Prometheus学习系列(九)之Prometheus 存储

前言

本文来自Prometheus官网手册 和 Prometheus简介

存储

Prometheus是一个本地磁盘时间序列数据库,但也可选择与远程存储系统集成,其本地时间序列数据库以自定义格式在磁盘上存储时间序列数据。

1.1 磁盘布局

采集的样本按每两个小时的时间段保存到一个目录,该目录包含一个或多个块文件,该文件包含该时间窗口的所有时间序列样本,以及元数据文件和索引文件(用于将度量名称和标签索引到块文件中的时间序列)。通过API删除系列时,删除记录存储在单独的逻辑删除文件中(而不是立即从块文件中删除数据)

当前传入样本的块保存在内存中,但尚未完全保留。通过预写日志(WAL)防止崩溃,可以在崩溃后重新启动Prometheus服务器时重放。预写日志文件以128MB段存储在wal目录中。这些文件包含尚未压缩的原始数据,因此它们比常规块文件大得多。 Prometheus将保留至少3个预写日志文件,但是高流量服务器可能会看到三个以上的WAL文件,因为它需要保留至少两个小时的原始数据。

Prometheus服务器的数据目录的目录结构如下所示:
./data
├── 01BKGV7JBM69T2G1BGBGM6KB12
│   └── meta.json
├── 01BKGTZQ1SYQJTR4PB43C8PD98
│   ├── chunks
│   │   └── 000001
│   ├── tombstones
│   ├── index
│   └── meta.json
├── 01BKGTZQ1HHWHV8FBJXW1Y3W0K
│   └── meta.json
├── 01BKGV7JC0RY8A6MACW02A2PJD
│   ├── chunks
│   │   └── 000001
│   ├── tombstones
│   ├── index
│   └── meta.json
└── wal
    ├── 00000002
    └── checkpoint.000001

注意,本地存储的局限性在于它不是集群或复制的。 因此,面对磁盘或节点中断,它不是任意可伸缩的或持久的,应该像对待任何其他类型的单节点数据库一样对待它。 建议将RAID用于磁盘可用性,快照用于备份,容量规划等,以提高耐用性。 通过适当的存储耐久性和计划,可以在本地存储中存储多年的数据。

或者,可以通过远程读/写API使用外部存储。 这些系统在耐用性,性能和效率上差异很大,因此需要仔细评估。有关文件格式的更多详细信息,请参见TSDB格式

二、压缩方面

最初的两个小时的块最终会在后台压缩为更长的块。压缩将创建较大的块,按最多保留时间的10%,或21天,以较小者为准。

三、运营方面

Prometheus具有几个允许配置本地存储的标志。最重要的是:

  • --storage.tsdb.path:这决定了Prometheus写入数据库的位置。 默认为data/
  • --storage.tsdb.retention.time:这决定了何时删除旧数据。 默认为15d。 如果此标志设置为默认值以外的任何值,则覆盖storage.tsdb.retention
  • --storage.tsdb.retention.size:[EXPERIMENTAL]这确定了存储块可以使用的最大字节数(请注意,这不包括WAL大小,这可能很大)。 最早的数据将被删除。 默认为0或禁用。 此标志是实验性的,可以在将来的版本中进行更改。 支持的单位:KB,MB,GB,PB。 例如:“512MB”
  • --storage.tsdb.retention:不推荐使用此标志,而使用storage.tsdb.retention.time
  • --storage.tsdb.wal-compression:此标志启用预写日志(WAL)的压缩。 根据您的数据,您可以预期WAL大小将减少一半,而额外的CPU负载却很少。 请注意,如果启用此标志,然后将Prometheus降级到2.11.0以下的版本,则您将需要删除WAL,因为它将不可读。

平均而言,Prometheus每个样本仅使用大约1-2个字节。 因此,要计划Prometheus服务器的容量,可以使用以下粗略公式:

needed_disk_space = retention_time_seconds * ingested_samples_per_second * bytes_per_sample

要调整每秒采集样本的速率,您可以减少抓取的时间序列数(每个目标的目标更少或更少的系列),或者可以增加抓取时间间隔。但是,由于压缩序列中的样本,减少序列数可能更有效。

如果您的本地存储由于某种原因而损坏,最好的选择是关闭Prometheus并删除整个存储目录。 Prometheus的本地存储不支持不兼容POSIX的文件系统,可能会发生损坏,无法恢复。 NFS仅是潜在的POSIX,大多数实现不是。您可以尝试删除单个块目录来解决该问题,这意味着每个块目录将损失大约两个小时的数据时间窗口。同样,Prometheus的本地存储并不意味着持久的长期存储。

如果同时指定了时间和大小保留策略,则在那一刻将使用第一个触发的策略。过期的块清除将在后台计划中进行。删除过期的数据块可能最多需要两个小时。过期的块在清除之前必须完全过期。

四、远程存储集成

Prometheus的本地存储在可伸缩性和持久性方面受到单个节点的限制。 Prometheus并没有尝试解决Prometheus本身中的群集存储,而是提供了一组允许与远程存储系统集成的接口。

4.1 概述

Prometheus通过两种方式与远程存储系统集成:

  • Prometheus可以将提取的样本以标准格式写入远程URL。
  • Prometheus可以以标准化格式从远程URL读取(返回)样本数据。

 

读写协议都使用基于HTTP的快速压缩协议缓冲区编码。该协议尚未被认为是稳定的API,当可以安全地假定Prometheus和远程存储之间的所有跃点都支持HTTP / 2时,该协议将来可能会更改为在HTTP / 2上使用gRPC。

有关在Prometheus中配置远程存储集成的详细信息,请参阅Prometheus配置文档的“远程写入”和“远程读取”部分,有关请求和响应消息的详细信息,请参阅远程存储协议缓冲区定义

注意,在读取路径上,Prometheus仅从远端获取一组标签选择器和时间范围的原始系列数据。 PromQL对原始数据的所有评估仍然在Prometheus本身中进行。这意味着远程读取查询具有一定的可伸缩性限制,因为所有必需的数据都需要先加载到查询的Prometheus服务器中,然后在那里进行处理。但是,支持PromQL的完全分布式评估暂时被认为是不可行的。

4.2 现有集成

要了解有关与远程存储系统的现有集成的更多信息,请参阅集成文档

 
posted @ 2019-12-04 16:44  jyzhou  阅读(...)  评论(...编辑  收藏