什麼是 Prometheus？

Prometheus 是一套開放原始碼監控與快訊工具組，其受歡迎的程度隨著 Kubernetes 的成長而提高。Prometheus 最初是在 SoundCloud 上打造的，其根源可追溯至 Google 的監控專案「Borgmon」。

Prometheus 大力倡導使用提取式模型從應用程式和基礎架構收集指標。這表示 Prometheus 會定期傳送要求至您的目標，而收集到的指標隨後會儲存在時間序列資料庫中。在自行管理的 Prometheus 執行個體中，您需要提供基礎架構來收集、儲存及查詢指標。在 Prometheus 的代管版本中，廠商會提供所有基礎架構，以及服務正常運作時間的服務水準協議 (SLA)。

Prometheus 的查詢語言 PromQL 可用於查詢時間序列資料。許多專案都使用 PromQL (包括 Grafana 和 Alertmanager) 來協助處理分析和操作工作，例如資料視覺化、建立快訊，以及擴充監控基礎架構。

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Prometheus 的用途為何？

您可以使用 Prometheus 收集應用程式和基礎架構的指標。這些指標可用來追蹤系統的健康狀態、找出潛在問題及排解問題。

Prometheus 有哪些優勢？

以下是使用 Prometheus 的一些具體優勢：

開放性：Prometheus 為開放原始碼，是雲端原生運算基金會 (CNCF) 的一部分，且可免費使用。
可靠性：Prometheus 不僅穩定可靠，也擁有許多全球大型企業的實際工作環境成功經驗。
社群支援：Prometheus 擁有龐大的活躍社群，能提供支援、說明文件和改善項目。此外，這項服務也與其他工具整合，方便您監控系統和基礎架構，並以圖表呈現資料。
與 Kubernetes 搭配運作：Prometheus 作為 Kubernetes 的實際預設監控解決方案，大多數的第三方應用程式都已針對 Prometheus 指標進行檢測。
適用於所有環境：Prometheus 大多在 Kubernetes 部署項目上運作，但也可用於 VM 和部分無伺服器環境。

Prometheus 有哪些元件？

Prometheus 伺服器：Prometheus 監控系統的中心元件。它會儲存時間序列資料並公開 HTTP API，用於查詢該資料並發出快訊。
Prometheus 匯出工具：這類軟體代理程式會從各種系統收集指標並公開到 Prometheus。
Alertmanager：這項服務會接收來自 Prometheus 的快訊，並轉送給適當的人員或系統。
Prometheus 聯盟：這項功能可讓多個 Prometheus 伺服器共用資料。
Prometheus Pushgateway：這個元件讓服務不抓取指標，即可將指標推送至 Prometheus。最適合用於短期工作。
Prometheus Blackbox 匯出工具：可用於監控 HTTP、TCP 和 DNS 端點可用性的服務。

Prometheus 如何收集指標？

Prometheus 會使用提取模型收集指標，這代表 Prometheus 伺服器會輪詢正在監控指標的系統或應用程式。這與其他許多監控系統使用的推送模型不同，您可以在其中修改應用程式程式碼，定期將指標傳送至伺服器。

提取模型不需要受監控的系統或應用程式知道 Prometheus 伺服器，因此不必變更應用程式程式碼，即可將 Prometheus 伺服器新增至監控系統。提取模型只會在需要時收集指標，因此 Prometheus 不會收集用不到的指標而浪費資源。

此外，Prometheus 可透過以下方式自動探索資料來源：

服務探索：Prometheus 可使用各種服務探索機制，找出哪些主機正在執行公開指標的服務。舉例來說，Prometheus 可以使用 Kubernetes API 探索正在執行 Prometheus 匯出工具的 Pod。
靜態設定：您也可以靜態設定 Prometheus 來抓取特定資源。對於透過其他方式無法找到的資源，這功能非常實用。
檔案探索：Prometheus 也可以尋找含有指標的檔案，藉此探索資源。例如，Prometheus 可以探索由 collectd 或 Nagios 產生的檔案。

Prometheus 找到資源後，會定期抓取資源以取得指標。指標會儲存至 Prometheus 的資料庫，方便您查詢並以圖表呈現。

Prometheus 有哪四種指標類型？

計數器：追蹤只會上升的累計值。它們通常用來追蹤已處理的要求、錯誤和傳輸的位元組數等。
測量儀：追蹤可能上升或下降的比率，通常用於測量每秒速率。通常用於追蹤記憶體用量、CPU 用量和磁碟空間等資訊。
直方圖追蹤數值的分佈情況。通常用於追蹤要求延遲時間和回應大小等資訊。
彙總表與直方圖類似，但同時會追蹤分位數。因此這有助於找出離群值，以及瞭解數值的整體分佈情形。

什麼是 PromQL？

PromQL 是功能強大且靈活的查詢語言，適用於 Prometheus 收集的指標，可用來建立臨時圖表、表格和快訊。

PromQL 使用函式查詢語言，可讓使用者即時選取並匯總時間序列資料。運算式的結果可以圖表顯示、在 Prometheus 的運算式瀏覽器中以表格資料檢視，或供外部系統透過 HTTP API 使用。

Prometheus 和 PromQL 的用途如下所示：

監控應用程式和基礎架構的健康狀態：Prometheus 會收集潛在問題的指標和快訊
找出潛在問題：Prometheus 會將目前的指標與歷史資料進行比較，並對任何重大偏差發出快訊
排解問題：Prometheus 會提供系統狀態的詳細檢視畫面，並讓使用者細查特定指標和資源，找出問題的根本原因
以圖表呈現資料：Prometheus 會使用 PromQL 查詢語言來查詢時間序列資料，然後以各種格式顯示結果，包括圖表、表格和快訊
建立快訊：Prometheus 會使用 PromQL 查詢語言來查詢時間序列資料，然後在結果符合特定條件時傳送通知
透過第三方工具視覺化：任何能理解 Prometheus Query API 的前端 (例如 Grafana 或 Kiali) 都能查詢 Prometheus 伺服器並顯示資料