基于ELK搭建MySQL日志平台的要点和常见错误

第一部分 概括

ELK是集分布式数据存储、可视化查询和日志解析于一体的日志分析平台。ELK=elasticsearch+Logstash+kibana，三者各司其职，相互配合，共同完成日志的数据处理工作。ELK各组件的主要功能如下：

• elasticsearch，数据存储以及全文检索；
• logstash，日志加工、“搬运工”；
• kibana：数据可视化展示和运维管理。

我们在搭建平台时，还借助了filebeat插件。Filebeat是本地文件的日志数据采集器，可监控日志目录或特定日志文件（tail file），并可将数据转发给Elasticsearch或Logstatsh等。

本案例的实践，主要通过ELK收集、管理、检索mysql实例的慢查询日志和错误日志。

简单的数据流程图如下：

第二部分 elasticsearch

2.1 ES特点和优势

• 分布式实时文件存储，可将每一个字段存入索引，使其可以被检索到。
• 实时分析的分布式搜索引擎。分布式：索引分拆成多个分片，每个分片可有零个或多个副本；负载再平衡和路由在大多数情况下自动完成。
• 可以扩展到上百台服务器，处理PB级别的结构化或非结构化数据。也可以运行在单台PC上。
• 支持插件机制，分词插件、同步插件、Hadoop插件、可视化插件等。

2.2 ES主要概念

ES数据库	MySQL数据库
Index	Database
Tpye[在7.0之后type为固定值_doc]	Table
Document	Row
Field	Column
Mapping	Schema
Everything is indexed	Index
Query DSL[Descriptor structure language]	SQL
GET http://...	Select * from table …
PUT http://...	Update table set …

• 关系型数据库中的数据库（DataBase），等价于ES中的索引（Index）;
• 一个关系型数据库有N张表（Table），等价于1个索引Index下面有N多类型（Type）;
• 一个数据库表（Table）下的数据由多行（ROW）多列（column，属性）组成，等价于1个Type由多个文档（Document）和多Field组成;
• 在关系型数据库里，schema定义了表、每个表的字段，还有表和字段之间的关系。 与之对应的，在ES中：Mapping定义索引下的Type的字段处理规则，即索引如何建立、索引类型、是否保存原始索引JSON文档、是否压缩原始JSON文档、是否需要分词处理、如何进行分词处理等;
• 关系型数据库中的增insert、删delete、改update、查search操作等价于ES中的增PUT/POST、删Delete、改_update、查GET.

2.3 执行权限问题

报错提示

[usernimei@testes01 bin]$ Exception in thread "main" org.elasticsearch.bootstrap.BootstrapException: java.nio.file.AccessDeniedException: /data/elasticsearch/elasticsearch-7.4./config/elasticsearch.keystore
Likely root cause: java.nio.file.AccessDeniedException: /data/elasticsearch/elasticsearch-7.4./config/elasticsearch.keystore
    at java.base/sun.nio.fs.UnixException.translateToIOException(UnixException.java:)
    at java.base/sun.nio.fs.UnixException.rethrowAsIOException(UnixException.java:)
    at java.base/sun.nio.fs.UnixException.rethrowAsIOException(UnixException.java:)
    at java.base/sun.nio.fs.UnixFileSystemProvider.newByteChannel(UnixFileSystemProvider.java:)
    at java.base/java.nio.file.Files.newByteChannel(Files.java:)
    at java.base/java.nio.file.Files.newByteChannel(Files.java:)
    at org.apache.lucene.store.SimpleFSDirectory.openInput(SimpleFSDirectory.java:)
    at org.elasticsearch.common.settings.KeyStoreWrapper.load(KeyStoreWrapper.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.loadSecureSettings(Bootstrap.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.init(Bootstrap.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.execute(Elasticsearch.java:)
    at org.elasticsearch.cli.EnvironmentAwareCommand.execute(EnvironmentAwareCommand.java:)
    at org.elasticsearch.cli.Command.mainWithoutErrorHandling(Command.java:)
    at org.elasticsearch.cli.Command.main(Command.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:)
    at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:)
Refer to the log for complete error details

问题分析

第一次误用了root账号启动，此时路径下的elasticsearch.keystore 权限属于了root

-rw-rw----  root      root         Mar  : elasticsearch.keystore

解决方案--切换到root用户修改文件elasticsearch.keystore权限

调整到es用户下，即

chown -R es用户:es用户组 elasticsearch.keystore

问题2.4 maximum shards open 问题

根据官方解释，从Elasticsearch v7.0.0 开始，集群中的每个节点默认限制 1000 个shard，如果你的es集群有3个数据节点，那么最多 3000 shards。这里我们是只有一台es。所以只有1000。

[--11T11::,][WARN ][logstash.outputs.elasticsearch][main] Marking url as dead. Last error: [LogStash::Outputs::ElasticSearch::HttpClient::Pool::HostUnreachableError] Elasticsearch Unreachable: [http://qqelastic:xxxxxx@155.155.155.155:55944/][Manticore::SocketTimeout] Read timed out {:url=>http://qqelastic:xxxxxx@155.155.155.155:55944/, :error_message=>"Elasticsearch Unreachable: [http://qqelastic:xxxxxx@155.155.155.155:55944/][Manticore::SocketTimeout] Read timed out", :error_class=>"LogStash::Outputs::ElasticSearch::HttpClient::Pool::HostUnreachableError"}
[--11T11::,][ERROR][logstash.outputs.elasticsearch][main] Attempted to send a bulk request to elasticsearch' but Elasticsearch appears to be unreachable or down! {:error_message=>"Elasticsearch Unreachable: [http://qqelastic:xxxxxx@155.155.155.155:55944/][Manticore::SocketTimeout] Read timed out", :class=>"LogStash::Outputs::ElasticSearch::HttpClient::Pool::HostUnreachableError", :will_retry_in_seconds=>2}
[--11T11::,][WARN ][logstash.outputs.elasticsearch][main] Restored connection to ES instance {:url=>"http://qqelastic:xxxxxx@155.155.155.155:55944/"}
[--11T11::,][WARN ][logstash.outputs.elasticsearch][main] Could not index event to Elasticsearch. {:status=>, :action=>["index", {:_id=>nil, :_index=>"mysql-error-testqq-2019.05.11", :routing=>nil, :_type=>"_doc"}, #<LogStash::Event:0x65416fce>], :response=>{"index"=>{"_index"=>"mysql-error-qqweixin-2020.05.11", "_type"=>"_doc", "_id"=>nil, "status"=>, "error"=>{"type"=>"validation_exception", "reason"=>"Validation Failed: 1: this action would add [2] total shards, but this cluster currently has [1000]/[1000] maximum shards open;"}}}}

可以用Kibana来设置

主要命令：

PUT /_cluster/settings
{
  "transient": {
    "cluster": {
      "max_shards_per_node":
    }
  }
}

操作截图如下：

注意事项：

建议设置后重启下lostash服务

第三部分 Filebeat

问题3.1  不读取log文件中的数据

--23T19::41.772+    INFO    [monitoring]    log/log.go:    Non-zero metrics in the last 30s   
 {"monitoring": {"metrics": {"beat":{"cpu":{"system":{"ticks":,"time":{"ms":}},"total":{"ticks":,"time":{"ms":},"value":},"user":{"ticks":,"time":{"ms":}}},"handles":{"limit":{"hard":,"soft":},"open":},"info":{"ephemeral_id":"a4c61321-ad02-2c64-9624-49fe4356a4e9","uptime":{"ms":}},"memstats":{"gc_next":,"memory_alloc":,"memory_total":},"runtime":{"goroutines":}},"filebeat":{"harvester":{"open_files":,"running":}},"libbeat":{"config":{"module":{"running":}},"pipeline":{"clients":,"events":{"active":}}},"registrar":{"states":{"current":}},"system":{"load":{"":,"":0.05,"":0.01,"norm":{"":,"":0.0125,"":0.0025}}}}}}

修改 filebeat.yml 的配置参数

问题3.2  多个服务进程

--27T20::22.985+    ERROR    logstash/async.go:    Failed to publish events caused by: write tcp [::]:->[::]:: write: connection reset by peer
--27T20::23.985+    INFO    [monitoring]    log/log.go:    Non-zero metrics in the last 30s    {"monitoring": {"metrics": {"beat":{"cpu":{"system":{"ticks":,"time":{"ms":}},"total":{"ticks":,"time":{"ms":},"value":},"user":{"ticks":,"time":{"ms":}}},"handles":{"limit":{"hard":,"soft":},"open":},"info":{"ephemeral_id":"a02ed909-a7a0-49ee-aff9-5fdab26ecf70","uptime":{"ms":}},"memstats":{"gc_next":,"memory_alloc":,"memory_total":,"rss":},"runtime":{"goroutines":}},"filebeat":{"events":{"active":,"added":},"harvester":{"open_files":,"running":}},"libbeat":{"config":{"module":{"running":}},"output":{"events":{"batches":,"failed":,"total":},"write":{"errors":}},"pipeline":{"clients":,"events":{"active":,"published":,"total":}}},"registrar":{"states":{"current":}},"system":{"load":{"":0.05,"":0.11,"":0.06,"norm":{"":0.0063,"":0.0138,"":0.0075}}}}}}
--27T20::24.575+    ERROR    pipeline/output.go:    Failed to publish events: write tcp [::]:->[::]:: write: connection reset by peer

原因是同时有多个logstash进程在运行，关闭重启

问题3.3  将Filebeat 配置成服务进行管理

filebeat 服务所在路径：

/etc/systemd/system

编辑filebeat.service文件

[Unit]
Description=filebeat.service
[Service]
User=root
ExecStart=/data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat -e -c /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat.yml
[Install]
WantedBy=multi-user.target

管理服务的相关命令

systemctl start filebeat              #启动filebeat服务
systemctl enable filebeat             #设置开机自启动
systemctl disable filebeat            #停止开机自启动
systemctl status filebeat             #查看服务当前状态
systemctl restart filebeat　          #重新启动服务
systemctl list-units --type=service        #查看所有已启动的服务

问题3.4  Filebeat 服务启动报错

注意错误

Exiting: error loading config file: yaml: line : did not find expected key

主要问题是：filebeat.yml 文件中的格式有破坏，应特别注意修改和新增的地方，对照前后文，验证格式是否有变化。

问题 3.5 Linux 版本过低，无法以systemctl管理filebeat服务

此时我们可以以service来管理，在目录init.d下创建一个filebeat.service文件。主要脚本如下：

#!/bin/bash
agent="/data/filebeat/filebeat-7.4.2-linux-x86_64/filebeat"
args="-e -c /data/filebeat/filebeat-7.4.2-linux-x86_64/filebeat.yml"
start() {
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
        echo "Starting filebeat: "
       nohup  $agent $args >/dev/null >& &
        if [ $? == '' ];then
            echo "start filebeat ok"
        else
            echo "start filebeat failed"
        fi
    else
        echo "filebeat is still running!"
        exit
    fi
}
stop() {
    echo -n $"Stopping filebeat: "
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
echo "filebeat is not running"
    else
        kill $pid
echo "stop filebeat ok"
    fi
}
restart()
 {
    stop
    start
}
status(){
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
        echo "filebeat is not running"
    else
        echo "filebeat is running"
    fi
}
case "$1" in
    start)
        start
    ;;
    stop)
        stop
    ;;
    restart)
        restart
    ;;
    status)
        status
    ;;
    *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|status}"
        exit
esac

注意事项

1.文件授予执行权限

chmod  filebeat.service

2.设置开机自启动

chkconfig --add filebeat.service

上面的服务添加自启动时，会报错

解决方案 在 service file的开头添加以下 两行

即修改完善后的代码如下：

#!/bin/bash

# chkconfig:   2345 10 80
# description:  filebeat is a tool for colletct log data

agent="/data/filebeat/filebeat-7.4.2-linux-x86_64/filebeat"
args="-e -c /data/filebeat/filebeat-7.4.2-linux-x86_64/filebeat.yml"
start() {
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
        echo "Starting filebeat: "
       nohup  $agent $args >/dev/null?>& &
        if [ $? == '' ];then
            echo "start filebeat ok"
        else
            echo "start filebeat failed"
        fi
    else
        echo "filebeat is still running!"
        exit
    fi
}
stop() {
    echo -n $"Stopping filebeat: "
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
echo "filebeat is not running"
    else
        kill $pid
echo "stop filebeat ok"
    fi
}
restart()
 {
    stop
    start
}
status(){
    pid=`ps -ef |grep /data/filebeat/filebeat-7.4.-linux-x86_64/filebeat |grep -v grep |awk '{print $2}'`
    if [ ! "$pid" ];then
        echo "filebeat is not running"
    else
        echo "filebeat is running"
    fi
}
case "$1" in
    start)
        start
    ;;
    stop)
        stop
    ;;
    restart)
        restart
    ;;
    status)
        status
    ;;
    *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|restart|status}"
        exit
esac

第四部分 Logstash

问题 4.1 服务化配置

logstash最常见的运行方式即命令行运行./bin/logstash -f logstash.conf启动，结束命令是ctrl+c。这种方式的优点在于运行方便，缺点是不便于管理，同时如果遇到服务器重启，则维护成本会更高一些，如果在生产环境运行logstash推荐使用服务的方式。以服务的方式启动logstash，同时借助systemctl的特性实现开机自启动。

（1）安装目录下的config中的startup.options需要修改
修改主要项:
1.服务默认启动用户和用户组为logstash；可以修改为root；
2. LS_HOME 参数设置为 logstash的安装目录；例如：/data/logstash/logstash-7.6.0
3. LS_SETTINGS_DIR参数配置为含有logstash.yml的目录；例如：/data/logstash/logstash-7.6.0/config
4. LS_OPTS 参数项，添加 logstash.conf 指定项（-f参数）；例如：LS_OPTS="--path.settings ${LS_SETTINGS_DIR} -f /data/logstash/logstash-7.6.0/config/logstash.conf"

（2）以root身份执行logstash命令创建服务

创建服务的命令

安装目录/bin/system-install

执行创建命令后，在/etc/systemd/system/目录中生成了logstash.service 文件

（3）logstash 服务的管理

设置服务自启动：systemctl enable logstash
启动服务：systemctl start logstash
停止服务：systemctl stop logstash
重启服务：systemctl restart logstash
查看服务状态：systemctl status logstash

问题 4.2 安装logstash服务需先安装jdk

报错提示如下：

通过查看jave版本，验证是否已安装

上图说明没有安装。则将安装包下载（或上传）至本地，执行安装

执行安装命令如下：

yum localinstall jdk-8u211-linux-x64.rpm

安装OK，执行验证

问题 4.3 Linux 版本过低，安装 logstash 服务失效

问题提示

查看Linux系统版本

原因： centos 6.5 不支持 systemctl 管理服务

解决方案

方案验证

 相关命令

.启动命令
initctl start logstash
.查看状态
initctl status logstash

注意事项：

注意以下生成服务的命令还是要执行的

./system-install 

否则提示错误

initctl: Unknown job: logstash

问题 4.4  配置文件中定义的index name 命名需小写

"Invalid index name [mysql-error-Test-2019.05.13], must be lowercase", "index_uuid"=>"_na_", "index"=>"mysql-error-Test-2019.05.13"}}}}
May  :: hzvm1996 logstash[]: [--13T13::,][ERROR][logstash.outputs.elasticsearch][main] Could not index event to Elasticsearch. {:status=>, :action=>["index", {:_id=>nil, :_index=>"mysql-slow-Test-2020.05.13", :routing=>nil, :_type=>"_doc"}, #<LogStash::Event:0x1f0aedbc>], :response=>{"index"=>{"_index"=>"mysql-slow-Test-2019.05.13", "_type"=>"_doc", "_id"=>nil, "status"=>, "error"=>{"type"=>"invalid_index_name_exception", "reason"=>"Invalid index name [mysql-slow-Test-2019.05.13], must be lowercase", "index_uuid"=>"_na_", "index"=>"mysql-slow-Test-2019.05.13"}}}}
May  :: hzvm1996 logstash[]: [--13T13::,][ERROR][logstash.outputs.elasticsearch][main] Could not index event to Elasticsearch. {:status=>, :action=>["index", {:_id=>nil, :_index=>"mysql-error-Test-2020.05.13", :routing=>nil, :_type=>"_doc"}, #<LogStash::Event:0x4bdce1db>], :response=>{"index"=>{"_index"=>"mysql-error-Test-2019.05.13", "_type"=>"_doc", "_id"=>nil, "status"=>, "error"=>{"type"=>"invalid_index_name_exception", "reason"=>"Invalid index name [mysql-error-Test-2019.05.13], must be lowercase", "index_uuid"=>"_na_", "index"=>"mysql-error-Test-2019.05.13"}}}}

第五部分 kibana

问题5.1 开启密码认证

[root@testkibaba bin]# ./kibana-plugin install x-pack
Plugin installation was unsuccessful due to error "Kibana now contains X-Pack by default, there is no longer any need to install it as it is already present.

说明：新版本的Elasticsearch和Kibana都已经支持自带支持x-pack了，不需要进行显式安装。老版本的需要进行安装。

问题5.2 应用启动报错

[root@testkibana bin]# ./kibana

报错

Kibana should not be run as root.  Use --allow-root to continue.

添加个专门的账号

useradd qqweixinkibaba --添加账号
chown -R qqweixinkibaba:hzdbakibaba kibana-7.4.-linux-x86_64 --为新增账号赋予文档目录的权限
su qqweixinkibaba ---切换账号，让后再启动

问题5.3 登入kibana报错

{"statusCode":,"error":"Forbidden","message":"Forbidden"} 

报错原因是：用kibana账号登录kibana报错，改为elastic用户就行了

问题5.4 多租户实现的问题

一个公司会有多个业务线，也可能会有多个研发小组，那么如何实现收集到的数据只对相应的团队开放呢？即实现只能看到自家的数据。一种思路就是搭建多个ELK，一个业务线一个ELK，但这个方法会导致资源浪费和增加运维工作量；另一种思路就是通过多租户来实现。

实现时，应注意以下问题：

要在 elastic 账号下，转到指定的空间（space）下，再设置 index pattern 。

先创建role（注意与space关联），最后创建user。

参考资料

1.https://www.jianshu.com/p/0a5acf831409 《ELK应用之Filebeat》

2.http://www.voidcn.com/article/p-nlietamt-zh.html 《filebeat 启动脚本》

3.https://www.bilibili.com/video/av68523257/?redirectFrom=h5 《ElasticTalk #22 Kibana 多租户介绍与实战》

4.https://www.cnblogs.com/shengyang17/p/10597841.html 《ES集群》

5.https://www.jianshu.com/p/54cdddf89989 《Logstash配置以服务方式运行》

6.https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/running-logstash.html#running-logstash-upstart 《Running Logstash as a Service on Debian or RPM》