ELK学习笔记之CentOS 7下ELK(6.2.4)++LogStash+Filebeat+Log4j日志集成环境搭建

0x00 简介

现在的公司由于绝大部分项目都采用分布式架构，很早就采用ELK了，只不过最近因为额外的工作需要，仔细的研究了分布式系统中，怎么样的日志规范和架构才是合理和能够有效提高问题排查效率的。

经过仔细的分析和研究，确定下面的架构应该是比较合理的之一（Filebeat也支持直接写到ES），如果可以的话，Filebeat也可以不直接连到Logstash，先写到kafka，然后从kafka写到logstash的kafka插件。

关于ELK的各种架构以及优缺点，可以参考。

首先，不管是不是分布式架构，都应该解决请求日志上下文关联的问题，这可以通过Log4j自带的NDC来实现。以Spring MVC为例，可以使用HandlerInterceptor在HandlerInterceptor中设置NDC.push(SessionBeanUtil.getSessionKey(request).substring(0, 8) + "_" + path + "_" + formatter.format(new Date()));，在postHandle中NDC.pop();。

注：最近在学习spring cloud，spring cloud sleuth也包含了MDC跨节点日志上下文跟踪ID的特性，和笔者的思路基本一致。

其次，对于分布式请求，还要解决全局的请求日志上下文关联的问题，这需要依赖与具体的RPC框架来实现，以dubbo为例，可以通过filter在请求端和服务端设置。

第三，服务的调用链应该可以算做是日志框架的范畴，这可以通过zipkin集成来实现。

在实现上，对于服务的调用链可以使用单独的ES存储、也可以在一个大的ES集群中存储为一个index。

从ELK 6.0开始，对于源是log4j的场景，不再建议使用logstash-input-log4j，而是使用Filebeat作为应用端的日志代理，具体可以参考。

所以，在本文的搭建过程中，笔者采用的也是Filebeat的方案。

0x01 环境说明与准备

Filebeat一般安装在产生日志的服务器，这里tomcat在windows 10 x64下，所以Filebeat也需要安装在windows下。

# CentOS 7.4 64位 ip 192.168.26.135 
# 防火墙关闭  Selinux关闭

版本为安装时的最新版本：

# Elasticsearch 6.2.4

# Kibana 6.2.4

# Logstash 6.2.4

# elasticsearch-head(从github直接clone)

# filebeat 6.2.4

# phantomjs-2.1.1-linux-x84_64 (配合npm指令使用)

# node-v4.9.1-linux-x64 (记住文件夹路径，需要增加到bash_profile中）

从官网下载并解压。

因为ES主要通过restful api对外提供服务，所以一般安装ES时顺带安装elasticsearch-head，它提供了web控制台。

elasticsearch-head通过源码的方式托管在git上，所以需要安装下git，直接yum安装即可。

# yum install git

同时elasticsearch-head是一个nodejs应用，所以还需要具有node, 需要安装phantomjs。(安装教程可以参考这篇博客)

所以在正式开始前，我们需要确保centos下下列基础设施已经具备：

1、git已经安装。

# yum install git

2、如果希望源码安装nodejs，确保gcc满足node的要求，或者直接使用已经编译好的版本。

笔者直接使用编译好的版本，可从https://nodejs.org/en/download/releases/选择具体的版本，基础运行环境最好不要使用最新版本，这里我们使用v4.9。下载解压后即可用。

注意安装版本和下载解压后的文件路径，下面要加到.bash_profile中。

3、因为elk不能使用root运行，所以需要新建一个elk用户并设置环境变量。

# groupadd elk

# useradd -g elk elk

设置elk用户的环境变量：

# su - elk

vim .bash_profile  增加如下：注意node-v4.9.1的文件夹路径

# export NODE_HOME=/usr/local/app/node-v4.9.1-linux-x64
# PATH=$NODE_HOME/bin:$PATH:$HOME/.local/bin:$HOME/bin
# export NODE_PATH=$NODE_HOME/lib/node_modules
# export PATH

4、下载ELK套件本身并解压：

# cd /usr/local/app    (这是此次实验的安装路径)

# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.2.4.tar.gz

# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/kibana/kibana-6.2.4-linux-x86_64.tar.gz

# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/logstash/logstash-6.2.4.tar.gz

# wget https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-6.2.4-linux-x86_64.tar.gz

# git clone https://github.com/mobz/elasticsearch-head

0x02 安装ElasticSearch

因为使用的是vmware，总共内存才分配了1G，所以为了避免OOM，对ES以及logstash内存均进行了调整，限制为256M。

因为es需要非root用户运行，所以对于ES相关的所有操作均在elk用户下运行。

# su - elk

更改ES配置：

# vim elasticsearch.yml

# 确保下列参数被正确设置：

cluster.name: logger   # ES集群的名字

node.name: node-1

path.data: /usr/local/app/elasticsearch-6.2.4/data

path.logs: /usr/local/app/elasticsearch-6.2.4/log

bootstrap.memory_lock: false   # 对于非专用ES，建议设置为false，默认为true
bootstrap.system_call_filter: false

network.host: 0.0.0.0  # 支持远程访问

http.port: 9200 # restful api访问接口

http.cors.enabled: true      #允许ES head跨域访问
http.cors.allow-origin: "*"   #允许ES head跨域访问

接着改另外一个配置文件

# vim jvm.options # JVM参数在这个文件中设置，当然命令行也可以

-Xms256m
-Xmx256m

上述配置调整完成后，就可以启动ES了。

windows下浏览器访问下http://192.168.26.135:9200

 ElasticSearch安装完成。

0x03 启动ElasticSearch的TroubleShooting

 报错细节，请参考这篇博客。

0x04 安装ElasticSearch-head

需要注意的是，虽然ES head可以认为是es的插件，但是它不能放在$ES_HOME/plugins目录下，因为它并不符合ES插件的规范，否则ES启动会失败。

[elk@localhost elasticsearch-head]$ pwd
/usr/local/app/elasticsearch-head
[elk@localhost elasticsearch-head]$ npm config set registry https://registry.npm.taobao.org

# npm install

可能会遇到如下报错

Please report this full log at https://github.com/Medium/phantomjs

npm ERR! Darwin 15.0.0

npm ERR! argv "/usr/local/bin/node" "/usr/local/bin/npm" "install"

npm ERR! node v4.4.3

npm ERR! npm  v3.10.9

npm ERR! code ELIFECYCLE

npm ERR! phantomjs-prebuilt@2.1.14 install: `node install.js`

npm ERR! Exit status 1

npm ERR! 

npm ERR! Failed at the phantomjs-prebuilt@2.1.14 install script 'node install.js

如果出现上述错误，则执行下列名称：

# npm install phantomjs-prebuilt@2.1.14 --ignore-scripts

然后重新执行

# npm install

这样ES head就安装好了。不要急着启动！！！

如果只是本机访问，下面的配置修改不是必须的。如果要其他机器访问，则需要修改，一般来说，只要是服务器应用，都是通过远程访问的。

[elk@elk1 elasticsearch-head]$ vim Gruntfile.js

搜索server，在其options对象属性下增加一个hostname属性，值为"*"，如下：

现在就可以启动es head了，如下：

 windows下浏览器访问下http://192.168.26.135:9100

 0x04 安装Logstash

logstash和kibana可以使用root用户来启动。

Logstach需要搭配指定的配置文件启动，创建一个logstash配置文件，比如logstash-es.conf，配置从filebeat读取数据源，输出到es。

为了简化起见，忽略过滤器（实际生产中，一般需要配置过滤器对日志进行规范化处理和分类）

# vim logstash-es.conf

加入如下内容:

为了测试方便，同时开启控制台输入和输出。

input {
  stdin { }
  beats {
    port => 5000
    ssl => false
  }
}
output {
    elasticsearch {
        action => "index"
        hosts => "127.0.0.1:9200"
        index  => "logstash-%{+YYYY-MM}"
    }
    stdout { codec=> rubydebug }
}

 配置jvm文件

# vim jvm.options   #设置最多使用256m内存

 启动logstash

# ./bin/logstash -f ./config/logstash-es.conf

随便输入个字符串测试下，如上，看下http://192.168.26.135:9100

这样logstash对于写入es和从控制台输入的配置就正确了，filebeat还需要等我们后面验证。我们先完成Kibana的安装与配置。

0x05 Kibana安装

kibana也是个nodejs应用。首先来修改kibana的配置：

#  cd kibana-6.2.4-linux-x86_64/config/

更改配置文件

# vim kibana.yml  # 确保下列配置正确

server.port: 5601

server.host: "192.168.230.128"

elasticsearch.url: "http://localhost:9200"

上述配置完成后，就可以启动了

访问下http://192.168.26.135:5601

第一次访问的时候，会要求设置Index Pattern，因为我们在logstash-es.conf中设置为logstash-%{+YYYY-MM}，所以设置为logstash-*就可以了。

# 这里有可能会遇到要求你创建Index的情况，请参考官网的指导文件和该博客导入json文件即可
# 官网指导文件  https://www.elastic.co/guide/en/kibana/6.x/tutorial-load-dataset.html
# 如何批量导入数据到Kibana，https://www.cnblogs.com/hai-ping/p/6068946.html

Discover是主要的查询交互界面，如下所示：

 有时候在访问discover的时候，提示no results found，如下所示：

这通常是由于默认的查询时间范围太短的原因，可以通过右上角的TimeRange来设置查询的时间范围。

到这里，ELK的环境搭建与基本配置就完成了。

更多的配置与优化参见各官方文档。

0x06 Filebeat安装与配置

采用Filebeat作为源端代理之后，准确的说，跟log4j已经没有关系了。所以这里假设读者知道log4j的配置，生成的文件在d:\httx\logs目录。

因为windows下Filebeat的启动脚本是使用powershell脚本编写的，所以确保安装了ps，windows 10下自带。

从https://artifacts.elastic.co/downloads/beats/filebeat/filebeat-6.2.4-windows-x86_64.zip下载windows版本的filebeat。filebeat可以安装在任何目录，这里以D:\filebeat为例。

打开配置文件D:\filebeat\filebeat.yml，确保下列设置正确：

filebeat.prospectors:
- type: log
  enabled: true  #启用配置
  paths:
    - D:\httx\logs\*  #设置监控路径
#output.elasticsearch:   #禁用ES写入
output.logstash:            #启用logstash写入
  # The Logstash hosts
  hosts: ["192.168.26.135:5000"]

安装与启动filebeat。

打开powershell，执行如下命令：

PS C:\Users\admin> cd 'D:\filebeat'
PS D:\filebeat> .\install-service-filebeat.ps1

安全警告
请只运行你信任的脚本。虽然来自 Internet 的脚本会有一定的用处，但此脚本可能会损坏你的计算机。如果你信任此脚本，请使用
Unblock-File cmdlet 允许运行该脚本，而不显示此警告消息。是否要运行 D:\chrome下载\filebeat\install-service-filebeat.ps1?
[D] 不运行(D)  [R] 运行一次(R)  [S] 暂停(S)  [?] 帮助 (默认值为“D”): R

Status   Name               DisplayName
------   ----               -----------
Stopped  filebeat           filebeat


PS D:\filebeat> Start-Service filebeat
PS D:\filebeat> Stop-Service filebeat

filebeat的日志在C:\ProgramData\filebeat\logs目录下，这是写死的，不知道哪里可以更改。

filebeat会定期输出日志以及遇到的异常信息。

最后，我们再回到kibana控制台，看下log4j相关的日志，如下：

左边控制要显示哪些列，比如显示来源和主机：

到此为止，整个ELK+log4j的集成本身就完成了。但是要达到高效可用的步骤，下列问题还需要进一步研究：

1、filebeat读取文件似乎是以行为单位，这在exception堆栈下是不可接受的，需要logstash或者其他方式二次处理。

2、es head的控制台应该来说作为es的监控还可以，但是作为日志交互基本上没什么用，效果太差了。kibana还不错，只不过filter不是起码应该固定么？？

3、elk的详细配置以及优化。

4、filebeat日志中出现"sync.go:105: ERR Failed to publish events (host: 10.172.0.165:5044:10200), caused by: write tcp "，但是不影响日志的发送。

参考：

https://serverfault.com/questions/911440/filebeat-cant-connect-to-logstash-on-another-server

https://elasticsearch.cn/question/3157

其他：

ERROR Tried to load a plugin's code, but failed. {:exception=>#<LoadError: no such file to load -- logstash/inputs/log4j>, :path=>"logstash/inputs/log4j", :type=>"input", :name=>"log4j"}

解决方法：运行bin/logstash-plugin install logstash-input-log4j 安装log4j插件，默认情况下，插件没有绑定，参考https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/plugins-inputs-log4j.html

log4j:ERROR Could not connect to remote log4j server at 192.168.230.128. We will try again later

解决方法：logstash的log4j监听地址由127.0.0.1改成ip比如192.168.230.128

log4j:WARN Detected problem with connection: java.net.SocketException: Connection reset by peer: socket write error

采用低版本的ELK比如2.x版本，ELK 2.x之后的版本就是5.x、6.x，3.x、4.x是跳版了的。

 参考