离线部署ELK+kafka日志管理系统

1、简介

对于日志来说，最常见的需求就是收集、查询、显示，正对应logstash、elasticsearch、kibana的功能。

ELK日志系统在系统中，主要可解决的问题：
基于日志的数据挖掘
问题排查，上线检查
根据关键字查询日志详情
异常数据自动触发消息通知
服务器监控，应用监控，Bug管理
统计分析，比如接口的调用次数、执行时间、成功率等
性能分析，用户行为分析，安全漏洞分析，时间管理

Logstash：
Logstash是一个用来搜集、分析、过滤日志的工具。它支持几乎任何类型的日志，包括系统日志、错误日志和自定义应用程序日志。它可以从许多来源接收日志，这些来源包括 syslog、消息传递（例如 RabbitMQ）和JMX，它能够以多种方式输出数据，包括电子邮件、websockets和Elasticsearch。与其他监控系统的整合也很方便，可以将数据输出到zabbix、nagios等。还可以把数据统计后输出到graphite，实现统计数据的可视化显示。

logstash对日志的处理逻辑很简单，就是一个pipeline的过程：
inputs >> codecs >> filters>> outputs

agent分布在每一台需要采集数据的节点上，agent只是Logstash承担的一个角色，与此对应的是indexer。agent会分别将各自获取的日志作为输入输出到一个消息代理（例如redis或者kafka），indexer会将消息代理作为输入再输出到ES上，由ES做indexing。其实Logstash在整个过程中只负责输入输出，对Logstash而言并没有agent和index之分。如果日志量小的话完全不需要设置indexer，直接将ES作为agent的输出源。

Elasticsearch：
elasticsearch是基于lucene的开源搜索引擎，主要的特点有
real time
distributed
high availability
document oriented
schema free
restful api

kibana：
Kibana是一个基于Web的图形界面，用于搜索、分析和可视化存储在 Elasticsearch指标中的日志数据。它利用Elasticsearch的REST接口来检索数据，不仅允许用户创建他们自己的数据的定制仪表板视图，还允许他们以特殊的方式查询和过滤数据。kibana是根据前台过滤的条件，生成query 发送到elasticsearch,然后根据返回的值重绘页面。

下面盗用一张图来展示整个架构：




以上是我查看网上资料最终总结的，感谢各位大神的贡献。

2、测试环境说明
下面通过在测试环境下搭建ELK日志系统来对ELK进行更加深入的认识。

软件环境：
logstash-2.3.3.tar.gz marvel-2.3.3.tar.gzelasticsearch-2.3.3.zip kibana-4.5.1-linux-x64 marvel-agent-2.3.3.zip elasticsearch-head-master.zip license-2.3.3.zip jdk-8u101-linux-x64.tar.gz kafka_2.10-0.10.0.1.tgz zookeeper-3.4.6.tar.gz

服务器和角色：
192.168.1.101 kafka+zookeeper
192.168.1.102 kafka+zookeeper
192.168.1.103 kafka+zookeeper logstash shipper
192.168.1.104 logstash shipper
192.168.1.105 elasticsearch kibana
192.168.1.106 logstash indexer

说明：
本篇分别对上边的物理节点标识为node1—node6，下面都以这种称谓。
Node1和nide2以及node3三台节点上搭建kafka+zookeeper集群，另外node3本身也是一个nginx服务器。
Node4上搭建nginx服务器，和node3一起负责logstash日志数据生产端，把nginx日志传给kafka集群。

日志传输方向：
Nginx日志-->logstash shipper-->kafka+zookeeper-->logstash indexer-->elasticsearch
最后kibana负责展示es收集到的数据

3、 配置java环境

各节点配置jdk1.8的环境
/home/apps # tar -zxvf jdk-8u101-linux-x64.tar.gz

/home/apps # ln -sv /home/apps/jdk1.8.0_101/usr/local/jdk1.8.0_101
`/usr/local/jdk1.8.0_101' ->`/home/apps/jdk1.8.0_101'

编辑环境变量文件，注释掉之前的java环境配置，添加下面的内容
/home/apps # vi /etc/profile
JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_101
PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
CLASSPATH=$JAVA_HOME/jre/lib/ext:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
export PATH JAVA_HOME CLASSPATH

/home/apps #source /etc/profile

/home/apps # java -version
java version "1.8.0_101"
Java(TM) SE Runtime Environment (build1.8.0_101-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build25.101-b13, mixed mode)

4、搭建kafka+zookeeper集群环境
4.1、node1上安装配置zookeeper

解压包
# tar -xf kafka_2.10-0.10.0.1.tgz -C /usr/local
# tar -zxf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr/local

# cd /usr/local
# mv kafka_2.10-0.10.0.1/ kafka
# mv zookeeper-3.4.6/ zookeeper

生成zookeeper配置文件
# cd zookeeper/conf
# cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

编辑配置文件

# vi zoo.cfg

dataDir=/usr/local/zookeeper/tmp/zookeeper
server.1=192.168.1.101:2888:3888
server.2=192.168.1.102:2888:3888
server.3=192.168.1.103:2888:3888

# cd ..
# mkdir -p tmp/zookeeper
# echo "1" >tmp/zookeeper/myid

4.2、配置node2和node3的zookeeper

依照node1的配置配置node2和node3，注意下面的参数三个节点各有差异
Node2：
# echo "2" >tmp/zookeeper/myid

Node3：
# echo "3" >tmp/zookeeper/myid

其他配置都一样

4.3、依次启动三个节点的服务

# ./bin/zkServer.sh start conf/zoo.cfg
Using config:/usr/local/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Starting zookeeper ... STARTED

查看三个节点的状态
Node1：
# ./bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config:/usr/local/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

Node2：
# ./bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config:/usr/local/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

Node3：

# ./bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader

4.4、配置node1的kafka
# cd ../kafka
# vi config/server.properties
broker.id=0
port=9092
host.name=node1
log.dirs=/usr/local/kafka/tmp/kafka-logs
num.partitions=2
zookeeper.connect=192.168.1.101:2181,192.168.1.102:2181,192.168.1.103:2181

4.5、配置Node2和node3的kafka
依照node1的配置配置node2和node3，注意下面的参数三个节点各有差异
Node2：
broker.id=1
host.name=node2

node3：
broker.id=2
host.name=node3

说明：
host.name是节点的主机名

依次启动三个节点的kafka
# ./bin/kafka-server-start.sh config/server.properties

4.6、创建topic验证集群是否正常
Node1上创建topic

/usr/local/kafka# bin/kafka-topics.sh --create --zookeeper 192.168.1.100:2181 --replication-factor 3 --partitions 2 --topic test1
Created topic "test1".

Node2上发送消息至kafka（2节点模拟producer）
/usr/local/kafka # bin/kafka-console-producer.sh --broker-list 192.168.1.100:9092 --topic test1
hello world

Node3显示消息的消费（3节点模拟consumer）
/usr/local/kafka # bin/kafka-console-consumer.sh --zookeeper 192.168.1.100:2181 --topic test1 --from-beginning
hello world

可以看到在node2节点的输入的信息可以在nide3节点显示，说明集群正常使用。

使用下面的命令可以查看zookeeper服务的端口
# netstat -nlpt | grep -E "2181|2888|3888"

5、配置es和kibana
在node5节点配置es
5.1、创建elasticsearch账户
# groupadd esuser
# useradd -d /home/esuser -m esuser
# passwd esuser

/home/apps # unzip elasticsearch-2.3.3.zip
/home/apps # mv elasticsearch-2.3.3 /usr/local/elasticsearch

5.2、编辑es配置文件
# cd /usr/local/elasticsearch/

编辑es配置文件
# vi config/elasticsearch.yml
cluster.name: es_cluster
node.name: node5
path.data: /usr/local/elasticsearch/data
path.logs: /usr/local/elasticsearch/logs

network.host: 192.168.1.105
http.port: 9200

# mkdir data logs

修改目录权限
/home/apps # chown -R esuser:esuser /usr/local/elasticsearch/

切换到esuser用户，启动es服务
/usr/local/elasticsearch> ./bin/elasticsearch

可使用下面命令查看es服务端口情况
# netstat -nlpt | grep -E "9200|9300"

浏览器输入http://192.168.1.105:9200/，显示如下所示信息，说明服务正常
{
"name" : "node5",
"cluster_name" : "es_cluster",
"version" : {
"number" : "2.3.3",
"build_hash" : "218bdf10790eef486ff2c41a3df5cfa32dadcfde",
"build_timestamp" : "2016-05-17T15:40:04Z",
"build_snapshot" : false,
"lucene_version" : "5.5.0"
},
"tagline" : "You Know, for Search"
}

5.3、ES插件配置
/home/apps # unzip elasticsearch-head-master.zip
# mv elasticsearch-head-master /usr/local/elasticsearch/plugins/head

在浏览器中输入http://192.168.1.105:9200/_plugin/head/，出现如图【ELK&kafka1】所示的画面。



ELK&kafka1

marvel插件的安装
/usr/local/elasticsearch # ./bin/plugininstall file:///home/apps/license-2.3.3.zip
-> Installing fromfile:/home/apps/license-2.3.3.zip...
Trying file:/home/apps/license-2.3.3.zip...
Downloading .DONE
Verifying file:/home/apps/license-2.3.3.zipchecksums if available ...
NOTE: Unable to verify checksum fordownloaded plugin (unable to find .sha1 or .md5 file to verify)
Installed license into/usr/local/elasticsearch/plugins/license

/usr/local/elasticsearch # ./bin/plugininstall file:///home/apps/marvel-agent-2.3.3.zip
-> Installing fromfile:/home/apps/marvel-agent-2.3.3.zip...
Tryingfile:/home/apps/marvel-agent-2.3.3.zip ...
Downloading ..DONE
Verifyingfile:/home/apps/marvel-agent-2.3.3.zip checksums if available ...
NOTE: Unable to verify checksum fordownloaded plugin (unable to find .sha1 or .md5 file to verify)
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ WARNING: plugin requires additional permissions @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
* java.lang.RuntimePermission setFactory
* javax.net.ssl.SSLPermission setHostnameVerifier
Seehttp://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/security/permissions.html
for descriptions of what these permissionsallow and the associated risks.

Continue with installation? [y/N]y
Installed marvel-agent into/usr/local/elasticsearch/plugins/marvel-agent

重启es服务
在浏览器中输入http://192.168.1.105:9200/_plugin/head/，出现如图【ELK&kafka2】所示的画面。



ELK&kafka2

5.4、配置kibana

/home/apps # tar -zxvf kibana-4.5.1-linux-x64.tar.gz
/home/apps # mv kibana-4.5.1-linux-x64/usr/local/kibana

编辑kibana配置文件
/home/apps # cd /usr/local/kibana
/usr/local/kibana # vi config/kibana.ym
server.port: 5601
server.host: "192.168.1.105"
elasticsearch.url:"http://192.168.1.105:9200"
启动kibana
# ./bin/kibana &

在浏览器中输入192.168.1.105:5601，可以【ELK&kafka3】所示的画面。



ELK&kafka3

在Kibana中把marvel插件安装完成（安装过程需要一些时间）
/home/apps # cd /usr/local/kibana/
/usr/local/kibana # ./bin/kibana plugin--install marvel --url file:///home/apps/marvel-2.3.3.tar.gz
Installing marvel
Attempting to transfer from file:///home/apps/marvel-2.3.3.tar.gz
Transferring 1597693bytes....................
Transfer complete
Extracting plugin archive
Extraction complete
Optimizing and caching browser bundles...
Plugin installation complete

重启kibana后，访问kibana，可以【ELK&kafka4】所示的画面。



ELK&kafka4

6、Node4日志生产端配置
6.1、 node4节点安装配置nginx

# tar -zxf pcre-8.21.tar.gz -C /usr/local
# tar -zxf nginx-1.2.7.tar.gz -C /usr/local
# cd pcre-8.21/
# ./configure
# make && make install

# cd nginx-1.2.7/
# ./configure --with-http_stub_status_module --prefix=/usr/local/nginx
# make && make install

在nginx配置文件中的http {}段添加下面的内容：
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $body_bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" ';

/usr/local/nginx/sbin # ./nginx -s reload

6.2、logstash配置
# tar -zxvf logstash-2.3.3.tar.gz
# mv logstash-2.3.3 /usr/local/logstash

配置logstash生产端文件
/usr/local # cd logstash/

/usr/local/logstash # mkdir logs etc

/usr/local/logstash # vi etc/logstash_nginx_shipper.conf

input {
file {
type => "nginx-access"
path => "/usr/local/nginx/logs/access.log"
}
}

output {
stdout { codec => rubydebug }
kafka {
bootstrap_servers => "192.168.1.101:9092,192.168.1.102:9092,192.168.1.103:9092"
topic_id => "nginx-messages"
compression_type => "snappy"
}
}

说明：
配置文件中的stdout { codec => rubydebug }参数是为了在标准输出显示信息

通过这个文件的配置node4节点可以把nginx产生的日志信息发送到kafka集群

6.3、node3节点生产端的配置
因为node3本身就是一个nginx web服务器，所以只需要一个logstash配置文件就可以了，依照node4节点产生一个相同的文件。

日志消费端配置
依照node4的logstash配置，只不过配置文件不同，node6的配置文件如下所示：
/usr/local/logstash # vi etc/logstash_nginx_indexer.conf
input {
kafka {
zk_connect =>"192.168.1.101:2181,192.168.1.102:2181,192.168.1.103:2181"
topic_id => "nginx-messages"
codec => plain
reset_beginning => false
consumer_threads => 5
decorate_events => true
}
}
output {
#stdout {
# debug => true
# debug_format => json
# }
stdout { codec => rubydebug }
elasticsearch {
hosts => "192.168.1.105:9200"
index =>"nginx-messages-%{+YYYY-MM}"
}
}

7、验证
启动服务加载文件
日志生产端Node4：
/usr/local/logstash # ./bin/logstash -f etc/logstash_nginx_shipper.conf

日志消费端node6：
/usr/local/logstash # ./bin/logstash -f etc/logstash_nginx_indexer.conf

往node4的nginx日志文件中插入数据，可从图【ELK&kafka5】和【ELK&kafka6】看到多了nginx的索引，es中出现数据。



ELK&kafka5




ELK&kafka6日志生产端Node3：

/usr/local/logstash # ./bin/logstash -f etc/logstash_nginx_shipper.conf

往node3的nginx日志文件中插入数据，可从图【ELK&kafka7】看到es中出现的数据。




ELK&kafka7
在kibana的访问页面首先做配置，建立一个和es里展示的索引相对应的索引名“nginx-mes
sages-*”，如图【ELK&kafka8】否则的话不能创建索引。



ELK&kafka8

可从图【ELK&kafka9】看到kibana中出现的数据。



ELK&kafka9

8、 拓展
接下来还有很多的工作要做，例如环境架构的适用性和高可用、日志的格式化和过滤、kibana图表的分析、索引的清理、ELK系统的优化等等。

9、参考文章

http://lx.wxqrcode.com/index.php/post/101.html
http://blog.csdn.net/dabokele/article/details/51765136
http://blog.csdn.net/ubuntu64fan/article/details/26683941