第11章：性能数据与可视化

性能数据（Performance Data）是监控系统的重要输出，用于趋势分析和容量规划。本章详解性能数据格式、PNP4Nagios 图表工具、Grafana 集成和数据导出方案。

一、性能数据基础

1.1 性能数据格式

# 标准格式：
# label=value[UOM];[warn];[crit];[min];[max]

# 完整示例：
check_http 输出：
HTTP OK - Response time = 0.15s | time=0.15s;1;5;0; size=15234B;;;0; pages=25;;;0;

# 各字段说明：
# time      = 标签名
# 0.15s     = 当前值 + 单位
# 1         = 警告阈值
# 5         = 严重阈值
# 0         = 最小值
# (空)      = 最大值

1.2 常用单位（UOM）

单位	含义	示例
(无)	无单位数值	`users=5;10;20`
`%`	百分比	`cpu=75%;80;95`
`s`	秒	`time=0.15s;1;5`
`ms`	毫秒	`rta=10.50ms;100;200`
`B`	字节	`size=1024B;;;0;`
`KB`	千字节	`mem=512KB;;;0;`
`MB`	兆字节	`mem=1024MB;;;0;`
`GB`	吉字节	`disk=50GB;;;0;`
`TB`	太字节	`disk=2TB;;;0;`
`c`	计数器	`errors=5c;;;0;`

1.3 多性能数据项

# 用空格分隔多个性能数据项
check_disk 输出：
DISK OK - free space: / 1024 MB (80%), /var 512 MB (60%) | /=1024MB;800;400;0;1280 /var=512MB;400;200;0;800

# 解析：
# / 分区: 1024MB, 警告=800MB, 严重=400MB, 最小=0, 最大=1280MB
# /var 分区: 512MB, 警告=400MB, 严重=200MB, 最小=0, 最大=800MB

1.4 性能数据配置

# nagios.cfg 性能数据配置

# 方式一：使用命令处理（推荐）
service_perfdata_command=process-service-perfdata
host_perfdata_command=process-host-perfdata

# 方式二：写入文件
service_perfdata_file=/var/log/nagios/service-perfdata
service_perfdata_file_template=DATATYPE::SERVICEPERFDATA\tTIMET::$TIMET$\tHOSTNAME::$HOSTNAME$\tSERVICEDESC::$SERVICEDESC$\tSERVICEPERFDATA::$SERVICEPERFDATA$\tSERVICECHECKCOMMAND::$SERVICECHECKCOMMAND$\tHOSTSTATE::$HOSTSTATE$\tHOSTSTATETYPE::$HOSTSTATETYPE$\tSERVICESTATE::$SERVICESTATE$\tSERVICESTATETYPE::$SERVICESTATETYPE$
service_perfdata_file_mode=a
service_perfdata_file_processing_interval=15
service_perfdata_file_processing_command=process-service-perfdata-file

# 方式三：使用 OCSP（Obsessive Compulsive Service Processor）
ocsp_command=process-service-perfdata
ochp_command=process-host-perfdata

二、PNP4Nagios 安装

2.1 安装依赖

# CentOS/RHEL
yum install -y rrdtool rrdtool-perl php-gd php-xml perl-Time-HiRes perl-rrdtool

# Ubuntu/Debian
apt-get install -y rrdtool librrd-dev php-gd php-xml php-mbstring

2.2 编译安装 PNP4Nagios

cd /tmp
wget https://sourceforge.net/projects/pnp4nagios/files/PNP-0.6.26/pnp4nagios-0.6.26.tar.gz
tar xzf pnp4nagios-0.6.26.tar.gz
cd pnp4nagios-0.6.26

./configure \
    --with-nagios-user=nagios \
    --with-nagios-group=nagios \
    --prefix=/usr/local/pnp4nagios

make all
sudo make install
sudo make install-init
sudo make install-config
sudo make install-webconf

2.3 配置 PNP4Nagios

# 配置文件
/usr/local/pnp4nagios/etc/pnp4nagios.conf

# 关键配置项
# /usr/local/pnp4nagios/etc/process_perfdata.cfg
CFG_DIR=/usr/local/pnp4nagios/etc/
RRDDIR=/usr/local/pnp4nagios/var/perfdata
RRD_STORAGE_TYPE=SINGLE
LOG_LEVEL=0

2.4 配置 Nagios 集成

# 在 nagios.cfg 中添加：
process_performance_data=1
service_perfdata_command=process-service-perfdata
host_perfdata_command=process-host-perfdata

# commands.cfg 中定义处理命令：
define command {
    command_name    process-service-perfdata
    command_line    /usr/local/pnp4nagios/libexec/process_perfdata.pl --bulk=/usr/local/pnp4nagios/var/service-perfdata
}

define command {
    command_name    process-host-perfdata
    command_line    /usr/local/pnp4nagios/libexec/process_perfdata.pl --bulk=/usr/local/pnp4nagios/var/host-perfdata
}

# 模板中添加图表链接：
define host {
    name                    generic-host-pnp
    action_url              /pnp4nagios/graph?host=$HOSTNAME$
    register                0
}

define service {
    name                    generic-service-pnp
    action_url              /pnp4nagios/graph?host=$HOSTNAME$&srv=$SERVICEDESC$
    register                0
}

2.5 启动服务

# 删除安装页
rm /usr/local/pnp4nagios/share/install.php

# 验证配置
/usr/local/pnp4nagios/bin/verify_config.pl /usr/local/pnp4nagios/etc/

# 启动 NPCD（性能数据守护进程）
systemctl start npcd
systemctl enable npcd

# 重启 Nagios
systemctl restart nagios

# 访问图表
# http://your-server/pnp4nagios/

三、Grafana 集成

3.1 架构方案

┌─────────────┐    perfdata    ┌─────────────┐    PromQL    ┌─────────────┐
│ Nagios Core │───────────────→│  InfluxDB   │←─────────────│   Grafana   │
│             │                │  /Prometheus│              │             │
└─────────────┘                └─────────────┘              └─────────────┘
      │                              │
      │                              │
      ▼                              ▼
┌─────────────┐                ┌─────────────┐
│ PNP4Nagios  │                │ Graphite    │
│ (RRD 文件)  │                │ (可选后端)   │
└─────────────┘                └─────────────┘

3.2 方案一：InfluxDB + Grafana

# 安装 InfluxDB
wget https://dl.influxdata.com/influxdb/releases/influxdb2-2.7.1.x86_64.rpm
sudo yum install -y influxdb2-2.7.1.x86_64.rpm
systemctl start influxdb
systemctl enable influxdb

# 安装 Grafana
yum install -y https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-10.0.0-1.x86_64.rpm
systemctl start grafana-server
systemctl enable grafana-server

#!/usr/bin/env python3
# nagios_to_influxdb.py - 将 Nagios 性能数据写入 InfluxDB

import re
import sys
import time
from influxdb_client import InfluxDBClient, Point
from influxdb_client.client.write_api import SYNCHRONOUS

INFLUX_URL = "http://localhost:8086"
INFLUX_TOKEN = "your-token"
INFLUX_ORG = "your-org"
INFLUX_BUCKET = "nagios"

def parse_perfdata(line):
    """解析性能数据行"""
    parts = line.strip().split('\t')
    if len(parts) < 10:
        return None

    return {
        'timestamp': int(parts[0]),
        'hostname': parts[1],
        'service': parts[2],
        'state': parts[3],
        'perfdata': parts[8]
    }

def parse_metrics(perfdata_str):
    """解析性能数据指标"""
    metrics = {}
    for item in perfdata_str.split(' '):
        if '=' not in item:
            continue
        label, value = item.split('=', 1)
        # 提取数值
        match = re.match(r'([\d.]+)(\D*)', value.split(';')[0])
        if match:
            metrics[label] = {
                'value': float(match.group(1)),
                'unit': match.group(2)
            }
    return metrics

def write_to_influx(client, data):
    """写入 InfluxDB"""
    write_api = client.write_api(write_options=SYNCHRONOUS)

    metrics = parse_metrics(data['perfdata'])
    for label, metric in metrics.items():
        point = Point("nagios_perfdata") \
            .tag("host", data['hostname']) \
            .tag("service", data['service']) \
            .tag("state", data['state']) \
            .tag("metric", label) \
            .field("value", metric['value']) \
            .time(data['timestamp'])

        write_api.write(bucket=INFLUX_BUCKET, record=point)

def main():
    client = InfluxDBClient(url=INFLUX_URL, token=INFLUX_TOKEN, org=INFLUX_ORG)

    for line in sys.stdin:
        data = parse_perfdata(line)
        if data:
            write_to_influx(client, data)

    client.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

# Nagios 命令配置
define command {
    command_name    process-service-perfdata-influx
    command_line    /bin/cat /usr/local/pnp4nagios/var/service-perfdata | /usr/local/nagios/libexec/nagios_to_influxdb.py
}

3.3 方案二：Prometheus + Grafana

# 安装 Prometheus exporter for Nagios
pip install nagios-prometheus-exporter

# 启动 exporter
nagios_exporter --nagios-status=/var/log/nagios/status.dat --port=9219

# Prometheus 配置 scrape target
# prometheus.yml
scrape_configs:
  - job_name: 'nagios'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9219']

# Grafana 数据源配置
# Add Data Source → Prometheus → http://prometheus:9090

3.4 Grafana 仪表板

{
  "dashboard": {
    "title": "Nagios Monitoring",
    "panels": [
      {
        "title": "Host Status Overview",
        "type": "stat",
        "targets": [
          {
            "expr": "count(nagios_host_state{state=\"UP\"})",
            "legendFormat": "UP"
          },
          {
            "expr": "count(nagios_host_state{state=\"DOWN\"})",
            "legendFormat": "DOWN"
          }
        ]
      },
      {
        "title": "Service Response Time",
        "type": "timeseries",
        "targets": [
          {
            "expr": "nagios_service_perfdata{metric=\"time\"}",
            "legendFormat": "{{host}}/{{service}}"
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

四、数据导出

4.1 RRD 数据导出

# 导出 RRD 数据为 XML
rrdtool dump /usr/local/pnp4nagios/var/perfdata/web-server-01/check_http.rrd > /tmp/check_http.xml

# 导出为 CSV
rrdtool fetch /usr/local/pnp4nagios/var/perfdata/web-server-01/check_http.rrd AVERAGE -s -1d > /tmp/check_http.csv

# 批量导出脚本
#!/bin/bash
PERFDIR="/usr/local/pnp4nagios/var/perfdata"
EXPORT_DIR="/tmp/rrd_export"

mkdir -p $EXPORT_DIR

for HOST_DIR in $PERFDIR/*/; do
    HOST=$(basename $HOST_DIR)
    mkdir -p $EXPORT_DIR/$HOST
    for RRD_FILE in $HOST_DIR*.rrd; do
        SVC=$(basename $RRD_FILE .rrd)
        rrdtool fetch $RRD_FILE AVERAGE -s -7d > $EXPORT_DIR/$HOST/$SVC.csv
    done
done

echo "Exported to $EXPORT_DIR"

4.2 历史数据查询

# 查询最近 24 小时数据
rrdtool fetch perfdata.rrd AVERAGE -s now-24h -e now

# 查询特定时间范围
rrdtool fetch perfdata.rrd AVERAGE \
    -s 2024-01-01T00:00:00 \
    -e 2024-01-02T00:00:00

# 生成图表图片
rrdtool graph /tmp/response_time.png \
    --title "HTTP Response Time" \
    --vertical-label "Seconds" \
    -w 800 -h 400 \
    DEF:value=perfdata.rrd:1:AVERAGE \
    LINE1:value#FF0000:"Response Time" \
    AREA:value#FF000033

五、注意事项

注意事项	说明
性能数据格式	严格遵循 `label=value;warn;crit;min;max` 格式
存储空间	RRD 文件会持续增长，定期清理旧数据
处理延迟	合理设置 `service_perfdata_file_processing_interval`
Grafana 权限	设置合理的用户权限和数据源访问控制
备份	定期备份 RRD 数据文件和 Grafana 仪表板配置

六、本章小结

性能数据通过标准格式输出，包含指标值和阈值
PNP4Nagios 是最常用的性能数据图表工具
Grafana 提供更强大的可视化和告警能力
数据导出用于历史分析和容量规划
合理存储管理性能数据的生命周期

下一章：第12章：Docker 部署 - 学习使用 Docker 容器化部署 Nagios。

强曰为道

第11章：性能数据与可视化

第11章：性能数据与可视化

一、性能数据基础

1.1 性能数据格式

1.2 常用单位（UOM）

1.3 多性能数据项

1.4 性能数据配置

二、PNP4Nagios 安装

2.1 安装依赖

2.2 编译安装 PNP4Nagios

2.3 配置 PNP4Nagios

2.4 配置 Nagios 集成

2.5 启动服务

三、Grafana 集成

3.1 架构方案

3.2 方案一：InfluxDB + Grafana

3.3 方案二：Prometheus + Grafana

3.4 Grafana 仪表板

四、数据导出

4.1 RRD 数据导出

4.2 历史数据查询

五、注意事项

六、本章小结