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无数据报警（也称为“空数据报警”或“数据缺失报警”），指的是当预期的数据没有按时到达或数据源停止输出时触发报警。这在监控系统中非常重要，因为它可以帮助你及时发现数据采集系统或服务出现的问题。以下是一个实现无数据报警的方案，主要基于 Prometheus 和 Alertmanager。
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### 方案步骤
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#### 1. 配置 Prometheus 规则
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在 Prometheus 中配置报警规则，检测某个时间窗口内数据是否缺失。假设你想监控一个指标 `http_requests_total`，并在 5 分钟内没有任何数据时触发报警。
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```yaml
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groups:
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- name: NoDataAlertGroup
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rules:
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- alert: NoDataForHttpRequests
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expr: absent(http_requests_total) == 1
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for: 5m
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labels:
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severity: critical
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annotations:
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summary: "No data for http_requests_total"
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description: "No data has been received for the metric http_requests_total in the last 5 minutes."
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```
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这个规则使用 `absent()` 函数来检测 `http_requests_total` 这个指标是否不存在。如果在 5 分钟内没有数据，这个报警会被触发。
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#### 2. 部署 Alertmanager
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确保你的 Alertmanager 已经部署并与 Prometheus 集成。你可以在 Prometheus 的配置文件 `prometheus.yml` 中添加 Alertmanager 的配置。
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```yaml
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alerting:
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alertmanagers:
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- static_configs:
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- targets:
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- 'alertmanager-service:9093'
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```
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#### 3. 配置 Alertmanager 接收器
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在 Alertmanager 的配置文件 `alertmanager.yml` 中，配置接收器来处理报警通知。以下是一个示例，设置了 Slack 接收器：
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```yaml
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route:
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group_by: ['alertname']
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group_wait: 30s
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group_interval: 5m
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repeat_interval: 3h
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receiver: 'slack-notifications'
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receivers:
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- name: 'slack-notifications'
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slack_configs:
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- api_url: 'https://hooks.slack.com/services/T00000000/B00000000/XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX'
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channel: '#alerts'
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text: "{{ .CommonAnnotations.description }}"
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```
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在这个配置中，`route` 部分定义了报警的路由规则，`receivers` 部分定义了接收器的配置。你可以根据需要替换为其他接收器，比如电子邮件、PagerDuty 甚至自定义的 Webhook。
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#### 4. 测试报警配置
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为了确保无数据报警配置正确，可以手动停止某些数据源或服务，然后观察是否能够及时收到报警通知。
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1. **停止数据源**：例如，停止发送 `http_requests_total` 数据的服务。
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2. **等待报警**：根据配置的 `for` 时间等待一段时间（如 5 分钟）。
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3. **检查报警**：在 Slack 或其他接收器中查看是否收到了报警通知。
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#### 5. 可视化和监控
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使用 Grafana 来可视化和监控这些报警数据，可以帮助你更直观地了解系统的健康状况。
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1. **添加 Prometheus 数据源**：在 Grafana 中添加 Prometheus 作为数据源。
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2. **创建仪表板**：创建一个仪表板来展示关键指标和报警状态。例如，你可以创建一个面板来展示 `http_requests_total` 指标的变化情况，以及当前的报警状态。
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#### 6. 优化和调整
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根据实际情况，不断优化和调整报警规则。例如，你可能需要：
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- **调整报警阈值**：根据业务需求调整报警触发的时间窗口和阈值。
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- **细化报警规则**：为不同的指标配置不同的报警规则，以便更精细地监控系统。
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### 总结
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通过上述步骤，你可以在云原生环境中实现无数据报警方案。核心思路是使用 Prometheus 配置 `absent()` 函数检测数据缺失，并通过 Alertmanager 发送报警通知。结合 Grafana，可以实现可视化监控和报警管理，从而确保系统的可靠性和稳定性。
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### unless 关键字
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在 Prometheus 中，`unless` 是用于执行集合差集运算的关键字。它用于过滤掉在一个集合中出现但在另一个集合中也出现的数据点。简单来说，`A unless B` 表示从集合 A 中剔除所有在集合 B 中也出现的数据点。
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#### 基本语法
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```promql
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vector1 unless vector2
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```
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- **vector1**：第一个向量表达式。
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- **vector2**：第二个向量表达式。
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- **结果**：返回在 `vector1` 中但不在 `vector2` 中的所有数据点。
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#### 示例
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假设你有两个指标：`up`（表示服务是否正常运行）和 `http_requests_total`（表示 HTTP 请求总数）。你希望找出那些有 HTTP 请求的服务，但这些服务没有运行：
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```promql
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http_requests_total unless up
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```
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这个查询将返回那些有 HTTP 请求但服务不在运行状态的实例。
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### 实现无数据报警的另一种方式
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你可以结合 `unless` 关键字来实现无数据报警。假设你想监控一个名为 `http_requests_total` 的指标，如果某一实例在过去 5 分钟内没有数据，你希望触发报警。你可以使用以下 PromQL 表达式：
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```promql
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up unless http_requests_total[5m]
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```
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这个表达式将返回那些在过去 5 分钟内没有 `http_requests_total` 数据的实例（前提是这些实例仍然在运行状态）。
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结合报警规则：
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```yaml
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groups:
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- name: example-alerts
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rules:
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- alert: NoDataForHttpRequests
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expr: up unless http_requests_total[5m]
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for: 5m
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labels:
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severity: critical
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annotations:
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summary: "No data for http_requests_total"
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description: "No data has been received for the metric http_requests_total in the last 5 minutes."
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```
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### 进一步优化和扩展
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- **多指标组合**：你可以使用 `unless` 结合多个指标来实现更复杂的报警规则。例如，监控多个服务的健康状态和数据采集情况。
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- **细化标签**：通过在查询中添加标签，可以细化报警规则。例如，只监控特定服务或特定实例的数据缺失情况。
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```promql
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up{job="myservice"} unless http_requests_total{job="myservice"}[5m]
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```
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- **结合其他 PromQL 函数**：你可以结合其他 PromQL 函数（如 `rate`, `avg_over_time` 等）来实现更复杂的查询和报警规则。
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### 总结
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使用 Prometheus 的 `unless` 关键字，你可以轻松地实现无数据报警。通过编写合适的 PromQL 表达式并配置报警规则，你可以确保在数据缺失的情况下及时收到通知。这是 Prometheus 强大查询功能的一个具体应用，能够帮助你更好地监控和维护你的系统。
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