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Prometheus 入门与安装

一、什么是 Prometheus？

Prometheus（普罗米修斯）是一款开源的系统监控和告警工具，最初由 SoundCloud 开发，2016 年加入 CNCF（云原生计算基金会），是继 Kubernetes 之后的第二个毕业项目。

官网：https://prometheus.io/docs/introduction/overview/

核心特点

架构概览

+-------------------+ +-------------------+ | Exporter / | | Exporter / | | 被监控服务 | | 被监控服务 | +--------+----------+ +--------+----------+ | | | HTTP GET /metrics | HTTP GET /metrics v v +---------------------------------------------------+ | Prometheus Server | | +------------+ +------------+ +------------+ | | | 抓取模块 | | 存储引擎 | | HTTP API | | | +------------+ +------------+ +------------+ | | +------------+ +------------+ | | | 告警评估 | | 服务发现 | | | +------------+ +------------+ | +---------------------------------------------------+ | | 告警推送 v +-------------------+ | Alertmanager | +-------------------+

二、核心概念

2.1 指标（Metric）

指标是 Prometheus 监控的核心，每个指标由以下部分组成：

<metric_name>{<label_name>=<label_value>, ...} <value> <timestamp>

示例：

http_requests_total{method="GET", endpoint="/api", status="200"} 1024 1695000000

2.2 指标类型

2.3 作业（Job）与实例（Instance）

• Instance：一个被抓取的目标端点（如192.168.1.1:9090）
• Job：一组同类型 Instance 的集合（如node-exporter）

三、安装 Prometheus

3.1 环境要求

• Linux
• 2GB+ 内存（推荐 4GB）
• 10GB+ 磁盘（取决于数据量）

3.2 下载与解压

# 1. 访问 https://prometheus.io/download/ 获取最新版本# 以 Linux amd64 为例（请替换为最新版本号）wgethttps://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.53.0/prometheus-2.53.0.linux-amd64.tar.gz# 2. 解压tarxvf prometheus-2.53.0.linux-amd64.tar.gz# 3. 进入目录cdprometheus-2.53.0.linux-amd64

解压后目录结构：

prometheus-2.53.0.linux-amd64/ ├── prometheus # 主程序 ├── promtool # 工具（配置文件校验等） ├── prometheus.yml # 默认配置文件 ├── consoles/ # 控制台模板 ├── console_libraries/ # 控制台模板库 ├── LICENSE ├── NOTICE └── data/ # 数据存储目录（启动后自动创建）

3.3 配置文件说明

Prometheus 主配置文件prometheus.yml：

# 全局配置global:scrape_interval:15s# 默认抓取间隔evaluation_interval:15s# 告警规则评估间隔scrape_timeout:10s# 抓取超时时间# 告警配置alerting:alertmanagers:-static_configs:-targets:# - alertmanager:9093# 告警规则文件rule_files:# - "first_rules.yml"# - "second_rules.yml"# 抓取配置scrape_configs:# Prometheus 自身监控-job_name:"prometheus"static_configs:-targets:["localhost:9090"]

3.4 启动 Prometheus

# 前台启动（测试用）./prometheus--config.file=prometheus.yml# 后台启动（生产用）nohup./prometheus--config.file=prometheus.yml>prometheus.log2>&1&# 或者使用 systemd 管理（推荐）# 查找 prometheus 的进程IDpsaux|grepprometheus|grep-vgrep# 或者更精确地查找pgrep-f"prometheus --config.file=prometheus.yml"# 使用 kill 命令停止（优雅停止）kill<PID># 如果进程不响应，可以强制停止（不推荐）kill-9<PID>

访问http://你的IP:9090即可看到 Prometheus Web UI。

四、安装 Node Exporter（采集主机指标）

Node Exporter 用于采集 Linux 主机的系统指标（CPU、内存、磁盘、网络等）。

# 下载wgethttps://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.8.1/node_exporter-1.8.1.linux-amd64.tar.gz# 解压tarxvf node_exporter-1.8.1.linux-amd64.tar.gzcdnode_exporter-1.8.1.linux-amd64# 启动nohup./node_exporter>node_exporter.log2>&1&

验证采集：

curlhttp://localhost:9100/metrics

配置 Prometheus 抓取 Node Exporter

在prometheus.yml的scrape_configs中添加：

-job_name:"node_exporter"static_configs:-targets:["localhost:9100"]

重启 Prometheus 后，Web UI 的 Status → Targets 中即可看到新目标。

五、PromQL 快速入门

5.1 基础查询

# 查询所有指标 node_cpu_seconds_total # 带标签过滤 node_cpu_seconds_total{mode="idle"} # 范围查询（过去5分钟） node_cpu_seconds_total[5m]

5.2 常用函数

# 增长率（适合 Counter 类型） rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[1m]) # 平均值 avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[1m])) # Top N topk(3, node_memory_MemAvailable_bytes) # 内存使用率 (1 - node_memory_MemAvailable_bytes / node_memory_MemTotal_bytes) * 100

5.3 实用查询示例

# CPU 使用率（排除 idle） 100 - (avg by(instance) (rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) * 100) # 内存使用率 (1 - node_memory_MemAvailable_bytes / node_memory_MemTotal_bytes) * 100 # 磁盘使用率 node_filesystem_avail_bytes{mountpoint="/"} / node_filesystem_size_bytes{mountpoint="/"} * 100 # 网络流量（1分钟平均） rate(node_network_receive_bytes_total[1m])

六、Docker 部署（快速体验）

单机运行

dockerrun-d\--nameprometheus\-p9090:9090\-v$(pwd)/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml\prom/prometheus

Docker Compose（Prometheus + Node Exporter）

version:"3.8"services:prometheus:image:prom/prometheus:latestcontainer_name:prometheusports:-"9090:9090"volumes:-./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml-prometheus_data:/prometheuscommand:-"--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml"-"--storage.tsdb.path=/prometheus"restart:unless-stoppednode_exporter:image:prom/node-exporter:latestcontainer_name:node_exporterports:-"9100:9100"restart:unless-stoppedvolumes:prometheus_data:

七、生产部署建议

常用启动参数

./prometheus\--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml\--storage.tsdb.path=/data/prometheus\--storage.tsdb.retention.time=30d\--storage.tsdb.retention.size=50GB\--web.listen-address=0.0.0.0:9090\--web.enable-lifecycle\--log.level=info

--web.enable-lifecycle允许通过 API 热加载配置：

curl-XPOST http://localhost:9090/-/reload

八、验证安装

# 检查 Prometheus 自身指标curlhttp://localhost:9090/metrics# 检查 Web UI# 浏览器打开 http://localhost:9090# 在 Web UI 中执行测试查询prometheus_target_interval_length_seconds# 检查抓取目标状态# Status → Targets，确认所有目标 UP

九、常见问题

Q1：启动报错 “open /data/queries.active: permission denied”

数据目录权限问题：

sudochown-Rprometheus:prometheus /var/lib/prometheus

Q2：Target 状态为 DOWN

• 确认 Exporter 已启动且端口可达
• 检查防火墙规则
• 确认scrape_timeout是否太短

Q3：磁盘空间增长过快

调整存储参数：

--storage.tsdb.retention.time=7d--storage.tsdb.retention.size=20GB