Grafana+Prometheus 搭建 JuiceFS 可视化监控系统

作为承载海量数据存储的分布式文件系统，用户通常需要直观地了解整个系统的容量、文件数量、CPU 负载、磁盘 IO、缓存等指标的变化。

JuiceFS 没有重复造轮子，而是通过 Prometheus 兼容的 API 对外提供实时的状态数据，只需将其添加到用户自建的 Prometheus Server 建立时序数据，然后通过 Grafana 等工具即可轻松实现 JucieFS 文件系统的可视化监控。

快速上手

这里假设你搭建的 Prometheus Server、Grafana 与 JuiceFS 客户端都运行在相同的主机上。其中：

• Prometheus Server：用于收集并保存各种指标的时序数据，安装方法请参考官方文档。
• Grafana：用于从 Prometheus 读取并可视化展现时序数据，安装方法请参考官方文档。

Ⅰ. 获得实时数据

JuiceFS 通过 Prometheus 类型的 API 对外提供数据。文件系统挂载后，默认可以通过 http://localhost:9567/metrics 地址获得客户端输出的实时监控数据。

image.png

Ⅱ. 添加 API 到 Prometheus Server

编辑 Prometheus 的配置文件，添加一个新 job 并指向 JuiceFS 的 API 地址，例如：

global:
  scrape_interval: 15s
  evaluation_interval: 15s

alerting:
  alertmanagers:
    - static_configs:
        - targets:
          # - alertmanager:9093

rule_files:
  # - "first_rules.yml"
  # - "second_rules.yml"

scrape_configs:
  - job_name: "prometheus"
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]

  - job_name: "juicefs"
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9567"]

假设配置文件名为 prometheus.yml，加载该配置启动服务：

./prometheus --config.file=prometheus.yml

访问 http://localhost:9090 即可看到 Prometheus 的界面。

Ⅲ. 通过 Grafana 展现 Prometheus 的数据

如下图所示，新建 Data Source：

• Name: 为了便于识别，可以填写文件系统的名称。
• URL: Prometheus 的数据接口，默认为 http://localhost:9090

image.png

然后，使用 grafana_template.json 创建一个仪表盘。进入新建的仪表盘即可看到文件系统的可视化图表了：

image.png

收集监控指标

根据部署 JuiceFS 的方式不同可以有不同的收集监控指标的方法，下面分别介绍。

挂载点

当通过 juicefs mount 命令挂载 JuiceFS 文件系统后，可以通过 http://localhost:9567/metrics 这个地址收集监控指标，你也可以通过 --metrics 选项自定义。如：

$ juicefs mount --metrics localhost:9567 ...

你可以使用命令行工具查看这些监控指标：

$ curl http://localhost:9567/metrics

除此之外，每个 JuiceFS 文件系统的根目录还有一个叫做 .stats 的隐藏文件，通过这个文件也可以查看监控指标。例如（这里假设挂载点的路径是 /jfs）：

$ cat /jfs/.stats

Kubernetes

JuiceFS CSI 驱动默认会在 mount pod 的 9567 端口提供监控指标，也可以通过在 mountOptions 中添加 metrics 选项自定义（关于如何修改 mountOptions 请参考 CSI 驱动文档），如：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: juicefs-pv
  labels:
    juicefs-name: ten-pb-fs
spec:
  ...
  mountOptions:
    - metrics=0.0.0.0:9567

新增一个抓取任务到 prometheus.yml 来收集监控指标：

scrape_configs:
  - job_name: 'juicefs'
    kubernetes_sd_configs:
    - role: pod
    relabel_configs:
    - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_label_app_kubernetes_io_name]
      action: keep
      regex: juicefs-mount
    - source_labels: [__address__]
      action: replace
      regex: ([^:]+)(:\d+)?
      replacement: $1:9567
      target_label: __address__
    - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_node_name]
      target_label: node
      action: replace

这里假设 Prometheus 服务运行在 Kubernetes 集群中，如果你的 Prometheus 服务运行在 Kubernetes 集群之外，请确保 Prometheus 服务可以访问 Kubernetes 节点，请参考这个 issue 添加 api_server 和 tls_config 配置到以上文件：

scrape_configs:
  - job_name: 'juicefs'
    kubernetes_sd_configs:
    - api_server: <Kubernetes API Server>
      role: pod
      tls_config:
        ca_file: <...>
        cert_file: <...>
        key_file: <...>
        insecure_skip_verify: false
    relabel_configs:
    ...

S3 网关

JuiceFS S3 网关默认会在 http://localhost:9567/metrics 这个地址提供监控指标，你也可以通过 --metrics 选项自定义。如：

$ juicefs gateway --metrics localhost:9567 ...

如果你是在 Kubernetes 中部署 JuiceFS S3 网关，可以参考 Kubernetes 小节的 Prometheus 配置来收集监控指标（区别主要在于 __meta_kubernetes_pod_label_app_kubernetes_io_name 这个标签的正则表达式），例如：

scrape_configs:
  - job_name: 'juicefs-s3-gateway'
    kubernetes_sd_configs:
      - role: pod
    relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_label_app_kubernetes_io_name]
        action: keep
        regex: juicefs-s3-gateway
      - source_labels: [__address__]
        action: replace
        regex: ([^:]+)(:\d+)?
        replacement: $1:9567
        target_label: __address__
      - source_labels: [__meta_kubernetes_pod_node_name]
        target_label: node
        action: replace

通过 Prometheus Operator 收集

Prometheus Operator 让用户在 Kubernetes 环境中能够快速部署和管理 Prometheus，借助 Prometheus Operator 提供的 ServiceMonitor CRD 可以自动生成抓取配置。例如（假设 JuiceFS S3 网关的 Service 部署在 kube-system 名字空间）：

apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: juicefs-s3-gateway
spec:
  namespaceSelector:
    matchNames:
      - kube-system
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: juicefs-s3-gateway
  endpoints:
    - port: metrics

Hadoop

JuiceFS Hadoop Java SDK 支持把监控指标上报到 Pushgateway 或者 Graphite。

Pushgateway

启用指标上报到 Pushgateway：

<property>
  <name>juicefs.push-gateway</name>
  <value>host:port</value>
</property>

同时可以通过 juicefs.push-interval 配置修改上报指标的频率，默认为 10 秒上报一次。

根据 Pushgateway 官方文档的建议，Prometheus 的抓取配置中需要设置 honor_labels: true。

需要特别注意，Prometheus 从 Pushgateway 抓取的指标的时间戳不是 JuiceFS Hadoop Java SDK 上报时的时间，而是抓取时的时间，具体请参考 Pushgateway 官方文档。

默认情况下 Pushgateway 只会在内存中保存指标，如果需要持久化到磁盘上，可以通过 --persistence.file 选项指定保存的文件路径以及 --persistence.interval 选项指定保存到文件的频率（默认 5 分钟保存一次）。

每一个使用 JuiceFS Hadoop Java SDK 的进程会有唯一的指标，而 Pushgateway 会一直记住所有收集到的指标，导致指标数持续积累占用过多内存，也会使得 Prometheus 抓取指标时变慢，建议定期清理 Pushgateway 上的指标。

定期使用下面的命令清理 Pushgateway 的指标数据，清空指标不影响运行中的 JuiceFS Hadoop Java SDK 持续上报数据。注意 Pushgateway 启动时必须指定 --web.enable-admin-api 选项，同时以下命令会清空 Pushgateway 中的所有监控指标。

$ curl -X PUT http://host:9091/api/v1/admin/wipe

Graphite

启用指标上报到 Graphite：

<property>
  <name>juicefs.push-graphite</name>
  <value>host:port</value>
</property>

同时可以通过 juicefs.push-interval 配置修改上报指标的频率，默认为 10 秒上报一次。

JuiceFS Hadoop Java SDK 支持的所有配置参数请参考文档。

使用 Consul 作为注册中心

JuiceFS 支持使用 Consul 作为监控指标 API 的注册中心，默认的 Consul 地址是 127.0.0.1:8500，你也可以通过 --consul 选项自定义。如：

$ juicefs mount --consul 1.2.3.4:8500 ...

当配置了 Consul 地址以后，--metrics 选项不再需要配置，JuiceFS 将会根据自身网络与端口情况自动配置监控指标 URL。如果同时设置了 --metrics，则会优先尝试监听配置的 URL。

注册到 Consul 上的每个实例，其 serviceName 都为 juicefs，serviceId 的格式为 <IP>:<mount-point>，例如：127.0.0.1:/tmp/jfs。

每个 instance 的 meta 都包含了 hostname 与 mountpoint 两个维度，其中 mountpoint 为 s3gateway 代表该实例为 S3 网关。

可视化监控指标

Grafana 仪表盘模板

JuiceFS 提供一些 Grafana 的仪表盘模板，将模板导入以后就可以展示收集上来的监控指标。目前提供的仪表盘模板有：

Grafana 仪表盘示例效果如下图：

image.png

总结

使用 Grafana 做为宏观观测工具，当出现异常情况时可以首先观察其中是否存在异常指标，再进行进一步的分析。同时重要指标建议设置报警提示，以便实时获取系统状态异常的通知。