Prometheus 全方位监控实战（一）：Prometheus、Grafana 安装
内容概览
| 模块 | 核心内容 |
| 01 Prometheus架构 | 核心组件、架构图解、与Zabbix对比 |
| 02 环境部署 | 二进制部署、WebUI访问 |
| 03 监控Linux主机 | node-exporter部署、Prometheus配置、热加载 |
| 04 PromQL语句 | 数据类型、操作符、常用函数 |
| 05 Grafana展示 | 安装配置、数据源添加、Dashboard导入 |
| 06 监控中间件 | Windows、Docker(cAdvisor)、MySQL |
| 07 监控流程 | 标准化监控步骤 |
一、Prometheus概述
1.1 什么是Prometheus？
Prometheus是一款开源的监控系统，可以监控主流的中间件、操作系统、硬件设备、网络设备等。
| 对比项 | Zabbix | Prometheus |
| 强项 | 传统基础设施监控 | 容器、微服务监控 |
| 数据模型 | 关系型数据库 | 时序数据库 |
| 发现机制 | 手动配置/自动注册 | 服务发现（K8s/Consul） |
| 查询语言 | 较简单 | PromQL（功能强大） |
1.2 Prometheus架构图
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Prometheus 架构 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │
│ │ Grafana │◄────►│ Prometheus │◄────►│ Alertmanager│ │
│ │ (可视化) │ │ Server │ │ (告警) │ │
│ └─────────────┘ └──────┬──────┘ └─────────────┘ │
│ │ │
│ ┌───────────────┼───────────────┐ │
│ │ pull │ pull │ push │
│ ▼ ▼ ▼ │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌─────────────┐ │
│ │exporter │ │exporter │ │Pushgateway │ │
│ │(Linux) │ │(MySQL) │ │(自定义监控) │ │
│ └──────────┘ └──────────┘ └─────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘1.3 核心组件作用
| 组件 | 作用 |
| Prometheus Server | 采集目标数据、存储时序数据、提供WebUI查询接口 |
| Exporters | 被监控端，暴露metrics指标 |
| Grafana | 将Prometheus作为数据源，提供Dashboard可视化展示 |
| Pushgateway | 支持短期临时任务推送监控数据 |
| Alertmanager | 告警功能，支持钉钉、企业微信、邮箱等 |
GitHub：https://github.com/prometheus/prometheus
二、Prometheus环境部署
2.1 环境准备
| 主机 | IP | 配置 | 操作系统 | 角色 |
| prometheus-server31 | 10.0.0.31 | 1C2G+ | Ubuntu 22.04 | Prometheus Server + Grafana |
| node-exporter41 | 10.0.0.41 | 1C1G | Ubuntu 22.04 | 被监控端（Linux） |
| node-exporter42 | 10.0.0.42 | 1C1G | Ubuntu 22.04 | 被监控端（Linux） |
| node-exporter43 | 10.0.0.43 | 1C1G | Ubuntu 22.04 | 被监控端（Linux） |
2.2 二进制部署Prometheus
# 1. 下载软件包
wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v3.5.3/prometheus-3.5.3.linux-amd64.tar.gz
# 2. 解压到指定目录
tar xf prometheus-3.5.3.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
# 3. 运行Prometheus
cd /usr/local/prometheus-3.5.3.linux-amd64/
./prometheus
# 4. 访问WebUI
http://10.0.0.31:9090/
# 5. 卸载（直接删除目录）
rm -rf /usr/local/prometheus-3.5.3.linux-amd64/三、Prometheus监控Linux主机
3.1 node-exporter部署
什么是node-exporter？
node-exporter是Prometheus官方开源的一款用来暴露Linux系统指标的组件，包括CPU、内存、磁盘、网络、文件系统、负载等。
# 1. 下载软件包
wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.11.1/node_exporter-1.11.1.linux-amd64.tar.gz
# 2. 解压
tar xf node_exporter-1.10.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
# 3. 运行node-exporter
cd /usr/local/node_exporter-1.10.2.linux-amd64/
./node_exporter
# 4. 验证metrics接口
curl -s http://10.0.0.41:9100/metrics | wc -l
# 输出：1116（表示有1116个监控指标）
# 5. 卸载
rm -rf /usr/local/node_exporter-1.10.2.linux-amd64/3.2 node-exporter
3.3 Prometheus配置监控
# 1. 在被监控端安装node-exporter（42、43同理）
# 2. 修改Prometheus配置文件
vim /oldboyedu/softwares/prometheus-2.53.4.linux-amd64/prometheus.ymlglobal:
# 每间隔3秒进行数据采集，若不指定则默认为1分钟
scrape_interval: 3s
scrape_configs:
# 指定job任务的名称，可以自定义
- job_name: "oldboyedu-node-exporter"
# 访问被监控的路径
metrics_path: "/metrics"
# 访问被监控的协议
scheme: "http"
# 指定被监控端的后端地址
static_configs:
- targets: ["10.0.0.41:9100", "10.0.0.42:9100", "10.0.0.43:9100"]# 3. 热加载配置文件（无需重启服务）
curl -X POST 10.0.0.31:9090/-/reload
# 4. 验证配置生效
http://10.0.0.31:9090/targets?search=
# 5. 测试查询指标
# 在Prometheus WebUI的Graph页面执行
node_cpu_seconds_total
四、PromQL语句
4.1 Prometheus数据类型
| 类型 | 说明 | 示例 | 常用场景 |
| gauge | 当前值，所见即所得 |
| CPU使用率、内存使用率 |
| counter | 单调递增计数器 |
| 请求总数、错误总数 |
| histogram | 直方图样本观测 |
| 请求延迟分布、分位值 |
| summary | 预计算的分位值 |
| 预聚合的延迟统计 |
数据类型详解
1. gauge（仪表盘）
# 查询节点启动时间（当前值）
node_boot_time_seconds
# 查询Go版本信息（标签更有意义）
go_info2. counter（计数器）
# 查询QPS（每秒请求数）
rate(prometheus_http_requests_total[1m])
# 查询增量（1分钟内的请求增量）
increase(prometheus_http_requests_total[1m])
# 查询平均访问时间
prometheus_http_request_duration_seconds_sum / prometheus_http_request_duration_seconds_count3. histogram（直方图）- 分位值查询
# 查询HTTP请求延迟的95分位值
histogram_quantile(0.95, sum(rate(prometheus_http_request_duration_seconds_bucket[1m])) by (le))
# 查询特定API的延迟分布
histogram_quantile(0.95, sum(rate(prometheus_http_request_duration_seconds_bucket{handler="/api/v1/query"}[5m])) by (le))为什么需要分位值？
平均值会掩盖短时故障。例如：5分钟故障在24小时平均后可能被忽略，而分位值能及时发现短时异常。
4.2 PromQL操作符
# 1. 精确匹配
node_cpu_seconds_total{instance="10.0.0.42:9100", cpu="1"}
# 2. 正则匹配（=~）
node_cpu_seconds_total{instance="10.0.0.42:9100", cpu="1", mode=~"i.*"}
# 3. 取反操作（!=, !~）
node_cpu_seconds_total{instance="10.0.0.42:9100", cpu!="1", mode=~"i.*"}
# 4. 算数运算
100 / 5
10 + 204.3 常用函数
# 1. 计算CPU使用率（压力测试演示）
# 在42节点执行压力测试
apt -y install stress
stress --cpu 8 --io 4 --vm 2 --vm-bytes 128M --timeout 20m
# CPU使用率计算公式
(1 - sum(increase(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[1m])) by (instance)
/ sum(increase(node_cpu_seconds_total[1m])) by (instance)) * 100
# 2. 计算节点运行时间（分钟）
(time() - node_boot_time_seconds) / 60参考链接：
- 操作符：https://prometheus.io/docs/prometheus/latest/querying/operators/
- 函数：https://prometheus.io/docs/prometheus/latest/querying/functions/
4.4 Prometheus WebUI痛点
| 痛点 | 说明 |
| 临时性 | 查询数据是临时的，关闭页面后不保存 |
| 学习成本高 | 需要学习PromQL语法，对新手不友好 |
解决方案：使用Grafana进行可视化展示
五、Grafana图形化展示
5.1 Grafana安装
# 1. 安装依赖包
apt-get install -y adduser libfontconfig1 musl
# 2. 下载Grafana
wget https://dl.grafana.com/enterprise/release/grafana-enterprise_9.5.21_amd64.deb
# 3. 安装
dpkg -i grafana-enterprise_9.5.21_amd64.deb
# 4. 启动Grafana
systemctl enable --now grafana-server
# 5. 验证端口
ss -ntl | grep 3000
# 6. 访问WebUI
http://10.0.0.31:3000/
# 默认用户名/密码：admin/admin5.2 配置Prometheus数据源
1. 登录Grafana（首次登录需修改密码，可跳过）
2. 点击左侧菜单"Configuration" → "Data Sources"
3. 点击"Add data source" → 选择"Prometheus"
4. 配置URL：http://10.0.0.31:9090
5. 点击"Save & Test"5.3 导入Dashboard模板，监控linux主机
1. 点击左侧菜单"+" → "Import"
2. 输入Dashboard ID（如：1860）
3. 点击"Load"
4. 选择Prometheus数据源
5. 点击"Import"
常用Dashboard模板ID
| 监控对象 | Dashboard ID |
| Linux节点（Node Exporter） | 1860 |
| Windows主机 | 23847、14694、20763 |
| Docker容器（cAdvisor） | 10619 |
| MySQL | 14057、17320 |
模板查询站点：https://grafana.com/grafana/dashboards
六、Prometheus监控主流中间件
6.1 监控Windows主机
# 1. 下载windows_exporter
# 下载地址：https://github.com/prometheus-community/windows_exporter/releases/download/v0.31.5/windows_exporter-0.31.5-amd64.exe
# 2. 在Windows主机运行（cmd窗口）
windows_exporter-0.31.3-amd64.exe
# 3. 验证metrics
http://10.0.0.1:9182/metrics
# 4. Prometheus配置
vim prometheus.yml- job_name: "oldboyedu-windows-exporter"
static_configs:
- targets: ["10.0.0.1:9182"]# 5. 热加载
curl -X POST 10.0.0.31:9090/-/reload好用的模版ID
23847
14694
207636.2 监控Docker容器（cAdvisor）
cAdvisor：Google开源的工具，用于监控容器资源使用情况。
# 参考链接
https://github.com/google/cadvisor
# 1. 导入cAdvisor镜像
wget http://192.168.16.253/Resources/Prometheus/images/cAdvisor/oldboyedu-cadvisor-v0.52.1.tar.gz
docker load -i oldboyedu-cadvisor-v0.52.1.tar.gz
# 2. 运行测试容器
docker run -id --name c1 alpine:3.20.2
docker run -id --name c2 alpine:3.20.2
# 3. 运行cAdvisor容器
docker run \
--volume=/:/rootfs:ro \
--volume=/var/run:/var/run:ro \
--volume=/sys:/sys:ro \
--volume=/var/lib/docker/:/var/lib/docker:ro \
--volume=/dev/disk/:/dev/disk:ro \
-p 18080:8080 \
--detach=true \
--name=cadvisor \
--privileged \
--device=/dev/kmsg \
gcr.io/cadvisor/cadvisor-amd64:v0.52.1
# 4. 访问cAdvisor WebUI
http://10.0.0.41:18080/docker/
http://10.0.0.42:18080/docker/
# 5. Prometheus配置
[root@prometheus-server31 ~]# vim /oldboyedu/softwares/prometheus-2.53.4.linux-amd64/prometheus.yml
# 添加
- job_name: "oldboyedu-docker-cadVisor"
static_configs:
- targets: ["10.0.0.41:18080", "10.0.0.42:18080"]# 6. 热加载
curl -X POST 10.0.0.31:9090/-/reload
# 7. Grafana导入Dashboard 10619cAdvisor Dashboard优化（如果容器数量数据无法正常显示）：
| 优化项 | 操作 |
| PromQL优化 |
|
| Value options | 将'Calculation'字段设置为'Last *' |
| 保存Dashboard | 刷新页面后需重新保存 |
6.3 监控MySQL
# 1. 导入MySQL镜像，在10.0.0.41
wget http://192.168.16.253/Resources/Docker/images/WordPress/oldboyedu-mysql-v8.0.36-oracle.tar.gz
docker load < oldboyedu-mysql-v8.0.36-oracle.tar.gz
# 2. 部署MySQL容器
docker run -d \
--network host \
--name mysql-server \
--restart always \
-e MYSQL_DATABASE=prometheus \
-e MYSQL_USER=linux103 \
-e MYSQL_PASSWORD=yinzhengjie \
-e MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD=yes \
mysql:8.0.36-oracle \
--character-set-server=utf8 \
--collation-server=utf8_bin \
--default-authentication-plugin=mysql_native_password
# 3. 创建监控用户
docker exec -it mysql-server mysql
SHOW GRANTS FOR linux103;
# 添加权限
GRANT PROCESS, REPLICATION CLIENT, SELECT ON *.* TO linux103;
SHOW GRANTS FOR linux103;-- 创建监控用户并授权
CREATE USER 'linux103'@'%' IDENTIFIED BY 'yinzhengjie';
GRANT PROCESS, REPLICATION CLIENT, SELECT ON *.* TO 'linux103'@'%';
GRANT ALL PRIVILEGES ON `prometheus`.* TO 'linux103'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;# 3. 下载并安装mysqld_exporter 在另外一台机器这里是10.0.0.42
wget http://192.168.16.253/Resources/Prometheus/softwares/mysql_exporter/mysqld_exporter-0.19.0.linux-amd64.tar.gz
tar xf mysqld_exporter-0.19.0.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/bin/ \
mysqld_exporter-0.19.0.linux-amd64/mysqld_exporter --strip-components=1
# 4. 创建配置文件
cat > /root/.my.cnf << EOF
[client]
host = 10.0.0.41
port = 3306
user = linux103
password = yinzhengjie
EOF
# 5. 运行mysqld_exporter
mysqld_exporter --config.my-cnf=/root/.my.cnf
# 6. 验证metrics
curl -s http://10.0.0.42:9104/metrics | wc -l
# 输出：2569
# 7. Prometheus配置
[root@prometheus-server31 ~]# vim /oldboyedu/softwares/prometheus-2.53.4.linux-amd64/prometheus.yml - job_name: "oldboyedu-mysql-exporter"
static_configs:
- targets: ["10.0.0.42:9104"]# 8. 热加载
curl -X POST 10.0.0.31:9090/-/reload
# 9. Grafana导入Dashboard（14057、17320）七、Prometheus监控服务标准流程
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Prometheus 监控服务标准流程 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 步骤1：被监控端需要暴露metrics指标 │
│ ↓ │
│ 步骤2：Prometheus Server配置要监控的目标（服务发现） │
│ ↓ │
│ 步骤3：热加载配置文件（无需重启） │
│ ↓ │
│ 步骤4：检查Prometheus WebUI验证配置是否生效 │
│ ↓ │
│ 步骤5：Grafana导入Dashboard模板ID │
│ ↓ │
│ 步骤6：Grafana Dashboard出图展示 │
│ ↓ │
│ 步骤7：配置相应的告警规则（Alertmanager） │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘八、知识总结
| 模块 | 核心要点 |
| Prometheus架构 | Server + Exporters + Grafana + Pushgateway + Alertmanager |
| 部署方式 | 二进制部署、一键脚本 |
| node-exporter | 暴露Linux系统指标（CPU、内存、磁盘、网络） |
| PromQL数据类型 | gauge（当前值）、counter（计数器）、histogram（直方图）、summary（预计算） |
| PromQL常用 | rate()、increase()、histogram_quantile() |
| Grafana | 数据源配置、Dashboard导入（ID: 1860/10619/14057等） |
| cAdvisor | Docker容器监控 |
| mysqld_exporter | MySQL数据库监控 |
| windows_exporter | Windows操作系统监控 |
| 监控标准流程 | 暴露指标 → 配置Prometheus → 热加载 → 验证 → Grafana展示 → 告警 |
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