分类： 系统运维
2010-10-02 11:46:45
建库实际上就是建立后缀名为 .rrd 的 RRD 文件。
一）语法格式
其中 filename 、DS 部分和 RRA 部分是必须的。其他两个参数可免。
二）参数解释
A）
B） --step ：就是 RRDtool “期望” 每隔多长时间就收到一个值。和 MRTG 的 interval 同样含义。默认是5分钟。我们的脚本也应该是
每5分钟运行一次。
C） --start ：给
出 RRDtool 的第一个记录的起始时间。RRDtool 不会接受任何采样时间小于或者等于指定时间的数据。也就是说
–-start指定了数据库最早的那个记录是从什么时候开始的。如果 update 操作中给出的时间在 –-start 之前，则
RRDtool拒绝接受。--satrt 选项也是可选的。按照 我们在前一篇中的设定，则默认是当前时间减去
600*300秒，也就是50个小时前。 如果你想指定--start 为1天前，可以用
注意，--start 选项的值必须是 timestamp 的格式。
D） DS ：DS 用于定义 Data Soure 。也就是用于存放脚本的结果的变量名(DSN)。
就是我们前面提到的 eth0_in ,eth0_out, lo_in , lo_out 。DSN 从 1-19 个字符，必须是 0-9,a-z,A-Z 。
E） DST ：DST 就是 Data Source Type 的意思。有 COUNTER、GUAGE、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE 5种。由于网卡流量属于计数器型，所以这里应该为 COUNTER 。
F） RRA ：RRA 用于指定数据如何存放。我们可以把一个RRA 看成一个表，各保存不同 interval 的统计结果
G）PDP ：Primary
Data Point 。正常情况下每个 interval RRDtool 都会收到一个值；RRDtool 在收到脚本给来的值后
会计算出另外一个值（例如平均值），这个 值就是 PDP
；这个值代表的一般是“xxx/秒”的含义。注意，该值不一定等于RRDtool 收到的那个值。除非是GAUGE ，可以看下面的例子就知道了
H） CF ：CF 就是 Consolidation Function 的缩写。也就是合并（统计）功能。有 AVERAGE、MAX、MIN、LAST 四种分别表示对多个PDP 进行取平均、取最大值、取最小值、取当前值四种类型。具体作用等到 update 操作时 再说。
I） CDP ：Consolidation Data Point 。RRDtool 使用多个 PDP 合并为（计算出）一个 CDP。也就是执行上面 的CF 操作后的结果。这个值就是存入 RRA的数据，绘图时使用的也是这些数据。
三）再说 DST
DST 的选择是十分重要的，如果选错了 DST ，即使你的脚本取的数据是对的，放入 RRDtool 后也是错误的，更不用提画出来的图是否有意义了。
如何选择 DST 看下面的描述 ：
A）COUNTER ：必须是递增的，除非是计数器溢出（overflows）。在这种情况下，RRDtool 会自动修改收到的值。例如网络接口流量、收到的packets 数量都属于这一类型。
B）DERIVE：和 COUNTER 类似。但可以是递增，也可以递减，或者一会增加一会儿减少。
C）ABSOLUTE ：ABSOLUTE 比较特殊，它每次都假定前一个interval的值是0，再计算平均值。
D）GAUGE ：GAGUE 和上面三种不同，它没有“平均”的概念，RRDtool 收到值之后字节存入 RRA 中
E）COMPUTE ：COMPUTE 比较特殊，它并不接受输入，它的定义是一个表达式，能够引用其他DS并自动计算出某个值。例如
则 eth0_bytes 每得到一个值，eth0_bits 会自动计算出它的值：将 eth0_bytes 的值乘以 8 。不过
COMPUTE 型的 DS 有个限制，只能应用它所在的 RRD 的 DS ，不能引用其他 RRD 的 DS。 COMPUTE 型 DS
是新版本的 RRDtool 才有的，你也可以用 CDEF 来实现该功能。
F）AVERAGE
类型适合于看“平均”情况，例如一天的平均流量，。所以 AVERAGE 适用于需要知道 ‘xxx/秒’ 这样的需求。但采用 AVERAGE
型时，并不知道 在每个 CDP
中（假设30分钟平均，6个PDP组成）之中，流量具体是如何变化的，什么时候高，什么时候低。这于需要用到别的统计类型了
G）MAXIMUM 、MINIMUM不适用想知道“xxx/秒”这样的需求，而是适用于想知道某个对象在各个不同时刻的表现的需求，也就是着重点在于各个时间点。
例如要看某个接口在一天内有没有超过50Mb 流量的时候就要用 MAXIMUM
例如要看磁盘空间的空闲率在一天内有没有低于 20% 的时候就要用 MINIMUM
H）LAST
类型适用于 “累计”的概念，例如从xxx时候到目前共累计xxxx 这样的需求。例如邮件数量，可以用 LAST 来表示 30
分钟内总共收到多少个邮件，同样 LAST 也没有平均的概念，也就是说不适用于 ‘xxx/秒’
这样的需求，例如你不能说平均每秒钟多少封邮件这样的说法；同样也不适用于看每个周期内的变化，例如30分钟内共收到100封邮件，分别是
：第一个5分钟20封，第二个5分钟30封，第三个5分钟没有，第4个5分钟10封，第5个5分钟也没有，第6个5分钟40封。如果用 MAXIMUM
或者 MINIMUM 就不知道在30分钟内共收到100封邮件，而是得出30和0。所以 LAST 适用于每隔一段时间被观察
对象就会复位的情况。例如每30分钟就收一次邮件，邮件数量就是 LAST
值，同时现有的新邮件数量就被清零；到下一个30分钟再收一次邮件，又得到一个 30 分钟的 LAST 值。
这样就可以得得出“距离上一次操作后到目前为止共xxx”的需求。（例如距离上一次收取邮件后又共收到100封新邮件）
四）DST 实例说明
这样说可能还是比较模糊，可以看下面的例子，体会一下什么是 DST 和 PDP ：
所以第一行的 values 并不是 PDP ，后面4行才是 PDP
五）开始建库
有的人可能会问，上面有两个 DS，那 RRA 中究竟存的是那个 DS 的数据呢？实际上，这些 RRA 是共用的，你只需建立一个 RRA，它就可以用于全部的 DS 。
所以在定义 RRA 时不需要指定是给那个 DS 用的。
六）什么是 CF
以第2个RRA 和 4，2，1，3 这4个 PDP 为例
AVERAGE ：则结果为 (4+2+1+3)/4=2.5
MAX ：结果为4个数中的最大值 4
MIN ：结果为4个数中的最小值1
LAST ：结果为4个数中的最后一个 3
同理，第三个RRA和第4个RRA则是每24个 PDP、每288个 PDP 合成为1个 CDP
七）解释度（Resolution）
这里要提到一个 Resolution 的概念，在官方文档中多处提到 resolution 一词。Resolution 究竟是什么？Resolutino 有什么用？
举个例子，如果我们要绘制1小时的数据，也就是60分钟，那么我们可以从第一个RRA 中取出12个 CDP 来绘图；也可以从第2个 RRA中取出2个 CDP 来绘图。到底 RRDtool 会使用那个呢？
让我们看一下 RRA 的定义 ：RRA:AVERAGE:0.5:4:600 。
Resolution
就等于 4 * step = 4 * 300 = 1200 ，也就是说 ，resolution 是每个CDP 所代表的时间范围，或者说 RRA
中每个 CDP（记录）之间的时间间隔。所以第一个 RRA 的 resolution 是 1* step=300，第2是 1200，第三个是
24*300=7200，第4个 RRA 是 86400 。
默认情况下，RRDtool 会自动挑选合适的 resolution 的那个 RRA 的数据来绘图。我们大可不必关心它。但如果自己想取特定 RRA 的数据，就需要用到它了。
关于 Resolution 我们还会在 fetch 和 graph 中提到它。
八）xff 字段
细心的朋友可能会发现，在 RRA 的定义中有一个数值，固定是 0.5 ，这个到底是什么东东呢？
这个称为 xff 字段，是 xfile factor 的缩写。让我们来看它的定义 ：
这个看起来有点头晕，我们举个简单的例子 ：例如
这个 RRA 中，每24个 PDP （共两小时）就合成为一个 CDP，如果这 24 个 PDP 中有部分值是 UNKNOWN （原因可以很多），例如1个，那么这个 CDP
合成的结果是否就为 UNKNOWN 呢？
不是的，这要看 xff 字段而定。Xff 字段实际就是一个比例值。0.5 表示一个 CDP 中的所有 PDP 如果超过一半的值为 UNKNOWN ，则该 CDP 的值就被标为
UNKNOWN。也就是说，如果24个 PDP中有12个或者超过12个 PDP 的值是 UNKNOWN ，则该 CPD 就无法合成，或者合成的结果为 UNKNOWN；
如果是11个 PDP 的值为 UNKNOWN ，则该 CDP 的值等于剩下 13 个 PDP 的平均值。
如果一个 CDP 是有2个 PDP 组成，xff 为 0.5 ，那么只要有一个 PDP 为 UNKNOWN ，则该 PDP 所对应的 CDP 的值就是 UNKNOWN 了
使用RRDtool 进行绘图
一）前言 其中的 data definiton、variable definition 、data calculation、分别是下面的格式 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。 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 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。
使用RRDtool 我们最关心什么？当然是把数据画出来了。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 语法
[data definition ...]
[data calculation ...]
[variable definition ...]
[graph element ...]
[print element ...]
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
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”。
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。
四）时间范围控制（Time Range）
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 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
> --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
> --start now-120000 \
> DEF:value1=eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE:step=1000 \ # :step 指定 resolution=1000
> AREA:value1#ff0000
481x154
[root@dns1 bob]#
实例3 ：使用 –S 从第2个RRA中取数据
> -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=
实例4 ：同时使用 –S 和 :step
> -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
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
实例7 ：把一段时间分为几段分别显示 ：
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。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。
五）说明文字（Label）
-t 是用于图表上方的标题，-v 是用于 Y 轴的说明文字
实例1 ：给图表增加标题
现在我们用的是 LINE 的方式来绘图。LINE 可以有3种，分别是 LINE1|2|3,也就是线条的粗细。还有一种是 STACK 方式下面再介绍。
可以看到流入的流量比流出的流量稍大，这样看的话，out 流量比较难看，是否可以有别的方式呢？RRDtool 还提供了另外一种格式，就是 STACK 。意思就是在前一个对象的基础（把前一个对象的值当成 X 轴）上绘图，而不是从 X 轴开始。
实例2 ：使用 STACK 方式绘图
这是没有采用 STACK 方式绘图的效果 ：
可
以看得出上面采用 STACK 方式的比较清晰，但要注意，采用 STACK 方式后，在读取 out 流量时，Y 轴的刻度不再是 out
的值，应该用刻度值减去 in 的值，才是 out 真正的值。这点比较麻烦。需要配合 GPRINT 语句才能达到一定的效果。
六）图表大小（Size）
这里说图表大小而不是图片大小，是因为 –w ，-h 控制的是 X/Y 轴共同围起来的那部分大小，而不是整个图片的大小，这点在前面就可以看出了。
默认的图表大小是 400 （长）x 100 （高），但一般会返回497x179 这样的数字，这个才是图片的大小。
RRDtool 比 MRTG 好的一个地方就是 MRTG 一放大图片，就会变得模糊。RRDtool 则不会。
在官方文档中，-w 似乎是一个比较敏感的参数，我们看下面的描述 ：
实例1 ：使用 –w 设定图表大小为 300 像素
可
以看到图表是不是变小了呢？而且整个图片的大小也变小了。如果用前面的话来推理，由于 120000/300（-w的值）= 400 > 300
（step）,由于没有 resolution=400 的 RRA，所以应该采用 resolution=7200 的第2个 RRA
的数据来绘图，但实际上不是。
上面这个才是 300 pixel 宽，resolution=7200 的效果所以–w 和 –h 并不能影响 RRDtool 选择 RRA ，只能起到缩小放大的作用。BTW：当你绘制的时间范围较大时，可以使用 –w 增大图表大小
七） Y 轴上下限（Limits）
默认情况下，RRDtool 会和 MRTG 一样自动调整 Y 轴的数字，来配合当前的数值大小。如果想禁止该特性，可以通过 –upper-limit
-–lower-limit 来做限制，表示Y轴显示的值从多少到多少。如果没有指定 –rigid ，则在图表的上下边界处还是会有一些延伸，但如果指定了
-–rigid ，则严格按照 –-upper-limit 和 –-lower-limit 绘制。
在使用 –lower-limit 时要注意，如果数据中有负数，如果 -–lower-limit 为 0，则负数部分是显示不出来的。
实例1 ：使用 –-upper-limit 和 –-lower-limit 限制 Y 轴的上下限
八） X/Y 轴刻度（Grid）
