Grafana--Step与Resolution

 

在 Grafana 中，Resolution（分辨率） 和 Step（步长） 是时间序列数据可视化中的两个关键概念，尤其在处理时间范围较大的数据时，它们的配置直接影响图表精度和性能。

本文案例中，grafana版本为v8.1.8。

 

1、Step

step 是指在查询中，从数据源查询数据的时间间隔粒度，它决定了数据采样的频率，直接影响原始数据的精度。

较小的step会返回更多数据点（精度高），但可能增加查询时间和资源消耗；较大的step则会提高查询速度，但会丢失一些精度，数据点变的稀疏。

如下，设置 step=30s ，此时，只会取两次原始数据

 

设置成变量

 

2、Resolution

Resolution 是指在数据渲染阶段，控制图表中实际显示的数据点数量，即是决定图表渲染时的数据密度的参数，目的是平衡显示精度与性能。

默认情况下，Grafana 根据图表宽度（像素）和时间范围动态计算分辨率： 分辨率 ≈ 时间范围 / 图表宽度（像素） 

例：

若时间范围为 24 小时（86400 秒），图表宽度为 1200 像素，则分辨率为 86400 / 1200 = 72 秒/像素

渲染策略：Grafana 会将原始数据点按分辨率间隔合并（如每 72 秒合并为一个点），以减少渲染的数据量。

 

注意：Grafana 会根据图表的像素宽度，动态调整数据点密度。若原始数据点数量超过像素数，Grafana 会自动降采样，使数据点数量与像素数一致。无论是否手动设置 Resolution，只要 原始数据点数量 > 像素数，Grafana 就会强制降采样。

例：查询时间范围：1 年（原始数据点：每分钟一个，共约 525,600 个），图表宽度：1000 像素，Grafana 将数据点降采样至约 1000 个（每个像素显示一个点）。

 

对原始数据的处理方式：

• 降采样（Downsampling）：

  • Grafana 在渲染时会对查询返回的原始数据进行聚合（如平均值、最大值、最小值），合并到每个分辨率间隔内。

  • 例如，若查询返回的原始数据步长（Step）为 10s，而分辨率为 60s，则每 6 个原始点会被合并为 1 个显示点。

• 不修改原始数据：

  • Resolution 仅影响前端渲染，不会修改数据源中存储的原始数据，也不会影响查询时从数据源获取的原始数据粒度（由 Step 控制）。

 

3、Step与Resolution

维度	Step	Resolution
作用阶段	数据查询阶段（后端）	数据渲染阶段（前端）
核心目标	控制原始数据查询精度	优化图表渲染性能
调整影响	影响查询结果的数据粒度	影响显示的数据点密度
自动行为	可能依赖数据源默认值	根据时间范围和图表宽度动态调整

 

关联使用

• 当 Step < Resolution：
  查询返回的数据点比图表显示需要的更密集，Grafana 会进一步降采样，可能导致细节丢失。

• 当 Step > Resolution：
  查询返回的数据点比图表需要的更稀疏，图表可能通过插值填充，但精度下降。

• 理想情况：
  Step（查询步长）应略小于或等于 Resolution（渲染间隔），以确保原始数据密度足够支撑显示精度。

 

Step 与 Resolution 的间接关联

• step：控制从数据源查询的时间间隔（如 step=1m 表示每分钟返回一个数据点）。

  • 数据点密度 = 时间范围 / step。例如：

    • 时间范围 1 小时（3600 秒） + step=1m → 60 个数据点。

• Resolution：控制图表显示时的降采样比例（如 1/10 表示每 10 个原始点聚合为 1 个显示点）。

  • 显示密度 = 原始数据点数量 × Resolution。例如：

    • 原始 60 个数据点 + Resolution=1/10 → 6 个显示点。

两者通过 数据点数量 关联：step 决定原始数据密度，Resolution 决定最终显示的聚合程度。

 

例：

• 时间范围：1 小时（3600 秒）。

• step=1m → 原始数据点数量 = 60 个。

• Resolution=1/10 → 预期显示点数量 = 60 × 1/10 = 6 个。

但实际行为还受 图表像素数 影响：

• 若图表宽度为 1000 像素：

  • Grafana 会自动降采样到 1000 点，但由于 Resolution=1/10 已限制显示点为 6 个，最终显示 6 个点（优先遵循 Resolution）。

• 若图表宽度为 5 像素：

  • 即使 Resolution=1/10 允许显示 6 个点，Grafana 会强制降采样到 5 个点（遵循像素限制）。

此时：

• 原始数据点密度（由 step 决定） 高于显示需求（由 Resolution 或像素数决定）。

• Grafana 的降采样过程：

  1. 从数据源获取高密度数据（因 step 较小）。

  2. 根据 Resolution 或像素数进一步聚合，可能导致细节丢失（如短期波动被平滑）。

 

如何避免过度降采样

1. 匹配 step 与显示需求：

   • 长期趋势分析：增大 step（如 1h），减少原始数据量。

   • 短期精细分析：减小 step（如 5s）并设置 Resolution=1/1。

2. 优先保证数据源精度：

   • 若需保留关键细节（如告警阈值），step 应小于波动周期。

3. 动态调整 Resolution：

   • 时间范围变化时，手动或通过变量调整 Resolution，避免固定值导致不合理降采样。

 

4、查找/设置图表宽度

查找

• 鼠标右键点击图表，选择“检查”
• 找到图表对应的 <div> 或 <canvas> 元素，找到 width 属性的值

 

设置

• 坐标轴（Axis）配置
• Width选项可以选择设置坐标轴（Label）的占比宽度