能度量数据。Ganglia系统基本包含以下三大部分。
　　Gmond：Gmond运行在每台计算机上，它主要监控每台机器上收集和发送度量数据（如处理器速度、内存使用量等）。
　　Gmetad：Gmetad运行在Cluster的一台主机上，作为Web Server，或者用于与Web Server进行沟通。
　　Ganglia Web前端：Web前端用于显示Ganglia的Metrics图表。
　　Hadoop和HBase本身对于Ganglia的支持非常好。通过简单的配置，我们可以将Hadoop和HBase的一些关键参数以图表的形式展现在Ganglia的Web Console上。这些对于我们洞悉Hadoop和HBase的内部系统状态有很大的帮助。
　　在Hadoop的conf文件夹下面，找到hadoop-metrics.properties，配置好Ganglia的Server即可。这里要注意，Ganglia 3.0和Ganglia 3.1的区别，它们使用了不同的class。
　　dfs.class=org.apache.hadoop.metrics.ganglia.GangliaContext31
　　dfs.period=10
　　dfs.servers={Ganglia_Server}:8649
　　有了这些图表，Hadoop和HBase就不再是一个黑盒。无论是Hadoop的Namenode、Datanode，还是HBase的MasterServer、RegionServer任何时刻的情况，都会一目了然。由于图标的跨度可以是小时、天、月甚至是年，这样，就可以非常方便地定期生成周报、月报和年报。同时，根据图中Metrics的状况，我们可以通过调整参数、增加内存和硬盘、增加机器等的方法调整单个机器或者整个Service的性能。

图3 Hadoop其中一个DataNode的Metrics
　　Nagios 最大的问题在于不能洞悉到Service内部的状况。像Hadoop、HBase这样的分布式系统，一个节点的故障并不等于整个Service的故障，影响的只是Service的性能。所以，在测定Service的SLA时，我们不能以某一台机器的故障作为Service故障的评判标准。比如在我们的HBase SLA的设定上，我们定义了HBase Service完全不能工作的评判标准如下。
　　Master Server 联系不上。所有RegionServer 都无法联系上。-ROOT- 表无法访问。.META. 表无法访问。

图4 Ganglia对Hadoop/HBase使用情况的监测
　　那么，我们就可以根据这个规则定义SLA，通过定期调用HBaseAdmin相应API ，将测试的结果发给Ganglia。采用同样的方法，我们还可以自定义一些规则，监视HBase Master、Zookeeper等的情况。