使用 Node Exporter 监控 Linux 主机(2)

前文我们介绍了如何使用 Node Exporter 监控 Linux 主机的 CPU 使用率，接下来我们来介绍如何监控 Linux 的磁盘空间、磁盘 IO、网络 IO 等方面。

内存监控

除了 CPU 监控之外，我们可能最关心的就是节点内存的监控了，平时我们查看节点的内存使用情况基本上都是使用 free 命令来查看：

free 命令的输出会显示系统内存的使用情况，包括物理内存、交换内存(swap)和内核缓冲区内存等，所以要对内存进行监控我们需要先了解这些概念，我们先了解下 free 命令的输出内容：

• Mem 行(第二行)是内存的使用情况
• Swap 行(第三行)是交换空间的使用情况
• total 列显示系统总的可用物理内存和交换空间大小
• used 列显示已经被使用的物理内存和交换空间
• free 列显示还有多少物理内存和交换空间可用使用
• shared 列显示被共享使用的物理内存大小
• buff/cache 列显示被 buffer 和 cache 使用的物理内存大小
• available 列显示还可以被应用程序使用的物理内存大小

其中我们需要重点关注的 free 和 available 两列。free 是真正尚未被使用的物理内存数量，而 available 是从应用程序的角度看到的可用内存，Linux 内核为了提升磁盘操作的性能，会消耗一部分内存去缓存磁盘数据，就是 buffer 和 cache，所以对于内核来说，buffer 和 cache 都属于已经被使用的内存，只是应用程序需要内存时，如果没有足够的 free 内存可以用，内核就会从 buffer 和 cache 中回收内存来满足应用程序的请求。所以从应用程序的角度来说 available = free + buffer + cache，不过需要注意这只是一个理想的计算方式，实际中的数据有较大的误差。

如果要在 Prometheus 中来查询内存使用，则可以用 node_memory_* 相关指标，同样的要计算使用的，我们可以计算可使用的内存，使用 promql 查询语句 node_memory_Buffers_bytes + node_memory_Cached_bytes + node_memory_MemFree_bytes。

然后计算可用内存的使用率，和总的内存相除，然后同样用 1 减去即可，语句为 (1- (node_memory_Buffers_bytes + node_memory_Cached_bytes + node_memory_MemFree_bytes) / node_memory_MemTotal_bytes) * 100，这样计算出来的就是节点内存使用率。

当然如果想要查看各项内存使用直接使用对应的监控指标即可，比如要查看节点总内存，直接使用 node_memory_MemTotal_bytes 指标即可获取。

磁盘监控

接下来是比较中的磁盘监控，对于磁盘监控我们不仅对磁盘使用情况感兴趣，一般来说对于磁盘 IO 的监控也是非常有必要的。

磁盘容量监控

要监控磁盘容量，需要用到 node_filesystem_* 相关的指标，比如要查询节点磁盘空间使用率，则可以同样用总的减去可用的来进行计算，磁盘可用空间使用 node_filesystem_avail_bytes 指标，但是由于会有一些我们不关心的磁盘信息，所以我们可以使用 fstype 标签过滤关心的磁盘信息，比如 ext4 或者 xfs 格式的磁盘：

要查询磁盘空间使用率，则使用查询语句 (1 - node_filesystem_avail_bytes{fstype=~"ext4|xfs"} / node_filesystem_size_bytes{fstype=~"ext4|xfs"}) * 100 即可：

这样就可以得到我们关心的磁盘空间使用率了。

磁盘 IO 监控

要监控磁盘 IO，就要区分是读的 IO，还是写的 IO，读 IO 使用 node_disk_reads_completed 指标，写 IO 使用 node_disk_writes_completed_total 指标。

磁盘读 IO 使用 sum by (instance) (rate(node_disk_reads_completed_total[5m])) 查询语句即可：

当然如果你想根据 device 进行聚合也是可以的，我们这里是全部聚合在一起了。

磁盘写 IO 使用 sum by (instance) (rate(node_disk_writes_completed_total[5m])) 查询语句即可：

网络 IO 监控

上行带宽需要用到的指标是 node_network_receive_bytes，由于我们对网络带宽的瞬时变化比较关注，所以一般我们会使用 irate 函数来计算网络 IO，比如计算上行带宽用查询语句 sum by(instance) (irate(node_network_receive_bytes_total{device!~"bond.*?|lo"}[5m])) 即可：

下行带宽用到的指标为 node_network_transmit_bytes，同样的方式查询语句为 sum by(instance) (irate(node_network_transmit_bytes{device!~"bond.*?|lo"}[5m]))：

当然我们还可以根据网卡设备进行分别聚合计算，最后还可以根据自己的需求将结果进行单位换算。