1.3 監控系統的開源產品
前面介紹了通用的監控系統實現原理，下面看看已有的開源監控系統解決方案。
在監控軟件中，開源的解決方案有流量監控（MRTG、Cacti、SmokePing等）、性能告警（Nagios、Zabbix、Zenoss Core、Ganglia、Netdata等）、基于時序數據庫存儲數據的監控（Graphite、OpenTSDB、InfluxDB、Prometheus、OpenFalcon等）、基于全文搜索引擎數據庫存儲數據的監控（如ELK套件）可供選擇。上述各監控產品都有自己的特點和功能，其側重點和目標不完全相同，在設計理念和實現方法上也各有差異，但都具有一些共同特征，例如采集數據、分析展示、告警以及簡單的故障自動處理等，最終都能達到對IT系統服務可用性的完全展示。需要說明的是，當前的時序數據庫側重于監控數據的存儲，其采集需要借助其他工具來實現。時序監控產品的設計理念較為先進，具有很多創新功能，隨著其不斷發展，將會極大地促進監控領域技術的發展。下面我們來分別介紹主流的監控開源產品。對于其他商業監控產品，本書不做介紹。
1.3.1 Cacti
Cacti（中文含義為“仙人掌”）是一套基于PHP、MySQL、SNMP和RRDtool開發的網絡流量監測圖形分析工具，如圖1-7所示。其數據采集僅支持SNMP方式，通過snmpget命令來獲取監控數據，使用RRDtool命令工具存儲歷史數據和繪圖，并提供數據和用戶管理功能，可以根據用戶權限查看不同的樹狀結構、主機設備以及指定的監控數據圖，支持與LDAP結合進行用戶認證，同時也能自定義模板。對于網絡設備的監控，其展示效果非常不錯，在10年前，它是廣受網絡管理員喜歡的監控產品。
Cacti官方網站地址：1.3.2 Nagios
Nagios是一個插件式的監控系統，可以監控服務的運行狀態和網絡信息等，并能監視所指定的本地或遠程主機參數以及服務，同時提供異常告警通知功能等，如圖1-8所示。 Nagios對開源監控系統的影響非常深遠，曾經風靡一時，占據開源監控市場的大部分份額，并基于Nagios產生了很多新的監控產品。近年來，隨著其他開源監控軟件的崛起，Nagios逐漸淡出了歷史舞臺，使用的人群相對減少，但目前仍有一些公司在使用。 Nagios支持客戶端的數據采集，通過編寫客戶端插件，可以獲取各種監控數據，并提供了Web管理界面進行數據查詢。其產品的主要功能側重于監控服務的可用性，根據設置的閾值進行告警，但大部分告警邏輯都是通過監控插件實現的。 Nagios官方網站地址：1.3.3 InfluxDB套件
InfluxDB并不是一個監控產品，而是一個開源的分布式時序、時間和指標數據庫，使用Go語言開發。其功能是數據指標的存儲，不提供告警分析功能和數據采集功能，僅僅是一個數據庫，支持SQL語言查詢，其語法和MySQL類似。隨著InfluxDB時序數據庫的功能不斷完善，官方也推出了作為監控系統使用的相關套件，分別是Telegraf（采集數據的客戶端）、InfluxDB（存儲監控數據）、Kapacitor（告警分析）、Chronograf（監控數據可視化），其架構邏輯示意圖如圖1-9所示。 InfluxDB官方網站地址：1.3.4 Prometheus
Prometheus是一套開源的系統監控報警框架，其架構示意圖如圖1-10所示。Prometheus最初的設計理念受Google的Borgmon監控系統所啟發，由工作在SoundCloud的Google前員工于2012年創建，作為社區開源項目進行開發，2015年正式發布。2016年，Prometheus正式加入Cloud Native Computing Foundation（CNCF）組織，2018年其成為繼Kubernetes從CNCF畢業的第二個項目，其受歡迎程度僅次于Kubernetes。 Prometheus官方網站地址：Prometheus產品得到迅速發展，離不開天時、地利、人和，在2015年前后，微服務概念開始流行，軟件架構從單體應用轉換為微服務，此時，能夠原生支持對容器Docker、Kubernetes監控的產品會被使用微服務的公司首先接受，而同期的其他監控產品均不直接提供對微服務的監控，故其在微服務領域取得先機。另外，該產品本身的設計較為合理，提供了靈活而強大的查詢語句（PromQL）、靈活的告警策略，易于管理，方便擴展，其數據采集使用私有客戶端，傳輸協議使用HTTP，數據存儲使用私有數據庫。更多的介紹，讀者可以查看Prometheus官網或者地址：1.3.5 OpenFalcon
OpenFalcon是一個企業級、高可用、可擴展的開源監控解決方案。它在GitHub上獲得了數千個星（star）、數百次復刻（fork）、上百個代碼提交（pull-request），社區用戶超過6000人，超過200家公司都在不同程度地使用OpenFalcon。 OpenFalcon官方網站地址：OpenFalcon由多個組件構成，重要的組件有數據采集、數據傳輸、數據存儲、告警分析、圖形展示等，數據采集使用專用客戶端，傳輸協議為私有的，數據存儲支持OpenTSDB和RRD兩種方式，其架構示意圖如圖1-11所示。 Netdata是Linux系統實時性能監測工具，以Web可視化方式展示系統及應用程序的實時運行狀態（包括CPU、內存、硬盤輸入/輸出、網絡等Linux性能數據）。 ELK是Elasticsearch、Logstash、Kibana的簡稱，這三者是核心套件，但并非全部。 Logstash是一個用來搜集、分析、過濾日志的工具。它支持幾乎任何類型的日志，包括系統日志、錯誤日志和自定義應用程序日志。它可以從許多來源接收日志，這些來源包括syslog、消息傳遞（如RabbitMQ）和JMX。它能夠以多種方式輸出數據，包括電子郵件、WebSocket和Elasticsearch。 Kibana是一個基于Web的圖形界面，用于搜索、分析和可視化存儲Elasticsearch指標中的日志數據。它利用Elasticsearch的REST接口來檢索數據，不僅允許用戶創建自己數據的定制儀表板視圖，還允許他們以特殊的方式查詢和過濾數據。 實際上，隨著ELK家族的不斷發展，其針對日志采集開發了專用的客戶端Beats系列產品，包括Filebeat（日志文件）、Metricbeat（指標）、Packetbeat（網絡數據）、Winlogbeat（Windows事件日志）、Auditbeat（審計數據）、Heartbeat（運行時間監控），如圖1-13所示。 Zabbix是企業級分布式監控系統，是一個開箱即用的成熟解決方案，具備完備的功能。綜合其他監控產品來說，它是一個大而全、功能豐富且定制非常靈活的產品，具備其他監控產品的功能，同時提供了其他監控產品所不具備的功能，擴展非常靈活，是企業級監控系統比較合理的選擇之一。 從功能上說，Zabbix支持多種采集方式和采集客戶端，有專用的Agent（代理），也支持SNMP、IPMI、JMX、Telnet、SSH等多種協議，它將采集到的數據存放到數據庫中，可以支持MySQL、Oracle、PostgreSQL、SQLite、Elasticsearch等數據庫，然后對其進行分析整理，達到條件觸發告警，并支持對告警數據的分析統計。Zabbix具有良好的管理界面，如圖1-14和圖1-15所示。 Zabbix監控系統也是本書的主題所在，對于其具體功能將在后續章節中詳細講解。 從以上各種監控系統產品的對比來看，Zabbix都是具有優勢的，其具有豐富的基本功能、可擴展的能力、二次開發的能力和簡單易用的特點，讀者只要稍加學習，即可構建自己的監控系統。圖1-8 Nagios的界面截圖
圖1-9 InfluxDB套件的架構邏輯示意圖
圖1-10 Prometheus架構示意圖
圖1-11 OpenFalcon架構示意圖
1.3.6 Netdata
圖1-12 Netdata的界面截圖
1.3.7 ELK家族
圖1-13 Beats系列軟件
1.3.8 Zabbix
圖1-14 Zabbix的首頁截圖
圖1-15 Zabbix的拓撲圖截圖