IT运维之Linux服务器监控方案

随着Linux应用日益广泛，绝大部分的网络服务器都使用Linux操作系统。为了全面掌握网络服务器的运行状况和趋势，需要对服务器进行全面的监控。
    利用Linux发行版搭建一个网络服务器可能对于许多人都是一件很容易的事情，但网络服务器正式上线后，服务器数据流动、连接数、网络流量、系统负荷等各方面都会增加，安全问题也随之而来，再考虑到日志、数据库的重要性，我想无论是哪一位系统管理员，都应该迫不及待地想把服务器上线的前期工作做好吧。
    那我们究竟需要做好哪些工作准备呢？之前有看过一篇文章说到系统管理员应该定期完成的九件事情，我分析过后，认为有几件事情是必须得做的。首先是备份，做好定时备份策略，备份所有你认为重要的数据，并且定期检查你的备份是否有效、全面；日志轮换，无论你想用哪种轮换方式，控制日志增长避免驱动器已满是你的目的；做一定的安全措施，如防火墙iptables的访问控制，用denyhosts防止黑客远程暴力破解，mysql远程登录权限等等；最后就是服务器监控，也是我主要想讲述的内容。
对于服务器的硬件资源、性能、带宽、端口、进程、服务等都必须有一个可靠和持续的监测，统计分析每天的各种数据，从而能及时反映出服务器哪里存在性能瓶颈、安全隐患等。另外是要有危机意识，就是了解服务器有可能出现哪些严重的问题，出现这些问题后该如何去迅速处理。比如数据库的数据丢失，日志容量过大，被黑客入侵等等。说到底，预防是关键。
    监控，是预防的其中的一项重要工作。这里先说说我需要监控的内容。系统负载、cpu使用率、内存占用、磁盘空间、网络流量、端口、进程、apache或tomcat的连接数、mysql的运行状态这些都是我想要监控的东西，但又能做到多少呢，我只能尽力而为了。要了解服务器每时每刻的整体运行状态，单靠几个Linux自带的性能监测命令是很难实现的。所以，利用shell脚本和开源监控工具进行服务器监控成为了我的两个主要的选择。
    利用shell脚本监控能够很好把握的监控的内容，时间，警告峰值，以及方便地进行告警通知，自定义监控日志内容等等；而许多开源的监控工具都十分方便和实用，比如有zabbix、cacti、nagios等，而且能够针对不同的监控内容，生成好看的便于观察的曲线图，多数的开源监控工具都比较成熟，至于哪个好用就得用过才知道。由于这些监控工具都有许多热血人士写了安装和使用的文档，我这里就不写进来了。想了解下的朋友也可以到我的博客上走走，在这里我主要是把自己写的一些shell监控脚本分享一下，希望大家能给点意见。
    我这里写了四个脚本（performance.sh 性能监控，process.sh 进程监控，network.sh流量监控，tongji.sh流量分析统计），并使用crontab定时执行脚本进行监控数据的记录，形成每天的监控日志放在如下相应的文件夹，并且超过自己设定的告警值后发邮件通知，如果是腾讯企业邮箱，163邮箱那些有免费短信通知功能的可以尝试一下，收到邮件告警后很快就能收到短信了，十分方便。


性能监控脚本
##############################################################################
#!/bin/bash

#监控cpu系统负载
IP=`ifconfig eth0 | grep "inet addr" | cut -f 2 -d ":" | cut -f 1 -d " "` 
cpu_num=`grep -c 'model name' /proc/cpuinfo`
count_uptime=`uptime |wc -w`
load_15=`uptime | awk '{print $'$count_uptime'}'`
average_load=`echo "scale=2;a=$load_15/$cpu_num;if(length(a)==scale(a)) print 0;print a" | bc`  
average_int=`echo $average_load | cut -f 1 -d "."`  
load_warn=0.70  
if [ $average_int -gt 0
]
then
echo "$IP服务器单个核心15分钟的平均负载为$average_load，超过警戒值1.0，请立即处理！！！$(date +%Y%m%d/%H:%M:%S)" >>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
echo "$IP服务器单个核心15分钟的平均负载为$average_load，超过警戒值1.0，请立即处理！！！$(date +%Y%m%d/%H:%M:%S)" | mail -s "$IP服务器系统负载严重告警"  
else
echo "$IP服务器单个核心15分钟的平均负载值为$average_load,负载正常   $(date +%Y%m%d/%H:%M:%S)">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
fi

#监控cpu使用率
cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $5}' | cut -f 1 -d "."`  
if [ $cpu_idle -lt 20 ]
then

echo "$IP服务器cpu剩余$cpu_idle%,使用率已经超过80%,请及时处理。">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log

echo "$IP服务器cpu剩余$cpu_idle%,使用率已经超过80%,请及时处理！！！" | mail -s "$IP服务器cpu告警" 
else

echo
"$IP服务器cpu剩余$cpu_idle%,使用率正常">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
fi


#监控交换分区
swap_total=`free -m | grep Swap | awk '{print  $2}'`
swap_free=`free -m | grep Swap | awk '{print  $4}'`

swap_used=`free -m | grep Swap | awk '{print  $3}'`

if [ $swap_used -ne 0 ]
then
swap_per=0`echo "scale=2;$swap_free/$swap_total" | bc`
swap_warn=0.20
swap_now=`expr $swap_per \> $swap_warn`
if [ $swap_now -eq 0 ]
then
    echo "$IP服务器swap交换分区只剩下 $swap_free M 未使用，剩余不足20%，使用率已经超过80%，请及时处理。">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log

echo "$IP服务器swap交换分区只剩下 $swap_free M 未使用，剩余不足20%, 使用率已经超过80%, 请及时处理。" | mail -s "$IP服务器内存告警"  
else
    echo "$IP服务器swap交换分区剩下 $swap_free M未使用，使用率正常">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
  fi

else
     echo "$IP服务器交换分区未使用"  >>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
fi

#监控磁盘空间
disk_sda1=`df -h | grep /dev/sda1 | awk '{print $5}' | cut -f 1 -d "%"`
if [ $disk_sda1 -gt 80 ]
then
   echo "$IP服务器 /根分区 使用率已经超过80%,请及时处理。">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log

echo "$IP服务器 /根分区 使用率已经超过80%,请及时处理。 " | mail -s "$IP服务器硬盘告警" 
else
     echo "$IP服务器 /根分区 使用率为$disk_sda1%,使用率正常">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
fi

#监控登录用户数
users=`uptime |awk '{print $6}'`
if [ $users -gt 2 ]
then

echo "$IP服务器用户数已经达到$users个，请及时处理。">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log

echo "$IP服务器用户数已经达到$users个，请及时处理。" | mail -s "$IP服务器用户登录数告警"  
else

   echo "$IP服务器当前登录用户为$users个，情况正常">>/usr/monitor/performance/performance_$(date +%Y%m%d).log
fi
###############################################################################


性能监控日志 /usr/monitor/performance/performance_%Y%m%d.log




进程监控脚本
###############################################################################
#!/bin/bash
IP=`ifconfig eth0 | grep "inet addr" | cut -f 2 -d ":" | cut -f 1 -d " "`

tomcat_dir="/opt/apache-tomcat-7.0.8"
mysql_dir="/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe"
vsftp_dir="/usr/sbin/vsftpd"
ssh_dir="/usr/sbin/sshd"

for dir in $tomcat_dir $mysql_dir $vsftp_dir  $ssh_dir 
do
process_count=$(ps -ef | grep "$dir" | grep -v grep | wc -l)

        for service in tomcat mysql vsftp ssh 
        do
                echo "$dir" |grep -q "$service"
                if [ $? -eq 0 ]
                then
                        if [ $process_count -eq 0 ]
                        then
                            echo "$service is down at $(date +%Y%m%d%H:%M:%S)" >>/usr/monitor/process/process_$(date +%Y%m%d).log
                            echo "$service is down at $(date +%Y%m%d%H:%M:%S)" | mail -s "$IP服务器$service服务关闭告警"  
                        else
                            echo "$service is running at $(date +%Y%m%d%H:%M:%S)" >>/usr/monitor/process/process_$(date +%Y%m%d).log
                        fi
                else
                        continue
                fi
        done
done
###############################################################################

进程监控日志 /usr/monitor//process/process_%Y%m%d.log




流量监控脚本
###############################################################################
#!/bin/bash
#
R1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes`
T1=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_bytes`
sleep 1
R2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes`
T2=`cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_bytes`
TBPS=`expr $T2 - $T1`
RBPS=`expr $R2 - $R1`
TKBPS=`expr $TBPS / 1024`
RKBPS=`expr $RBPS / 1024`
echo "上传速率 eth0: $TKBPS kb/s 下载速率 eth0: $RKBPS kb/s at $(date +%Y%m%d%H:%M:%S)" >>/usr/monitor/network/network_$(date +%Y%m%d).log
###############################################################################

流量监控日志 /usr/monitor/network/network_$(date +%Y%m%d).log







流量分析脚本
###############################################################################
#!/bin/bash
#
TX=0;
RX=0;
MAX_TX=0;
MAX_RX=0;
while read line
do
        a=`echo $line | grep "eth0" |awk '{print $3}'`
if [ $a -ge 0 ]
then
        TX=$a
        if [ $TX -ge $MAX_TX ]
        then
                MAX_TX=$TX
        fi
fi
        b=`echo $line | grep "eth0" |awk '{print $7}'`
if [ $b -ge 0 ]
then
        RX=$b
        if [ $RX -ge $MAX_RX ]
        then
                MAX_RX=$RX
        fi
fi
done < /usr/monitor/network/network_$(date +%Y%m%d).log 
                                      echo "最高上传速度为 $MAX_TX kb/s at $(date +%Y%m%d)">>/usr/monitor/network/tongji.log

                                      echo "最高下载速度为 $MAX_RX kb/s at $(date +%Y%m%d)">>/usr/monitor/network/tongji.log
###############################################################################
流量分析日志 /usr/monitor/network/tongji.log


    利用脚本进行系统监控是一个不错的选择，简单实用。之后我还想到用shell脚本进行对myqsl的监控，对日志增长的监控，对apache连接数监控等等，这个有待后面的研究了。
      利用shell脚本进行监控当然是方便，可靠，但单靠一堆数据日志，很难发现什么趋势变化，再加上当你维护的服务器量较多的时候，更是手忙脚乱的。这里我推荐一些开源的监控工具来帮助大家更好地去做好系统监控。
      Cacti，是一套基于PHP,MySQL,SNMP及RRDTool开发的网络流量监测图形分析工具。它通过snmpget来获取数据，使用 RRDtool绘画图形。在众多监测图形分析工具中，RRDTool所画的图是最好看的，而且Cacti还能定制模板，按需增加插件，功能十分强大。想要实现异常通知功能的话，可以整合Nagios来一起使用。Nagios是一个监视系统运行状态和网络信息的监视系统。能监视所指定的本地或远程主机以及服务，同时提供异常通知功能等。同时提供一个WEB界面以方便系统管理人员查看网络状态，各种系统问题，以及日志等等。Cacti+Nagios这个组合很好用，但配置过程比较复杂，大家可以尝试去搭建一个这样的实用而方便的分布式监控系统。
    另外一个要介绍的监控工具叫Zabbix,除了能监视各种网络参数，保证服务器系统的安全运营之外，还能提供如短信、邮件、jabber等通知机制以让系统管理员快速定位/解决存在的各种问题。基本上能实现cacti+nagios的功能。安装配置过程也比较简单，我的博客上有在ubuntu环境和centos环境下搭建zabbix监控系统的文章，大家有空可以参考一下。

zabbix的性能监控分析图

    其实除了以上提到的shell脚本和监控方案，要使服务器监控的效果更好，还有一项工作是必须做的，就是监控数据及运维操作的记录，我这里把它叫做运维日志吧。每天有写运维日志的习惯是很重要的，这可以有利于我们分析服务器的趋势，比如增加哪些服务后，服务器的cpu占用会有上升的趋势；哪个时段是流量的高峰期；哪个时段服务器比较空闲，可以进行数据库备份的操作等等。更有好处的是，把我们日常的操作行为通过日志形式记录下来，万一除了什么问题，可以通过查询操作日志，了解是否人为操作而引起的。最后一点，有几个重要的性能监测工具可别忘记了，top、vmstat、w、uptime、ps、free、iostat、netstat、/proc等，这些是Linux系统内置或附件的工具，记住每个命令的详细用法，有时候就可以直接找出造成性能问题的原因了。
    关于服务器监控这个话题，很多专家给出了不同的意见，但无可否认的，监控工作必须做，至于监控什么是重点，用怎样的监控方式去实现，通过监控能达到多大的效果，这个就视乎服务器应用需求及个人需求了，本文只是提出一些个人的见解，供大家参考。最后简单总结一下本文的主要内容：监控的重要性；shell监控脚本；开源监控方案；记住写运维日志和常用Linux监控工具。希望大家都能够找出适合自己的、适合企业的服务器监控方案。

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