智能巡检云监控指标的实践

简介：在真实的企业生产中，对研发和运维的同学都会面临一个十分繁复且艰难的问题，就是对指标的监控和告警。具体我枚举一些特定的问题请对号入座，看看在算力爆炸的时代能否通过算力和算法一起解决！

背景介绍

在真实的企业生产中，对研发和运维的同学都会面临一个十分繁复且艰难的问题，就是对指标的监控和告警。具体我枚举一些特定的问题请对号入座，看看在算力爆炸的时代能否通过算力和算法一起解决！

问题一：当一个新业务上线前，运维人员都需要明确服务的部署情况，确定监控对象，以及监控对象的一些可观测性指标，并根据此完成相关日志数据的采集和处理；这里面会涉及到很多日志采集、指标加工等一系列脏活累活；
问题二：当确定了监控对象的黄金指标后，往往都需要先适配一组规则：某个接口每分钟的平均请求延时不要超过多少毫秒；单位分钟内的错误请求数量，不要超过多少等等；就如上图所示，从操作系统维度去看，每个个体有上百种形态各异的指标，切指标的形态有不尽相同，试问要多少种规则才能较好的覆盖到上述监控；
问题三：随着业务逐步对外提供服务，以及各种运营活动的加推，我们运维监控同学一定会面临两个突出的问题：误报太多和漏报的风险，那么这两个问题都在现阶段都需要人工介入，进行阈值的调整；尤其是漏报的问题，更加需要人工盯屏的形式，设计新的监控规则去覆盖一些事件；

随着各个云上服务的SLA要求的提升，企业服务也需要不断的提供问题发现的准确性和速度，在这一点上，自动化的主动巡检监控和秒级别的监控越来越被广大客户所重视。SLS提供了对于指标数据的高效的存储格式，并完全兼容Prometheus协议的时序数据，并在这个场景中，提供了对于海量指标线的智能巡检，让您可以丢掉繁复的规则配置，通过简单的选择就可以实现通用的异常检测。

时序存储的介绍

SLS的日志存储引擎在2016年对外发布，目前承接阿里内部以及众多企业的日志数据存储，每天有数十PB的日志类数据写入。其中有很大一部分属于时序类数据或者用来计算时序指标，为了让用户能够一站式完成整个DevOps生命周期的数据接入、清洗、加工、提取、存储、可视化、监控、问题分析等过程，我们专门推出了时序存储的功能，与日志存储一道为大家解决各类机器数据的存储问题。

在SLS平台中，可以较为简单的将主机的监控数据、Prometheus监控数据通过Logtail直接写入，同时也有多种数据源的导入能力（阿里云监控数据）。本章主要通过对ECS机器数据和阿里云监控数据来说明如何对接SLS智能时序巡检能力。

智能异常分析介绍

智能异常分析应用是一个可托管、高可用、可扩展的服务，主要提供智能巡检、文本分析和根因诊断三大能力。本文介绍智能异常分析应用的产品架构、功能优势、适用场景、核心名词、使用限制和费用说明等信息。

智能异常分析应用围绕运维场景中的监控指标、程序日志、服务关系等核心要素展开，通过机器学习等手段产生异常事件，通过服务拓扑关联分析时序数据和事件，最终降低企业的运维复杂度，提高服务质量。产品架构图如下所示。

在如下场景中，推荐使用智能异常分析应用。

观察对象多且每个观察对象的观测维度也多。
观测对象没有明确的阈值规则，但需要关注指标的形态。
需要对观测对象编写大量的业务规则。
处理非结构化的日志数据时，需要对文本日志中的模式进行挖掘。

接下来我们在云监控指标数据场景中使用下

场景实验

智能监控云监控指标

云监控数据接入

通过[官网文档](导入云监控数据 - 日志服务 - 阿里云)可以较好的配置云监控的导入任务。通过配置后，可以按照如下截图去查看对应的导入任务

我们可以在SLS控制台上查看对应的导入指标，对应各个指标的名称可以参考[这篇文档](https://metricmeta.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/listMetricMeta_zh.html)。我们可以通过如下查询语句查看下聚合的数据格式：

* | select promql_query_range('acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average') from metrics limit 100000

云监控数据预览

通过【查询页面右上角的查询页面】按钮，可以跳转过去查看下具体的数据格式。

* | select __time_nano__  / 1000000 as time, __name__ as metric_name, element_at(__labels__, 'instanceId') as instanceId from "test01.prom" where __name__ != '' and __name__ = 'acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average' order by time, instanceId limit 100000

通过这条SQL语句，我们可以详细的分析出，写入到SLS中的具体的指标（某个监控对象，某个指标在什么时间的值是多少）。上述SQL语句仅仅罗列了在 2021-12-12 19:37~2021-12-12 19:38 这个时间区间的全部监控对象的监控指标，接下来，我们通过简单的改写，仅仅显示某个单独的监控对象在一分钟的数据形态。

* | select date_trunc('second', time) as format, * from ( select __time_nano__  / 1000000 as time, __name__ as metric_name, element_at(__labels__, 'instanceId') as instanceId from "test01.prom" where __name__ != '' and __name__ = 'acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average') where instanceId = 'xxxx' order by time limit 100000

我们可以看到对于监控指标等于“acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average”而言，某个特定的实例是每隔15秒一个监控指标。但是由于我们使用的数据导入，将结果写入到SLS的MetricStore中，因此是每分钟写入如一分钟的监控数据。

这里要在强调一下：SLS侧是是通过OpenAPI去获取云监控的指标数据的，数据导入SLS是有一定的延时的，具体延时大约在3分钟左右，也就是说在 T0 时刻，SLS中的数据只能保证 [T0-300s] 之前的数据时一定按时写入的。这一点在后续的巡检任务配置过程中至关重要。

我们通过PromQL在简化下上边的描述，我们继续使用对应的指标 "acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average"，通过如下的语句可以得到预期的结果，这已经距离我们创建巡检任务已经很接近了。

* | select promql_query_range('avg({__name__=~"acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average"}) by (instanceId, __name__) ', '15s') from metrics limit 1000000

筛选监控指标

通过如下的Query可以大概知道在云监控关于ECS提供了多少监控指标：

* | select COUNT(*) as num from ( select DISTINCT __name__ from "test01.prom" where __name__ != '' and __name__ like '%acs_ecs_dashboard%' limit 10000 )

得到的结果是295个结果，但是我们没有比较全部都进行巡检配置，因此第一步就是要根据[指标说明文档](https://metricmeta.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/listMetricMeta_zh.html)选择需要监控的指标项，这里我提供一份简单整理出来的比较重要的指标集合，供大家参考：

acs_ecs_dashboard:CPUUtilization:Average
acs_ecs_dashboard:DiskReadBPS:Average
acs_ecs_dashboard:DiskReadIOPS:Average
acs_ecs_dashboard:DiskWriteBPS:Average
acs_ecs_dashboard:DiskWriteIOPS:Average
acs_ecs_dashboard:InternetIn:Average
acs_ecs_dashboard:InternetInRate:Average
acs_ecs_dashboard:InternetOut:Average
acs_ecs_dashboard:InternetOutRate:Average
acs_ecs_dashboard:InternetOutRate_Percent:Average
acs_ecs_dashboard:IntranetIn:Average
acs_ecs_dashboard:IntranetInRate:Average
acs_ecs_dashboard:IntranetOut:Average
acs_ecs_dashboard:IntranetOutRate:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_idle:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_other:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_total:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_user:Average
acs_ecs_dashboard:cpu_wait:Average
acs_ecs_dashboard:disk_readbytes:Average
acs_ecs_dashboard:disk_readiops:Average
acs_ecs_dashboard:disk_writebytes:Average
acs_ecs_dashboard:disk_writeiops:Average
acs_ecs_dashboard:load_1m:Average
acs_ecs_dashboard:load_5m:Average
acs_ecs_dashboard:memory_actualusedspace:Average
acs_ecs_dashboard:memory_freespace:Average
acs_ecs_dashboard:memory_freeutilization:Average
acs_ecs_dashboard:memory_totalspace:Average
acs_ecs_dashboard:memory_usedspace:Average
acs_ecs_dashboard:memory_usedutilization:Average
acs_ecs_dashboard:net_tcpconnection:Average
acs_ecs_dashboard:networkin_errorpackages:Average
acs_ecs_dashboard:networkin_packages:Average
acs_ecs_dashboard:networkin_rate:Average
acs_ecs_dashboard:networkout_errorpackages:Average
acs_ecs_dashboard:networkout_packages:Average
acs_ecs_dashboard:networkout_rate:Average

根据上述配置，生成对应的查询PromQL如下：

* | select promql_query_range('avg({__name__=~"acs_ecs_dashboard:CPUUtilization:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:InternetIn:Average|acs_ecs_dashboard:InternetInRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOut:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate_Percent:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetIn:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetInRate:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOut:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_idle:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_other:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_total:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_user:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_wait:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readbytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readiops:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writebytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writeiops:Average|acs_ecs_dashboard:load_1m:Average|acs_ecs_dashboard:load_5m:Average|acs_ecs_dashboard:memory_actualusedspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freespace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freeutilization:Average|acs_ecs_dashboard:memory_totalspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedutilization:Average|acs_ecs_dashboard:net_tcpconnection:Average|acs_ecs_dashboard:networkin_errorpackages:Average|acs_ecs_dashboard:networkin_packages:Average|acs_ecs_dashboard:networkin_rate:Average|acs_ecs_dashboard:networkout_errorpackages:Average|acs_ecs_dashboard:networkout_packages:Average|acs_ecs_dashboard:networkout_rate:Average"}) by (instanceId, __name__) ', '1m') from metrics limit 1000000

对于一般场景而言，我们可以在简化一些指标，这里直接提供对应的PromQL如下：

* | select promql_query_range('avg({__name__=~"acs_ecs_dashboard:CPUUtilization:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:InternetIn:Average|acs_ecs_dashboard:InternetInRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOut:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate_Percent:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOut:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_idle:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_other:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_total:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_user:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_wait:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readbytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readiops:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writebytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writeiops:Average|acs_ecs_dashboard:load_1m:Average|acs_ecs_dashboard:load_5m:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freespace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freeutilization:Average|acs_ecs_dashboard:memory_totalspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedutilization:Average"}) by (instanceId, __name__) ', '1m') from metrics limit 1000000

配置智能巡检任务

在【[SLS控制台](阿里云登录 - 欢迎登录阿里云，安全稳定的云计算服务平台)】中找到【智能异常分析】的入口，经过简单的初始化后，可以通过【智能巡检】的任务入口进入，找到对应的配置页面。在作业配置的过程中，应该注意这里要选择时序库，否则无法找到存储云监控数据的MetricStore。

在特征配置中，通过如下的Query进行配置，这里也有几点需要注意的说明：

通过SQL转写一下，并对time字段进行处理，因为在巡检中，接受的时间的单位是秒，而PromQL得到的结果中time是毫秒；
通过element_at算子，提取出对应的实例ID(instanceId)；
目前在配置粒度时，最小只支持60秒；

* | select time / 1000 as time, metric, element_at(labels, 'instanceId') as instanceId, value from ( select promql_query_range('avg({__name__=~"acs_ecs_dashboard:CPUUtilization:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskReadIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteBPS:Average|acs_ecs_dashboard:DiskWriteIOPS:Average|acs_ecs_dashboard:InternetIn:Average|acs_ecs_dashboard:InternetInRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOut:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:InternetOutRate_Percent:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOut:Average|acs_ecs_dashboard:IntranetOutRate:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_idle:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_other:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_system:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_total:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_user:Average|acs_ecs_dashboard:cpu_wait:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readbytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_readiops:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writebytes:Average|acs_ecs_dashboard:disk_writeiops:Average|acs_ecs_dashboard:load_1m:Average|acs_ecs_dashboard:load_5m:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freespace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_freeutilization:Average|acs_ecs_dashboard:memory_totalspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedspace:Average|acs_ecs_dashboard:memory_usedutilization:Average"}) by (instanceId, __name__) ', '1m') from metrics ) limit 10000