RRDtool 系列连载-7 ：绘图

一）前言

使用RRDtool 我们最关心什么？当然是如何把数据画出来了。虽然前面谈了很多，但这些都是基础来的。掌握好了，可以让你在绘图时更加得心应手。

本来还有 RPN （反向波兰表达式）一节的，但考虑一下，觉得还是放到后面，先从基本的绘图讲起。

这一节的内容虽然很多，但基本都是实验性的内容，只要多试几次就可以了。

二、graph 操作的语法

CODE:

rrdtool graph filename [option ...]
   [data definition ...]
   [data calculation ...]       
   [variable definition ...]
   [graph element ...]
   [print element ...]

其中的 data definiton、variable definition 、data calculation、分别是下面的格式

CODE:

DEF:=::[:step=][:start=][:end=][:reduce=]
VDEF:vname=RPN expression
CDEF:vname=RPN expression

其中 filename 就是你想要生成的图片文件的名称，默认是 png 。你可以通过选项修改图片的类型，可以有 PNG、SVG、EPS、PDF四种。

A）DEF 是 Definition （定义）的意思。定义什么呢？你要绘图，总要有数据源吧？DEF 就是告诉 RRDtool 从那个 RRD 中取出指定

    DS（eth0_in、eth0_out）的某个类型的统计值（还可以指定 resolution、start、end），并把这一切放入到一个变量 中 。
   
    你可能会感到奇怪，为什么还有一个 CF 字段？因为 RRA 有多种  CF 类型，有些 RRA 可能用来保存平均值、有些 RRA 可能用于统计最大值、
   
    最小值等等。所以你必须同时指定使用什么 CF 类型的 RRA的数据。至于 :start 和 :end 、:reduce 则用得比较少，最常用的就是 :step 了，
   
    它可以让你控制 RRDtool 从那个 RRA 中取数据。

B）VDEF 是 Variable Definition （变量定义）的意思。定义什么呢？记得 MRTG 在图表的下面有一个称之为 Legend 的部分吗？

    那里显示了1个或者2个 DS （MRTG 没有 DS 一说，这里是借用 RRDtool 的）的 “最大值”、“平均值”、“当前值”。这些值是如何
   
    计算的呢？
   
    RRDtool 中用 VDEF 来定义。这个变量专门存放某个 DS 某种类型的值，例如 eth0_in 的最大值、eht0_out 的当前值等。当你需要象
   
     MRTG  一样输出数字报表（Legend） 时，就可以在 GPRINT 子句（sub clause）中调用它。
   
   同样它也需要用一个变量来存放数值。要注意的是，旧版 的 RRDtool 中是用另外一种格式来达到相同的目的。新版的 RRDtool 则推荐使用
   
    VDEF   语句。但在使用过程中，却发现 VDEF 的使用反而造成了困扰。 例如你有5个 DS 要画，每个 DS 你都想输出最大值、最小值、平均值
   
    、当前值。  如果使用 VDEF ，则需要 4 * 5 = 20 个 VDEF 语句，这会造成极大的困扰。具体例子可以看第十一节“数字报表”部分。
   
C）CDEF 是 Calculation Define 的意思。使用过MRTG 的都会体会到一点，MRTG 的计算能力实在太差了。例如你有两个 Target ，

      一个是 eth0_in ， 一个是 eth0_out,如果要把它们相加起来，再除以8，得出 bytes 为单位的值，如何计算呢？或者说你只想看
      
      eth0_in 中超过 10Mb/s 的那部分， 其余的不关心，又如何实现呢？因为 MRTG 不能对它从 log 取出来的数据进行修改，只能原
      
      原本本的表现，所以很难满足我们的要求。而使用 CDEF ， 这一切都可以很容易的实现。CDEF 支持很多数学运算，甚至还支持简
      
      单的逻辑运算 if-then-else ，可以解决前面提到的第2个问题：如何只绘制你所关 心的数据。不过这一切都需要熟悉 RPN 的语法，
      
      所以我们放到下一节介绍，这一节就介绍如何把 RRDtool 中的数据以图表的方式显示出来。
      
      
三）选项分类

本部分我们按照官方文档的方式，把选项分成几大类，分为  ：

A）Time range ： 用于控制图表的X轴显示的起始/结束时间，也包括从RRA中提取指定时间的数据。

B）Labels ：用于控制 X/Y 轴的说明文字。

C）Size ：用于控制图片的大小。

D）Limits ：用于控制 Y 轴的上下限。

E）Grid ：用于控制 X/Y 轴的刻度如何显示。

F）Miscellaneous ：其他选项。例如显示中文、水印效果等等。

G）Report ：数字报表

需要说明的是，本篇当中并不是列出了所有选项的用法，只是列出较为常用的选项，如果想查看所有选项的的用法，可以到官方站点下载文档，

这里就不一一列出了，望各位见谅。


四）时间范围控制（Time Range）

CODE:

[-s|--start time] [-e|--end time] [-S|--step seconds]

既然要绘图，就应该有一个起始/结束的时间。Graph 操作中有 –s ，-e 选项。这两个选项即可以用于控制图表的 X 轴显示的时间范围，也可以用

于控制 RRDtool 从 RRA 中提取对应时间的数据。如果没有指定 –-end ，默认为 now；如果没有指定 –-start，则默认为1天前。如果两者都没有

指定，则图表默认显示从当前算起1天内的。数
回头看一下 DEF 中，也有 :start ,:end , :step ，这些和 –-start、--end、--step 之间有什么关系呢？

让我们先看 :step 和 –step之间的关系是如何的。

下面以 eth0.rrrd 为例，假设要绘制的时间范围 range 等于 end -start[

A）如果 0 <  ragne < 180000 （第一个 RRA 的时间覆盖范围） ，则默认从第1个RRA中取数据 ：

     如果 DEF 中给出的 :step > 300 ，例如 1000 ，则从 resolution= 1000 的或者第一个高于 1000 的RRA 中挑选数据，由于 eth0.rrd 中没有
   
                                                     resolution = 1000 的 RRA，则 RRDtool 会从 resolution = 1200 的第2 RRA 中取数据。

     如果 DEF 中给出的 :step <= 300 ，例如 200 ，则 RRDtool 会忽略该设定，还是从第一个 RRA 中取数据。

B）如果 180000 < range < 720000  ，由于第一个RRA只能保存2天的数据，所以默认从第2个RRA中取数据 ：

     如果 DEF 中给出的 :step > 1200 ，例如 1800，则 RRDtool 会从 resolution = 7200 的第3 RRA 中取数据

     如果 DEF 中给出 :step<= 1200，例如 300 ，则 RRDtool 会忽略，还是从第2个 RRA 中取数据

C）如果 720000 < range <  4320000 ，则默认从第三个 RRA 中取数据 ：

     如果 DEF 中给出的 :step > 7200 ，例如 10000 ，则从第4个 RRA中取数据

     如果 DEF 中给出的 :step <= 7200 ， 例如 1200 ，则忽略该值，并还是从第3 个 RRA 中取数据

D）如果 4320000 < range < 63072000 ，则默认从第4个 RRA 中取数据 ：

     如果 DEF 中给出的 :step > 86400 ，则行为未知

     如果 DEF 中给出的 :step <=86400 ，则从第4个 RRA 中取数据

E）-S 选项可以直接控制 RRDtool 如何挑选 RRA 。

    例如 -S 1200 ，即使DEF 中不加 :setp ，则 RRDtool 会从第2个 RRA 中取数据，即使 rang < 180000

    如果 -S 和 :step 同时出现，则 :step 优先。

F）DEF 中的 :start 和 :end 可以覆盖 –-start 和 –-end 的值。

     默认情况下，如果 DEF 中不加 :start 和 :end ，则等于 –-start 和 –end

    如果 DEF 中定义了 :start 和 :end ，则以 :start 和 :end 为准。

实例1 ：使用 –-start 指定 X 轴的起始时间

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 1.png \       
> --start now-120000 \        # 表示起始时间是当前时间往前 120000 秒，也就是 33 个小时左右
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE \         # 从eth0.rrd 中取出 eth0_in 的数据，CF 类型为 AVERAGE
> AREA:value1#ff0000        # 用“方块”的形式来绘制 value1 ，注意这里是用 value1 ，不是用 eth0_in
481x154                        # 如果 RRDtool 有绘图方面的语句，则这里显示图片大小，否则为 0x0。
[root@dns1 bob]#

可以看到 X 轴的文字有些是乱码，不过不要紧，你可以临时已用 env LANG=C rrdtool xxxx 来解决该问题，或者在后面用

–n 来设定 RRDtool 使用中文字体，就不会出现这样的情况了


实例2 ：使用 :step 从第2个RRA中取数据

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 2.png \
> --start now-120000 \
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:step=1000 \        # :step 指定 resolution=1000
> AREA:value1#ff0000
481x154
[root@dns1 bob]#

这里是 :step=1000，但 RRDtool 会取 :step=1200 的 第2个 RRA 的数据来绘图,可以和上面的 1.png 比较，发现比较平滑。




实例3 ：使用 –S 从第2个RRA中取数据

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 4.png
> -S 1200 \                # 使用 –S 控制 RRDtool 从 resolution=1200 的 RRA 中取数据
> --start now-120000 \
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE \
> AREA:value1#ff0000        
481x154
[root@dns1 bob]#

可以看到和上面的图一样，说明 RRDtool 的确按照 -S 的设置从第2个RRA 中取数据了

使用 –S 可以对 DEF 中所有的 DS 都使用相同的 resolution，等于在每个 DEF后都加上 :step= ，value 是 –S 的值

实例4 ：同时使用 –S 和 :step

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 5.png
> -S 1200 \                                # -S 指定 resolution=1200
> --start now-120000 \
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:step=300 \        # :step 指定 resolution=300
> AREA:value1#ff0000     
481x154
[root@dns1 bob]#

可以看到 5.png 和 1.png 是一样的，也就是说 –S 1200 并没有起作用，而是 :step=300 起作用了

实例5 ：使用 :start 和 :end 只显示指定时间内的数据

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 1.png \
> --start now-1h \                        # X 轴显示1个小时的长度
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:start=now-600:end=now-300 \        # 但只取10分钟前到5分钟前的这部分
> AREA:value1#00ff00:in  
475x168
[root@dns1 bob]#

如果我们不加 :start 和 :end ，则效果如下 ：



我们甚至可以让两个对象显示不同的时间，例如

实例6 ：让两个对象显示不同时间段的数据

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 1.png \
> --start now-2h \                # 规定时间为2小时内
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:end=now:start=end-1h \        # 规定时间为1小时内               
> DEF:value2=eth0.rrd:eth0_out:AVERAGE \        # 没有指定 :start 和 :end，默认和 –-start 一样也是2小时
> AREA:value1#00ff00:in \
> LINE2:value2#ff0000:out:STACK
475x168
[root@dns1 bob]#

实例7 ：把一段时间分为几段分别显示 ：

CODE:

[root@dns1 bob]# rrdtool graph 1.png \
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:end=now:start=end-1h \        # 当前1小时内
> DEF:value2=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:end=now-1h:start=now-2h \        # 2小时前
> DEF:value3=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:end=now-2h:start=now-3h \        # 3小时前
> LINE1:value1#00ff00:"1 hours ago" \
> LINE2:value2#ff0000:"2 hours ago" \
> LINE3:value3#000000:"3 hours ago"  
475x168
[root@dns1 bob]

我们把3个小时内的数据用三种不同粗细、不同颜色的曲线画了出来。

看到了吗，out部分（红色）显示了2个小时内的流量，而in部分（绿色）则只显示了1个小时内的部分

在这里要提一点，虽然我们指定了 –-start 或者 –-end ,或者 :start , :end，但并不意味着曲线就一定会从指定的时间点开始和结束。

例如我们上面指定了 :start=now-600:end=now-300 ，也就是只显示5分钟的数据。但图表出来的效果却是10(10:05-10:15)分钟

的数据，这是因为我们挑选的时间当中“不慎”横垮了两个周期(10:05-10:10,10:10-10:15)，所以 RRDtool 会把它们全部画出来，而

不是只画其中的5分钟。