一、前言

Greenplum是面向数据仓库应用的分布式关系型MPP数据库，基于PostgreSQL开发，跟PostgreSQL的兼容性非常好，大部分PostgreSQL客户端工具及PostgreSQL应用都能运行在Greenplum平台上。GPCC是Greenplum数据库官方商业版的数据库监控软件，对于只能用得起开源的用户来说，只能考虑其他的监控方案了。本文里介绍一种基于Promethues与Grafana的Greenplum分布式数据库监控的实现方案。

二、Promethues与Grafana简介

2.1、Prometheus简介

Prometheus是由SoundCloud开发的开源监控报警系统和时序列数据库(TSDB)，使用Go语言开发。Prometheus目前在开源社区相当活跃。Prometheus性能也足够支撑上万台规模的集群。其架构图如下：

Prometheus Server，负责从 Exporter 拉取和存储监控数据，并提供一套灵活的查询语言（PromQL）供用户使用。
Exporter，负责收集目标对象（host, container…）的性能数据，并通过 HTTP 接口供 Prometheus Server 获取。
可视化组件，监控数据的可视化展现对于监控方案至关重要。以前 Prometheus 自己开发了一套工具，不过后来废弃了，因为开源社区出现了更为优秀的产品 Grafana。Grafana 能够与 Prometheus 无缝集成，提供完美的数据展示能力。
Alertmanager，用户可以定义基于监控数据的告警规则，规则会触发告警。一旦 Alermanager 收到告警，会通过预定义的方式发出告警通知。支持的方式包括 Email、PagerDuty、Webhook 等.

2.2、Grafana简介

Grafana是一个跨平台的开源的度量分析和可视化工具，可以通过将采集的数据查询然后可视化的展示，并及时通知。它主要有以下六大特点：

1、展示方式：快速灵活的客户端图表，面板插件有许多不同方式的可视化指标和日志，官方库中具有丰富的仪表盘插件，比如热图、折线图、图表等多种展示方式；
2、数据源：Graphite，InfluxDB，OpenTSDB，Prometheus，Elasticsearch，CloudWatch和KairosDB等；
3、通知提醒：以可视方式定义最重要指标的警报规则，Grafana将不断计算并发送通知，在数据达到阈值时通过Slack、PagerDuty等获得通知；
4、混合展示：在同一图表中混合使用不同的数据源，可以基于每个查询指定数据源，甚至自定义数据源；
5、注释：使用来自不同数据源的丰富事件注释图表，将鼠标悬停在事件上会显示完整的事件元数据和标记；
6、过滤器：Ad-hoc过滤器允许动态创建新的键/值过滤器，这些过滤器会自动应用于使用该数据源的所有查询。

三、Greenplum监控的实现

Greenplum的监控可类似于PostgreSQL来实现，但又存在差异，不同点在于：

要实现一个Greenplum的Exporter指标采集器；
使用Grafana绘制一个可视化状态图；
基于Prometheus配置报警规则（本文此部分略）；

3.1、Greenplum的Exporter指标采集器

这里类比PostgreSQL数据库的Exporter实现方法，实现了一个Greenplum的Exporter，项目地址为：

https://github.com/tangyibo/greenplum_exporter

在greenplum_expoter里主要扩展了实现了客户连接信息、账号连接信息、Segment存储信息、集群节点同步状态、数据库锁监控等相关指标，具体指标如下：

No.	指标名称	类型	标签组	指标描述	数据源获取方法
1	greenplum_cluster_state	Gauge	version; master(master主机名)； standby(standby主机名)	gp 可达状态 ?：1→ 可用;0→ 不可用	SELECT count(*) from gp_dist_random('gp_id'); select version(); SELECT hostname from p_segment_configuration where content=-1 and role='p';
2	greenplum_cluster_uptime	Gauge	-	启动持续的时间	select extract(epoch from now() - pg_postmaster_start_time());
3	greenplum_cluster_sync	Gauge	-	Master同步Standby状态? 1→ 正常;0→ 异常	SELECT count(*) from pg_stat_replication where state='streaming'
4	greenplum_cluster_max_connections	Gauge	-	最大连接个数	show max_connections; show superuser_reserved_connections;
5	greenplum_cluster_total_connections	Gauge	-	当前连接个数	select count() total, count() filter(where current_query='') idle, count() filter(where current_query<>'') active, count() filter(where current_query<>'' and not waiting) running, count(*) filter(where current_query<>'' and waiting) waiting from pg_stat_activity where procpid <> pg_backend_pid();
6	greenplum_cluster_idle_connections	Gauge	-	idle连接数	同上
7	greenplum_cluster_active_connections	Gauge	-	active query	同上
8	greenplum_cluster_running_connections	Gauge	-	query executing	同上
9	greenplum_cluster_waiting_connections	Gauge	-	query waiting execute	同上
10	greenplum_node_segment_status	Gauge	hostname; address; dbid; content; preferred_role; port; replication_port	segment的状态status: 1(U)→ up; 0(D)→ down	select * from gp_segment_configuration;
11	greenplum_node_segment_role	Gauge	hostname; address; dbid; content; preferred_role; port; replication_port	segment的role角色: 1(P)→ primary; 2(M)→ mirror	同上
12	greenplum_node_segment_mode	Gauge	hostname; address; dbid; content; preferred_role; port; replication_port	segment的mode：1(S)→ Synced; 2(R)→ Resyncing; 3(C)→ Change Tracking; 4(N)→ Not Syncing	同上
13	greenplum_node_segment_disk_free_mb_size	Gauge	hostname	segment主机磁盘空间剩余大小（MB)	SELECT dfhostname as segment_hostname,sum(dfspace)/count(dfspace)/(1024*1024) as segment_disk_free_gb from gp_toolkit.gp_disk_free GROUP BY dfhostname
14	greenplum_cluster_total_connections_per_client	Gauge	client	每个客户端的total连接数	select usename, count() total, count() filter(where current_query='') idle, count(*) filter(where current_query<>'') active from pg_stat_activity group by 1;
15	greenplum_cluster_idle_connections_per_client	Gauge	client	每个客户端的idle连接数	同上
16	greenplum_cluster_active_connections_per_client	Gauge	client	每个客户端的active连接数	同上
17	greenplum_cluster_total_online_user_count	Gauge	-	在线账号数	同上
18	greenplum_cluster_total_client_count	Gauge	-	当前所有连接的客户端个数	同上
19	greenplum_cluster_total_connections_per_user	Gauge	usename	每个账号的total连接数	select client_addr, count() total, count() filter(where current_query='') idle, count(*) filter(where current_query<>'') active from pg_stat_activity group by 1;
20	greenplum_cluster_idle_connections_per_user	Gauge	usename	每个账号的idle连接数	同上
21	greenplum_cluster_active_connections_per_user	Gauge	usename	每个账号的active连接数	同上
22	greenplum_cluster_config_last_load_time_seconds	Gauge	-	系统配置加载时间	SELECT pg_conf_load_time()
23	greenplum_node_database_name_mb_size	Gauge	dbname	每个数据库占用的存储空间大小	SELECT dfhostname as segment_hostname,sum(dfspace)/count(dfspace)/(1024*1024) as segment_disk_free_gb from gp_toolkit.gp_disk_free GROUP BY dfhostname
24	greenplum_node_database_table_total_count	Gauge	dbname	每个数据库内表的总数量	SELECT count(*) as total from information_schema.tables where table_schema not in ('gp_toolkit','information_schema','pg_catalog');
25	greenplum_exporter_total_scraped	Counter	-	-	-
26	greenplum_exporter_total_error	Counter	-	-	-
27	greenplum_exporter_scrape_duration_second	Gauge	-	-	-
28	greenplum_server_users_name_list	Gauge	-	用户总数	SELECT usename from pg_catalog.pg_user;
29	greenplum_server_users_total_count	Gauge	-	用户明细	同上
30	greenplum_server_locks_table_detail	Gauge	pid;datname;usename; locktype;mode; application_name;state; lock_satus;query	锁信息	SELECT * from pg_locks
31	greenplum_server_database_hit_cache_percent_rate	Gauge	-	缓存命中率	select sum(blks_hit)/(sum(blks_read)+sum(blks_hit))*100 from pg_stat_database;
32	greenplum_server_database_transition_commit_percent_rate	Gauge	-	事务提交

3.2、使用Grafana绘制一个可视化状态图

根据以上监测指标，即可使用Grafana配置图像了，具体内容请见：

https://github.com/tangyibo/greenplum_exporter/blob/master/grafana/greenplum_dashboard.json

四、Greenplum监控安装

该章节里讲述在CentOS7操作系统环境下的安装过程，所在的主机IP配置为：172.17.185.94。

4.1、安装Promethues

1、下载解压

wget https://github.com.cnpmjs.org/prometheus/prometheus/releases/download/v2.19.2/prometheus-2.19.2.linux-amd64.tar.gz
tar zxvf prometheus-2.19.2.linux-amd64.tar.gz
mv prometheus-2.19.2.linux-amd64 /usr/local/prometheus

2、创建用户

groupadd prometheus
useradd -g prometheus -m -d /var/lib/prometheus -s /sbin/nologin prometheus
chown prometheus.prometheus -R /usr/local/prometheus

3、创建Systemd服务

cat > /etc/systemd/system/prometheus.service <<EOF
[Unit]
Description=prometheus
After=network.target
[Service]
Type=simple
User=prometheus
ExecStart=/usr/local/prometheus/prometheus --config.file=/usr/local/prometheus/prometheus.yml --storage.tsdb.path=/var/lib/prometheus/data
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

4、启动Prometheus

systemctl daemon-reload
systemctl start prometheus
systemctl status prometheus

5、访问WEB界面

访问如下地址以检测验证成功安装：

http://172.17.185.94:9090

说明：如果访问不通，记得关闭主机的防火墙哦，命令为：systemctl stop firewalld.service

4.2、安装Greenplum-Expoter

1、下载安装包

wget https://gitee.com/inrgihc/greenplum_exporter/attach_files/622155/download/greenplum_exporter-1.1-rhel7.x86_64.rpm

说明：该Exporter支持Greenplum V5.x及Greenplum V6.x等版本。

2、安装软件包

[root@localhost ~]# rpm -ivh greenplum_exporter-1.1-rhel7.x86_64.rpm
准备中...                          ################################# [100%]
正在创建信箱文件: 文件已存在
正在升级/安装...1:greenplum_exporter-1.1-rhel7     ################################# [100%]

软件默认安装在： /usr/local/greenplum_exporter

3、配置数据库连接

修改/usr/local/greenplum_exporter/etc/greenplum.conf文件中配置的greenplum数据库服务器的地址和gpadmin账号的密码（可见下）。默认如下：

[root@localhost etc]# pwd
/usr/local/greenplum_exporter/etc
[root@localhost etc]# cat greenplum.conf
GPDB_DATA_SOURCE_URL=postgres://gpadmin:gpadmin@127.0.0.1:5432/postgres?sslmode=disable
[root@localhost etc]#

4、启动Expoter程序

systemctl start greenplum_exporter
systemctl status greenplum_exporter

5、验证

访问如下地址以检测验证成功安装：

http://172.17.185.94:9297/metrics

说明：如果访问不通，记得关闭主机的防火墙哦

也可使用docker直接部署：

docker run -d -p 9297:9297 -e GPDB_DATA_SOURCE_URL=postgres://gpadmin:gpadmin@10.17.20.11:5432/postgres?sslmode=disable inrgihc/greenplum-exporter:latest

其中的环境变量GPDB_DATA_SOURCE_URL为连接greenplum6的连接串，该连接串以postgres://为前缀，具体格式如下：

postgres://gpadmin:password@10.17.20.11:5432/postgres?sslmode=disable
postgres://[数据库连接账号，必须为gpadmin]:[账号密码，即gpadmin的密码]@[数据库的IP地址]:[数据库端口号]/[数据库名称，必须为postgres]?[参数名]=[参数值]&[参数名]=[参数值]

4.3、配置Promethues

1、将greenplum_expter配置到prometheus.yml的采集target列表中

vim /usr/local/prometheus/prometheus.yml

在文件尾部追加如下配置：

  - job_name: 'greenplum'static_configs:- targets: ['127.0.0.1:9297']

完整配置如下：

2、重启prometheus服务

systemctl restart prometheus

3、检测promethus的web端配置已成功

4.3、安装Grafana可视化工具

1、下载

wget https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-7.0.5-1.x86_64.rpm

2、安装

yum localinstall -y grafana-7.0.5-1.x86_64.rpm

3、配置

配置文件位于/etc/grafana/grafana.ini，这里暂时保持默认配置即可

4、启动

systemctl start grafana-server

5、访问

访问地址：http://172.17.185.94:3000

用户名：admin

密码：admin

4.4、配置Grafana

当使用admin账号登录grafana后，再进行如下配置操作：

1、添加promethus数据源

2、配置greenplum状态图

将https://github.com/tangyibo/greenplum_exporter/blob/master/grafana/greenplum_dashboard.json中配置的内容粘贴到上图红色框框内，或者填写仪表图的Grafana ID 13822, 然后点击load按钮即可加载。

五、Greenplum的Docker安装

5.1、Greenplum5

docker run -i -d -p 5432:5432 psavchenko/greenplum-db-5.9.0

账号：gpadmin

密码：welcome1

5.2、Greenplum6

mkdir -p /usr/local/gpdb/data
docker run -d -p 5432:5432 -v /usr/local/gpdb/data:/data  inrgihc/greenplum:6.11.1