[实战] 基于Docker的EFK日志系统与使用经验( 一 )

bjghzly

项目背景

随着业务的不断优化调整，开发的环境由传统环境转向Docker容器方向，各种开发过程和应用的日志变得更加种类繁多。
因此，集中式的日志管理与展示分析变得尤为重要。
项目实施架构

Docker环境搭建
　　Centos 7.5 docker ( 一 ) 安装

EFK简介

## Elasticsearch ：
官网 https://www.elastic.co
分布式搜索引擎。具有高可伸缩、高可靠、易管理等特点。可以用于全文检索、结构化检索和分析，并能将这三者结合起来。
Elasticsearch 基于 Lucene 开发，现在使用最广的开源搜索引擎之一，Wikipedia 、StackOverflow、Github 等都基于它来构建自己的搜索引擎。
## Fluentd (td-agent)：
https://www.fluentd.org
是开源社区中流行的日志采集器，提供了丰富的插件来适配不同的数据源、输出目的地等。
fluentd基于C和Ruby实现，并对性能表现关键的一些组件用C语言重新实现，整体性能不错
由于docker的log driver默认支持Fluentd，所以发送端默认选定Fluentd.
td-agent是fluentd的易安装版本，由Treasure Data公司维护。一般会默认包含一些常用插件
fluentd适合折腾，td-agent适合安装在大规模的生产环境。
## Kibana ：
官网 https://www.elastic.co
可视化化平台。它能够搜索、展示存储在 Elasticsearch 中索引数据。使用它可以很方便的用图表、表格、地图展示和分析数据。

　　术语约定

Elasticsearch 后续简称为 ES
三大日志采集器横向对比
　　网上转发前辈的对比
　　日志客户端（Logstash,Fluentd, Logtail）横评

阿里云ECS配置参数

ES+Kibana 所在主机
ecs.mn4.small 共享通用型 1核 4GB
# cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
# uname -r
4.4.162-1.el7.elrepo.x86_64
td-agent 所在主机
需要采集数据的每一台主机。注意，并不是在docker容器内安装。(当然，这视乎你是如何设计日志收集方式而定)
部署EFK

下载docker镜像
　　点开Download会有比较详细的指引


　　具体使用的指令如下：

docker pull docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:6.5.4
docker tag docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:6.5.4 elasticsearch:6.5.4
docker rmi docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:6.5.4
docker pull docker.elastic.co/kibana/kibana:6.5.4
docker tag docker.elastic.co/kibana/kibana:6.5.4 kibana:6.5.4
docker rmi docker.elastic.co/kibana/kibana:6.5.4
以上指令看不懂的话，请自行补docker知识
ES + Kibana 所在宿主机内核参数优化

vim /etc/sysctl.conf
vm.max_map_count=262144
立即生效
sysctl -w vm.max_map_count=262144
如果不设置，容器将会报如下错误
[1]: max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]
docker-compose 配置生成容器

用到的一些辅助配置(这些需要你去了解ES和Kibana是如何工作的)

mkdir -p /data/docker/EFK
cd /data/docker/EFK
elasticsearch 相关

主配置文件
vim elasticsearch.yml
内容如下
cluster.name: EFK                   # 这是注释：集群名称
node.name: host-elk01               # 集群中节点名称
path.data: /var/lib/elasticsearch   
path.logs: /var/log/elasticsearch
ES的JVM参数配置文件
vim jvm.options
内容如下，这些内容，可以从官方安装包内获取，这里只是把内容贴出来而已。
# JVM heap size，注意，此2个值要保持一致，否则会出现启动不了
-Xms1500m
-Xmx1500m
## 以下内容我没有修改，建议不熟悉参数的话，使用官方提供的参数
## GC configuration
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly
# pre-touch memory pages used by the JVM during initialization
-XX:+AlwaysPreTouch
## basic
# explicitly set the stack size
-Xss1m
# set to headless, just in case
-Djava.awt.headless=true
# ensure UTF-8 encoding by default (e.g. filenames)
-Dfile.encoding=UTF-8
# use our provided JNA always versus the system one
-Djna.nosys=true
# turn off a JDK optimization that throws away stack traces for common
# exceptions because stack traces are important for debugging
-XX:-OmitStackTraceInFastThrow
# flags to configure Netty
-Dio.netty.noUnsafe=true
-Dio.netty.noKeySetOptimization=true
-Dio.netty.recycler.maxCapacityPerThread=0
# log4j 2
-Dlog4j.shutdownHookEnabled=false
-Dlog4j2.disable.jmx=true
-Djava.io.tmpdir=${ES_TMPDIR}
## heap dumps
# generate a heap dump when an allocation from the Java heap fails
# heap dumps are created in the working directory of the JVM
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
# specify an alternative path for heap dumps; ensure the directory exists and
# has sufficient space
-XX:HeapDumpPath=data
# specify an alternative path for JVM fatal error logs
-XX:ErrorFile=logs/hs_err_pid%p.log
## JDK 8 GC logging
8:-XX:+PrintGCDetails
8:-XX:+PrintGCDateStamps
8:-XX:+PrintTenuringDistribution
8:-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime
8:-Xloggc:logs/gc.log
8:-XX:+UseGCLogFileRotation
8:-XX:NumberOfGCLogFiles=32
8:-XX:GCLogFileSize=64m
# JDK 9+ GC logging
9-:-Xlog:gc*,gc+age=trace,safepoint:file=logs/gc.log:utctime,pid,tags:filecount=32,filesize=64m
# due to internationalization enhancements in JDK 9 Elasticsearch need to set the provider to COMPAT otherwise
# time/date parsing will break in an incompatible way for some date patterns and locals
9-:-Djava.locale.providers=COMPAT
# temporary workaround for C2 bug with JDK 10 on hardware with AVX-512
10-:-XX:UseAVX=2
kibana相关

vim kibana.yml
内容如下
xpack.monitoring.ui.container.elasticsearch.enabled: true   # 这是注释，xpack是一个权限控制插件，30天试用。
server.port: 5601                               # kibana 监听端口
server.host: "0"                                # kibana 监听地址，0代表所有地址(0.0.0.0/0)
#server.basePath: ""
#server.rewriteBasePath: false
#server.maxPayloadBytes: 1048576
server.name: kibana                             # 服务器名称
elasticsearch.url: http://elasticsearch:9200    # ES服务器访问地址
#elasticsearch.preserveHost: true
#kibana.index: ".kibana"
#kibana.defaultAppId: "home"
#elasticsearch.username: "user"
#elasticsearch.password: "pass"
#server.ssl.enabled: false
#server.ssl.certificate: /path/to/your/server.crt
#server.ssl.key: /path/to/your/server.key
#elasticsearch.ssl.certificate: /path/to/your/client.crt
#elasticsearch.ssl.key: /path/to/your/client.key
#elasticsearch.ssl.certificateAuthorities: [ "/path/to/your/CA.pem" ]
#elasticsearch.ssl.verificationMode: full
#elasticsearch.pingTimeout: 1500
#elasticsearch.requestTimeout: 30000
#elasticsearch.requestHeadersWhitelist: [ authorization ]
#elasticsearch.customHeaders: {}
#elasticsearch.shardTimeout: 30000
#elasticsearch.startupTimeout: 5000
#elasticsearch.logQueries: false
#pid.file: /var/run/kibana.pid
#logging.dest: stdout
#logging.silent: false
#logging.quiet: false
#logging.verbose: false
#ops.interval: 5000
#i18n.locale: "en"
nginx 反向代理相关

因为要用到nginx反向代理，因此，会有一个容器专门运行nginx服务器
SSL证书可以采用Let’s Encrypt颁发的，免费使用90天，到期续约便可一直免费。
提供此nginx容器的主配置文件nginx.conf供参考
user nginx;
worker_processes auto;
worker_rlimit_nofile 60000;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
use epoll;
worker_connections 10240;
}
http {
server_tokens off;
log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
#### logs
access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
sendfile            on;
tcp_nopush          on;
tcp_nodelay         on;
types_hash_max_size 2048;
#### include
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
include  /etc/nginx/mime.types;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
default_type        application/octet-stream;
# server set
include /data/nginx_conf/vhosts/*.conf;
# upstream set
#  include /data/nginx_conf/upstream/*.conf;
##### Timeout
keepalive_timeout   60;
client_header_timeout 12;
client_body_timeout 120;
send_timeout 12;
##### post
client_max_body_size 100M; # 这个自己设置了，允许上传的大小。
##### Buffer
client_body_buffer_size 128k;
client_header_buffer_size 4k;
client_body_in_single_buffer on;
large_client_header_buffers 4 8k;
open_file_cache max=60000 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 2;
#### Compression
gzip on;
gzip_comp_level 6;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 16 8k;
gzip_types text/plain text/css text/xml application/xml text/javascript application/javascript application/x-javascript application/x-httpd-php;
gzip_vary off;
gzip_disable "MSIE [1-6]\.";
# proxy set
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
proxy_connect_timeout 300;
proxy_read_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
proxy_intercept_errors off;
proxy_ignore_client_abort on;
此容器的虚拟主机配置供参考
# server set
server {                                               
listen       9001 default_server ssl;              
listen       [::]:9001 default_server ssl;         
server_name  demo.com;                    
index        index.html index.htm         
# SSL set                                         
ssl on;                                       
ssl_certificate "/你的证书链路径/fullchain.cer";
ssl_certificate_key "/你的证书私钥路径/demo.com.key";
ssl_session_cache shared:SSL:10m;                                 
ssl_session_timeout  30m;                                          
ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;                                      
ssl_prefer_server_ciphers on;                                      
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";
## kibana                                                                              
location / {                                                                    
auth_basic "Authorization";                 # 用来在kibana访问前进行账号验证                           
auth_basic_user_file /etc/.htpasswd;        # 参考下面的工具用法                             
proxy_pass http://172.18.1.222:5601;        # 反向代理到内部的kibana主机                           
}                                                                              
}

nginx 基本认证htpasswd工具用法参考

注意，因为kibana默认是没有权限管理的，暴露在公网上，必须在前面加一层nginx基本模块认证，且配置为https协议。
有钱的同学可以使用xpack。
nginx 的基本认证模块auth_basic 中用到的htpasswd加密文件，根据不同的容器需要安装以下组件
centos: httpd-tools
alpine: apache2-utils
创建使用文本文件作为数据库
htpasswd [ -c ] [ -m ] [ -D ] passwdfile username
htpasswd -b [ -c ] [ -m | -d | -p | -s ] [ -D ] passwdfile username password
-c：自动创建文件，仅在文件不存在时使用
-m：md5格式加密，默认方式
-s: sha格式加密
-D：删除指定用户
-b: 批处理时使用，可以通过命令行直接读取密码而不是交互。
-n: 不更新文件，仅仅屏幕输出命令执行结果。
交互方式：
#htpasswd -c /etc/httpd/conf.d/.htpasswd hunk1
New password:
Re-type new password:
Adding password for user hunk1
非交互方式：
#htpasswd -bs /etc/httpd/conf.d/.htpasswd hunk2 1234567
Adding password for user hunk2
生成的密码是经过加密的
#cat .htpasswd
hunk1:xLhgTub5K6Css
hunk2:{SHA}IOq+XWSw4hZ5boNPUtYf0LcDMvw=
仅仅显示命令执行效果
#htpasswd -nbs hunk3 1234567
hunk3:{SHA}IOq+XWSw4hZ5boNPUtYf0LcDMvw=
删除指定用户
#htpasswd -D /etc/httpd/conf.d/.htpasswd hunk2
Deleting password for user hunk2
docker-compose.yml编排

docker创建外部自定义网络和数据卷,注意，这是使用docker-compose编排启动的必要条件
docker network create efk
docker volume create elasticsearch
####################
docker-compose.yml
内容如下
version: "2.4"
## 声明网络
networks:
efk:
external: true
## 声明数据卷
volumes:
elasticsearch:
external: true
### 服务
services:
elasticsearch:
image: elasticsearch:6.5.4
container_name: elasticsearch
environment:
- cluster.name=EFK
- node.name=host-elk01
- bootstrap.memory_lock=true
- "discovery.zen.ping.unicast.hosts=elasticsearch"
ulimits:
memlock:
soft: -1
hard: -1
networks:
- efk
ports:
- "9200:9200"
volumes:
- /etc/localtime:/etc/localtime
- "elasticsearch:/usr/share/elasticsearch/data"
- "/data/docker/EFK/jvm.options:/usr/share/elasticsearch/config/jvm.options"
restart: "always"
logging:
driver: "json-file"
options:
max-size: "200k"
max-file: "1"
kibana:
image: kibana:6.5.4
container_name: kibana
networks:
- efk
ports:
- "5601:5601"
volumes:
- /etc/localtime:/etc/localtime
- /data/docker/EFK/kibana.yml:/usr/share/kibana/config/kibana.yml
restart: "always"
logging:
driver: "json-file"
options:
max-size: "200k"
max-file: "1"
### 注意，以下服务的镜像属于自定义的，请参考上面的给的参考文件。基于nginx-alpine制作。
efk-proxy:
image: efk-proxy:latest
container_name: efk-proxy
networks:
- efk
ports:
- "9001:9001"
volumes:
- /etc/localtime:/etc/localtime
- "/data/docker/EFK/ssl/demo.com:/data/ssl/demo.com:ro"
command: ["nginx", "-g", "daemon off;"]
restart: "always"
depends_on:
- kibana
logging:
driver: "json-file"
options:
max-size: "200k"
max-file: "1"
启动ES + Kibana + nginx

docker-compose up -d
宿主机会出现端口5601，9001和9200
简单验证下
# curl 172.18.1.222:9200
{
"name" : "host-elk01",
"cluster_name" : "EFK",
"cluster_uuid" : "CMJ4F-E5TcypIhrReze7mQ",
"version" : {
"number" : "6.5.4",
"build_flavor" : "default",
"build_type" : "tar",
"build_hash" : "d2ef93d",
"build_date" : "2018-12-17T21:17:40.758843Z",
"build_snapshot" : false,
"lucene_version" : "7.5.0",
"minimum_wire_compatibility_version" : "5.6.0",
"minimum_index_compatibility_version" : "5.0.0"
},
"tagline" : "You Know, for Search"
}

　　打开浏览器，输入EFK对应的域名

部署 fluentd (td-agent)

在需要采集数据的机器安装client
查看是否安装：
rpm -qa|grep td-agent
按系统版本选择操作
https://www.fluentd.org
Installation Guide 提供了安装指引

查看本地安装了哪些组件

# td-agent-gem list --local
*** LOCAL GEMS ***
addressable (2.5.2)
elasticsearch (6.1.0)
elasticsearch-api (6.1.0)
elasticsearch-transport (6.1.0)
excon (0.62.0)
faraday (0.15.3)
fluent-config-regexp-type (1.0.0)
fluent-logger (0.7.2)
fluent-plugin-elasticsearch (2.11.11)
fluent-plugin-kafka (0.7.9)
fluent-plugin-record-modifier (1.1.0)
fluent-plugin-rewrite-tag-filter (2.1.0)
fluent-plugin-s3 (1.1.6)
fluent-plugin-td (1.0.0)
fluent-plugin-td-monitoring (0.2.4)
fluentd (1.2.6)
以上由于篇幅有限，仅仅列出一部分，其中包括了后续要使用到的fluent-plugin-elasticsearch
td-agent 配置文件

不同的操作系统位置不一样，centos系统如下
/etc/td-agent/td-agent.conf
默认会带有一些示例配置，此处暂时不作变更，后续会单独篇章讲解。
默认配置文件路径：/etc/td-agent/td-agent.conf
默认日志文件路径：/var/log/td-agent/td-agent.log
可以从这个日志文件中查看td-agent服务运行日志/报错信息

td-agent相关操作指令

设置开自动启动：                              systemctl enable td-agent.service
启动：                                                systemctl start td-agent
重新启动：                                         systemctl restart td-agent.service
热加载配置文件：                              systemctl reload td-agent.service
停止服务：                                         systemctl stop td-agent.service
检查是否设置了开机启动：                systemctl is-enabled td-agent.service
enabled：已开启
disabled：已关闭
启动之后，默认会监听tcp和udp的24224端口