centos 7 build ELK log analysis system

A, ELK composition

ELK by the ElasticSearch, Logstash and Kiabana three open source tools, whose official website is https://www.elastic.co/cn

• Elasticsearch: real-time analysis is an open source distributed search engine, built on the library Apache Lucens on the basis of full-text search engine, while hiding the complexity of the Apache Luces. Elasticsearch all the features packed into a separate service, and provides a simple RESTful API interfaces, it has distributed, zero-configuration, auto-discovery, auto-slice index, index replication mechanism, RESTful style interfaces, multiple data sources, automatic search load characteristics;

• Logstash: is a fully open source tools, mainly for log collection, while the data processing, and outputs the elasticsearch;

• Kibana: is an open source and free tools, Kibana can provide a graphical log analysis is Logstash and Elasticsearch Web interface, can aggregate, analyze and search for important data logs;

1, the working principle ELK as shown below:

Logstash collected APPServer generated Log, and place the Elasticsearch cluster, and the cluster Kibana query data from the ES to generate charts, return to the Browser.

In simple terms, a log processing and analysis, generally need to go through the following steps:

• The centralized log management;

• Log format (Logstash) and output to elasticsearch;

• Formatted data indexing and storing (elasticsearch);

• Data show the front end (Kibana);

2, Elasticsearch DESCRIPTION

Elasticsearch是一个基于Lucene的搜索服务器，它稳定、可靠、快速，而且具有比较好的水平扩展能力、为分布式环境设计、在云计算中被广泛应用。Elasticsearch提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎，基于RESTful Web接口。通过该接口，用户可以通过浏览器和Elasticsearch通信。Elasticsearch使用Java开发的，并作为Apache许可条款下的开放源码分布。Wikipedia、Stack、Overflow、GitHub等基于Elasticsearch来构建搜索引擎，所以具有实时搜索、稳定、可靠、快速、安装使用方便等特点。

3、Elasticsearch的基础核心概念

• 接近实时（NRT）：Elasticsearch是一个搜索速度接近实时的搜索凭条，相应速度非常快，从搜索一个文档直到这个文档能够被搜索到只有一个轻微的延迟（一般情况下是1s）；

• 群集（cluster）：群集就是由一个或多个节点组织在一起，在所有的节点上存放用户数据，并一起提供索引和搜索功能，通过选举产生主节点，并提供跨节点的联合索引和搜索的功能。每个群集都有一个标示的名称，默认是Elasticsearch，每个节点是居于群集名字加入到其群集中的，一个群集可以只有一个节点，为了具备更好的容错性，通常配置多个节点，在配置群集时，建议配置为群集模式；

• 节点（node）：是指一台单一的服务器，多个节点组织为一个群集，每个节点都存储数据并参与群集的索引和搜索功能。和群集一样，节点也是通过名字来标识的，默认情况下，在节点启动时会随机分配字符名，也可自定义。通过指定群集名称，节点可以加入到群集中。默认情况下，每个节点都可以加入Elasticsearch群集。如果群集中有多个节点，它们将会自动组建一个名为Elasticsearch的群集；

• 索引（Index）：类似于关系型数据库的中的“库”。当索引一个文档后，就可以使用Elasticsearch搜索到该文档，也可以简单地将索引理解为存储数据的地方，可以方便地进行全文索引。在index下面包含存储数据库的类型（Type），TYPE类似于关系型数据库中的“表”，用来存放具体数据，而Type下面包含文档（Document），文档相当Yui关系型数据库的“记录”，一个文档是一个可被索引的基础信息单元；

• 分片和副本：Elasticsearch将索引分为若干部分，每个部分称为一个分片，每个分片就是一个全功能的独立的索引。分片的数量一般在索引创建前指定，且创建索引后不能更改；分片的两个最主要的原因：

• 水平分割扩展，增大存储量；

• 分布式并行跨分片操作，提高性能和吞吐量；
  一个好的数据存储方案要求无论何种故障（如节点不可用）下数据都可用，并且具有较高的存储效率。为此，Elasticsearch将索引分片复制一份或多份，称为副本。副本是索引的另一个备份，用于数据冗余以及负载分担。默认情况下Elasticsearch自动对索引请求进行负载分担。

总之，索引可以将分为若干个分片。这些分片也可以被复制0次（没有复制）或多次，当有副本存在是，作为复制源的分片称为主分片，而作为复制目标的分片称为复制分片。分片和副本的数量可以在索引创建时指定。在索引创建后，可以改变副本的数量，但是不能改变分片的数量。默认情况，Elasticsearch中的每个索引被分片为5个主分片和1个副本。在两个节点的场景下，每个索引都将会有5个主分片和另外5个副本分片，每个索引总共就有10个分片。

4、Logstash介绍

Logstash有JRuby语言编写，运行在Java虚拟机（JVM）上，是一款强大的数据处理工具，可以实现数据传输、格式处理、格式化输出。Logstash具有强大的插件功能，常用于日志处理。Logstash可配置单一的代理端，与其他开源软件结合，实现不同的功能。

Logstash的理念很简单，它只做三件事：数据输入、数据加工（如过滤、改写等）以及数据输出。通过组合输入和输出，可以实现锁种需求。Logstash处理日志时，典型的部署架构图如下：

Logstash的主要组件：

• Shipper：日志收集者。负责监控本地日志文件的变化，及时收集最新的日志文件内容。通常，远程代理端（agent）只需要运行这个组件即可；

• Indexer：日志存储者。负责接收日志并写入到本地文件；

• Broker：日志Hub。负责连接多个Shipper和Indexer；

• Search and Stronage：允许对事件进行搜索和存储；

• Web Interface：基于Web的展示界面；

正是由于以上组件在Logstash架构中可独立部署，才提供了更好的群集扩展性。
Logstash使用管道方式进行日志的搜集处理和输出，优点类似Linux系统的管道命令，将前一个流程的处理结构发送到后一个流程继续处理。在Logstash中，包括了三个阶段，分别是输入（input）、处理（Filter，非必需）和输出（output），三者的关系如图：

如图中，整个流程为Input收集数据，Filter处理数据、Output输出数据。每个阶段也可以指定多种方式，如输出既可以输出到Elasticsearch中，也可以指定到stdout在控制台打印。这种插件式的组织方式，使得Logstash的扩展和定制非常方便。

5、Kibana介绍

Kibana是一个针对Elasticsearch的开源分析及可视化平台，主要设计用来和Elasticsearch一起工作，可以搜索、查看存储在Elasticsearch索引中的数据，并通过各种图表进行高级数据分析和展示。Kibana可以让数据看起来一目了然。它的操作十分简单，基于浏览器的用户界面可以让用户在任何位置都可以实时浏览。Kibana可以快速创建仪表板实时显示查询动态。Kibana使用非常简单，只需添加索引就可以检测Elasticsearch索引数据。

1）Kibana的主要功能

• Elasticsearch无缝之集成：Kibana架构是为了Elasticsearch定制的，可以将任何（结构化和非结构化）数据加入Elasticsearch索引。Kibana还充分李永乐Elasticsearch强大的搜索和分析功能；

• 整合数据：Kibana可以让海量数量变得更容易理解，根据数据内容可以创建形象的柱形图、折线图、散点图、直方图、饼图和地图等，以便用户查看；

• 复杂数据分析：Kibana提升了Elasticsearch的分析能力，能够更加智能地分析数据，执行数据转换并且根据要求对数据切割分块；

• 让更多团队成员受益：强大的数据库可视化接口让各业务岗位都能够从数据集合受益；

• 接口灵活，分享更容易：使用Kibana可以更加方便地创建、保存、分享数据，并将可视化数据快速交流；

• 配置简单：Kibana的配置和启用非常简单，用户体验非常友好。Kibana自带Web服务器，可以快速启动运行；

• 可视化多数据源：Kibana可以非常方便地把来自Logstash、ES-Hadoop、Beats多第三方技术的数据整合到Elasticsearch，支持的第三方技术包括Apache、Flume、Fluentd等；

简单数据导出：Kibana可以方便地导出感兴趣的数据，与其他数据集合并融合后快速建模分析，发现新结果；

二、搭建ELK平台

案例环境如下：

准备安装环境：
准备三台服务器，分别根据上述环境表配置网络参数，我这里是192.168.100.10-30。其次关闭防火墙和Selinux。其中Centos01和Centos02节点分配4GB（>2GB）内存，Apache节点分配1GB内存。此案例自行连接广域网。

本案例实现功能如下：

• 配置ELK日志分析群集；
• 使用Logsttash收集日志；
• 使用Kibana查看分析日志；

本案例用到的所有程序包请访问：https://pan.baidu.com/s/1OK49eAIwbvwIV5swe0-8-w
提取码：yiad

1、centos01基础环境配置

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname centos01
[root@localhost ~]# bash
[root@centos01 ~]# 
[root@centos01 ~]# vim /etc/hosts
192.168.100.10 centos01
192.168.100.20 centos02
[root@centos01 ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-b12)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b12, mixed mode)
[root@centos01 ~]# vim /etc/sysconfig/selinux 
SELINUX=disabled
[root@centos01 ~]# systemctl stop firewalld
[root@centos01 ~]# reboot

2、centos02基础环境配置

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname centos02
[root@localhost ~]# bash
[root@centos02 ~]# 
[root@centos02 ~]# vim /etc/hosts
192.168.100.10 centos01
192.168.100.20 centos02
[root@centos02 ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-b12)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b12, mixed mode)
[root@centos02 ~]# vim /etc/sysconfig/selinux 
SELINUX=disabled
[root@centos02 ~]# systemctl stop firewalld
[root@centos02 ~]# reboot

3、centos01安装Elasticsearch软件

[root@centos01 ~]# ls            <!--通过rz命令上传elasticsearch包-->
anaconda-ks.cfg  elasticsearch-5.6.16.rpm  initial-setup-ks.cfg
[root@centos01 ~]# yum -y install elasticsearch-5.6.16.rpm   <!--安装elasticsearch程序-->
[root@centos01 ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml <!--修改elasticsearch配置文件-->
cluster.name: ELK        <!--定义群集名称-->
node.name: centos01      <!--定义节点名称-->
network.host: 192.168.100.10          <!--提供服务绑定的IP地址-->
http.port: 9200                                                        <!--服务监听端口为9200-->
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["centos01", "centos02"] <!--群集发现通过单播的方式-->
[root@centos01 ~]# systemctl daemon-reload <!--配置以守护进程方式运行elasticsearch-->
[root@centos01 ~]# /etc/init.d/elasticsearch start       <!--启动elasticsearch服务-->
[root@centos01 ~]# systemctl start elasticsearch        <!--启动elasticsearch服务-->
[root@centos01 ~]# systemctl enable elasticsearch       <!--设置开机自动启动-->
[root@centos01 ~]# netstat -anptu | grep 9200  
            <!--监听elasticsearch服务是否启动成功（需要耐心等待几秒才可以监听到）-->
tcp6       0      0 192.168.100.10:9200     :::*                    LISTEN      1557/java  

4、centos02安装Elasticsearch软件

[root@centos02 ~]# ls            <!--通过rz命令上传elasticsearch包-->
anaconda-ks.cfg  elasticsearch-5.6.16.rpm  initial-setup-ks.cfg
[root@centos02 ~]# yum -y install elasticsearch-5.6.16.rpm   <!--安装elasticsearch程序-->
[root@centos02 ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml <!--修改elasticsearch配置文件-->
cluster.name: ELK        <!--定义群集名称-->
node.name: centos02      <!--定义节点名称-->
network.host: 192.168.100.20          <!--提供服务绑定的IP地址-->
http.port: 9200                                                        <!--服务监听端口为9200-->
discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["centos01", "centos02"] <!--群集发现通过单播的方式-->
[root@centos02 ~]# systemctl daemon-reload <!--配置以守护进程方式运行elasticsearch-->
[root@centos02 ~]# /etc/init.d/elasticsearch start       <!--启动elasticsearch服务-->
[root@centos02 ~]# systemctl start elasticsearch        <!--启动elasticsearch服务-->
[root@centos02 ~]# systemctl enable elasticsearch       <!--设置开机自动启动-->
[root@centos02 ~]# netstat -anptu | grep 9200  
            <!--监听elasticsearch服务是否启动成功（需要耐心等待几秒才可以监听到）-->
tcp6       0      0 192.168.100.20:9200     :::*                    LISTEN      1557/java  

5、通过客户端访问两个节点

配置客户端IP地址通过浏览器访问centos01

配置客户端IP地址通过浏览器访问centos02

6、安装elasticsearch-head图形化管理ELK工具

1）centos01节点

<!--上传node压缩包，解压缩安装到/usr/local/中 -->
[root@centos01 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  elasticsearch-5.6.16.rpm  initial-setup-ks.cfg  node-v4.2.2-linux-x64.tar.gz
[root@centos01 ~]# tar zxvf node-v4.2.2-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/   <!---->
[root@centos01 local]# mv node-v4.2.2-linux-x64/ node   <!--修改名字为node-->
[root@centos01 local]# ln -s /usr/local/node/bin/npm /usr/local/bin/npm<!--连接管理命令-->
[root@centos01 local]# ln -s /usr/local/node/bin/node /usr/local/bin/node<!--连接管理命令-->
[root@centos01 ~]# vim /etc/profile       <!--配置环境变量加载node-->
export NODE_HOME=/usr/local/node
export PATH=$PATH:$NODE_HOME/bin
export BODE_PATH=$NODE_HOME/lib/node_modules/
[root@centos01 ~]# source /etc/profile  <!--刷新环境变量-->
[root@centos01 ~]# vim /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml   
                   <!--修改elasticsearch连接elasticsearch-head-->
http.cors.enabled: true 
http.cors.allow-origin: "*" 

<!--接下来安装elasticsearch-head-->

[root@centos01 ~]# git clone git://github.com/mobz/elasticsearch-head.git   <!--配置安装源-->
[root@centos01 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  elasticsearch-5.6.16.rpm  elasticsearch-head  initial-setup-ks.cfg  node-v4.2.2-linux-x64.tar.gz
[root@centos01 ~]# mv elasticsearch-head /usr/local/<!--修改elasticsearch-head安装位置-->
[root@centos01 ~]# cd /usr/local/elasticsearch-head/
[root@centos01 elasticsearch-head]# npm install -g grunt-cli    <!--安装grunt-cli程序-->
[root@centos01 elasticsearch-head]# grunt -version    <!--检查grunt是否安装成功-->
grunt-cli v1.3.2
[root@centos01 ~]# vim /usr/local/elasticsearch-head/Gruntfile.js    
                       <!--修改elasticsearch-head的Gruntfile.js配置文件-->
99                                         keepalive: true, 
100                                         hostname: "*  
[root@centos01 ~]# vim /usr/local/elasticsearch-head/_site/app.js   
                         <!--修改elasticsearch-head的app.js配置文件-->
4374                         this.base_uri = this.config.base_uri || this.prefs.get("app-base_uri") 
|| "http://192.168.100.10:9200";    <!--将http后面的localhost改为此服务器IP地址-->
<!--接下来开始安装npm-->
[root@centos01 ~]# cd /usr/local/elasticsearch-head/    <!---->
[root@centos01 elasticsearch-head]# npm install     <!--安装npm -->
[root@centos01 elasticsearch-head]# grunt server&<!--启动grunt服务，将服务运行在后台-->
[root@centos01 ~]# /etc/init.d/elasticsearch restart    <!--重启elasticsearch服务-->
[root@centos01 ~]# netstat -anptu | grep 9200    <!--监听elasticsearch服务是否启动-->
tcp6       0      0 192.168.100.10:9200     :::*                    LISTEN      1557/java           
[root@centos01 ~]# netstat -anptu | grep 9100    <!--监听grunt服务是否启动-->
tcp6       0      0 :::9100                 :::*                    LISTEN      3400/grunt

centos02节点和centos01节点配置相同，就是改一下IP地址即可，参考centos01节点自行配置即可。

现在就可以通过浏览器访问http://192.168.100.10:9100 去查看群集信息了

7、安装logstash

<!--上传logstash压缩包到服务器 -->
[root@centos01 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  elasticsearch-5.6.16.rpm  initial-setup-ks.cfg  logstash-5.5.1.rpm  node-v4.2.2-linux-x64.tar.gz
[root@centos01 ~]# rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm    <!--安装logstash-->
[root@centos01 ~]# ln -s /usr/share/logstash/bin/logstash /usr/local/bin/<!--优化安装命令-->
[root@centos01 ~]# mkdir -p /usr/share/logstash/config   <!--创建存储数据目录-->
[root@centos01 ~]# ln -s /etc/logstash/* /usr/share/logstash/config/<!--配置存储数据目录-->
[root@centos01 ~]# systemctl start logstash    <!--启动logstash服务-->
[root@centos01 ~]# systemctl enable logstash   <!--设置开机自动启动-->
[root@centos01 ~]# logstash -e 'input { stdin {} } output { stdout {} }'   
             <!--写入测试数据，测试日志服务器-->
The stdin plugin is now waiting for input:
www.baidu.com         <!--自行输入，完成后强制退出-->
2019-12-19T07:44:26.487Z centos01 www.baidu.com

[root@centos01 ~]# logstash -e 'input { stdin {} } output { stdout { codec=> rubydebug } }' 
<!--写入测试数据，测试日志服务器-->
The stdin plugin is now waiting for input:
www.baidu.com   <!--自行输入，完成后强制退出-->
{
    "@timestamp" => 2019-12-19T07:48:34.006Z,
      "@version" => "1",
          "host" => "centos01",
       "message" => "www.baidu.com"
}

[root@centos01 ~]# logstash -e 'input { stdin {} } output { elasticsearch { hosts =>
["192.168.100.10:9200"] } }'  <!--写入测试数据，测试日志服务器-->
The stdin plugin is now waiting for input:
www.baidu.com  <!--自行输入，完成后强制退出-->

centos02和centos01是相同配置，请自行配置。

接下来通过客户端浏览器访问9100查看日志

8、安装kibana

<!--上传kibana-5.5.1-x86_64.rpm包到服务器-->
[root@centos01 ~]# ls
anaconda-ks.cfg           initial-setup-ks.cfg     logstash-5.5.1.rpm
elasticsearch-5.6.16.rpm  kibana-5.5.1-x86_64.rpm  node-v4.2.2-linux-x64.tar.gz
[root@centos01 ~]# rpm -ivh kibana-5.5.1-x86_64.rpm   <!--安装kibana-->
[root@centos01 ~]# vim /etc/kibana/kibana.yml  <!--修改kibana主配置文件-->
server.port: 5601   <!--服务监听的端口号-->
server.host: "0.0.0.0"   <!--允许所有网段-->
elasticsearch.url: "http://192.168.100.10:9200"   <!--连接elasticsearch的url-->
[root@centos01 ~]# systemctl start kibana   <!--启动kibana服务-->
[root@centos01 ~]# systemctl enable kibana   <!--设置开机自动启动-->

centos02和上面相同配置，将连接elasticsearch的url的IP地址改为centos02的IP地址即可，自行配置。

现在可以通过客户端浏览器访问5601端口

9、配置监控网站服务器

[root@centos03 ~]# yum -y install httpd   <!--安装httpd-->
[root@centos03 ~]# systemctl start httpd    <!--启动服务-->
[root@centos03 ~]# systemctl enable httpd   <!--设置开机自动启动-->

<!--上传logstash到网站服务器，安装logstash-->

[root@centos03 ~]# ls
anaconda-ks.cfg  initial-setup-ks.cfg  logstash-5.5.1.rpm  
[root@centos03 ~]# rpm -ivh logstash-5.5.1.rpm   <!--安装logstash-->
[root@centos03 ~]# vim /etc/logstash/conf.d/apache_error.conf <!--配置监控网站的错误日志-->
input {
        file {
                path => "/var/log/httpd/error_log"
                type => "error"
                start_position => "beginning"
                }
}
output {
        if [type] == "error" {
                elasticsearch {
                        hosts => ["192.168.100.10:9200"]
                        index => "apache_error-%{+YYYY.MM.dd}"
                        }
                }
}  
[root@centos03 ~]# systemctl start logstash.service    <!--启动logstash服务-->
[root@centos03 ~]# systemctl enable logstash.service  <!--设置开机自动启动-->
[root@centos03 ~]# /usr/share/logstash/bin/logstash -f 
/etc/logstash/conf.d/apache_error.conf   <!--启动监控网站服务器-->

1）现在可以通过浏览器访问验证是否监控成功

2）查看监控网站服务器的日志

3）重启网站服务器和监控服务；浏览器再次查看监控网站服务器的日志

自行在kibana服务器添加索引。

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