集群日志收集架构ELK

ELK方案

ELK 是elastic公司提供的一套完整的日志收集以及展示的解决方案，是三个产品的首字母缩写，分别是ElasticSearch、Logstash 和 Kibana。

ElasticSearch简称ES，它是一个实时的分布式搜索和分析引擎，它可以用于全文搜索，结构化搜索以及分析。它是一个建立在全文搜索引擎 Apache Lucene 基础上的搜索引擎，使用 Java 语言编写。

Logstash是一个具有实时传输能力的数据收集引擎，用来进行数据收集（如：读取文本文件）、解析，并将数据发送给ES。

Kibana为 Elasticsearch 提供了分析和可视化的 Web 平台。它可以在 Elasticsearch 的索引中查找，交互数据，并生成各种维度表格、图形。

这三款软件都是开源软件，通常配合使用，而且又先后归于Elastic.co公司名下

ELK的用途

传统意义上，ELK是作为替代Splunk的一个开源解决方案。Splunk 是日志分析领域的领导者。日志分析并不仅仅包括系统产生的错误日志，异常，也包括业务逻辑，或者任何文本类的分析。而基于日志的分析，能够在其上产生非常多的解决方案，譬如：

1.问题排查。我们常说，运维和开发这一辈子无非就是和问题在战斗，运维和开发能够快速的定位问题，甚至防微杜渐，把问题杀死在摇篮里。日志分析技术显然问题排查的基石。

2.监控和预警。日志，监控，预警是相辅相成的。基于日志的监控，预警使得运维有自己的机械战队，大大节省人力以及延长运维的寿命。

3.关联事件。多个数据源产生的日志进行联动分析，通过某种分析算法，就能够解决生活中各个问题。比如金融里的风险欺诈等。

4.数据分析。这个对于数据分析师，还有算法工程师都是有所裨益的。

ElasticSearch介绍

earch是一个实时的分布式搜索和分析引擎，采用java语言编写，现在的最新版本已经ElasticSearch7.5.x，他的主要特点如下：

实时搜索、实时分析分布式架构、实时文件存储文档导向，所有对象都是文档高可用，易扩展，支持集群，分片与复制接口友好，支持json

Logstash介绍

logstash是一款轻量级的、开源的日志收集处理框架，它可以方便的把分散的、多样化的日志收集起来，并进行自定义的过滤分析处理，然后输出到指定的位置（如：es）。

Logstash工作原理

如上图，Logstash的数据处理过程主要包括：Inputs, Filters, Outputs 三部分， 另外在Inputs和Outputs中可以使用Codecs对数据格式进行处理。这四个部分均以插件形式存在，用户通过定义pipeline配置文件，设置需要使用的input，filter，output, codec插件，以实现特定的数据采集，数据处理，数据输出等功能。

（1）Inputs：用于从数据源获取数据，常见的插件如file, syslog, redis, beats等（2）Filters：用于处理数据如格式转换，数据派生等，常见的插件如grok, mutate, drop, clone, geoip等（3）Outputs：用于数据输出，常见的插件如elastcisearch，file, graphite, statsd等（4）Codecs：Codecs不是一个单独的流程，而是在输入和输出等插件中用于数据转换的模块，用于对数据进行编码处理，常见的插件如json，multiline

Kibana介绍

Kibana是一个开源的分析和可视化平台，设计用于和Elasticsearch一起工作。

可以用Kibana来搜索，查看，并存储在Elasticsearch索引中的数据进行交互。

可以轻松地执行高级数据分析，并且以各种图标、表格和地图的形式可视化数据。

Kibana使得理解大量数据变得很容易。它简单的、基于浏览器的界面使你能够快速创建和共享动态仪表板，实时显示Elasticsearch查询的变化。

什么是Filebeat

虽然我们的logstash功能已经非常强大了，里面包含采集，过滤，转换等功能；正因为有很多的功能，导致了它比较耗资源。其实在我们应用服务器端只需要采集日志功能就行了，没有必要logstash其他的功能；所以Filebeat等beat组件就出现了，它们比较小巧，而且不耗资源，也完全够用。

Filebeat是一个轻量级的托运人，用于转发和集中日志数据。Filebeat作为代理安装在服务器上，监视您指定的日志文件或位置，收集日志事件，并将它们转发到Elasticsearch或 Logstash进行索引。

Filebeat的工作原理：启动Filebeat时，它会启动一个或多个输入，这些输入将查找您为日志数据指定的位置。对于Filebeat找到的每个日志，Filebeat启动一个收集器。每个收集器为新内容读取单个日志，并将新日志数据发送到libbeat，libbeat聚合事件并将聚合数据发送到您为Filebeat配置的输出。

官方流程图如下:

ELK常见架构

最简单的ELK应用架构

上面架构是简单粗暴的架构，这种架构对数据源服务器（即应用服务器）性能影响较大，因为Logsash是需要安装和运行在需要收集的数据源服务器（即应用服务器）中，然后将收集到的数据实时进行过滤，过滤环节是很耗时间和资源的，过滤完成后才传输到ES中。下面是优化后的架构图：

用filebeat采集日志有效降低了收集日志对业务系统的系统资源的消耗。再通过logstash服务器可以过滤，转换日志。这样即满足了日志的过滤转换，也保障了业务系统的性能。

当然上面的架构中，是支持集群的

如果日志文件量特别大，以及收集的服务器日志比较多；这样架构中需加入消息中间件做一下缓冲

此架构适合大型集群，海量数据的业务场景，消息队列kafka集群架构有效保障了收集数据的安全性和稳定性，而后端logstash和es均采用了集群模式搭建，从整体上提高了ELK的系统的高效性，扩展性和吞吐量。